文摘

迁移和结算暂堵颗粒大小不同的影响暂堵的效果,进而影响储层改造的效果。然而,迁移和结算暂堵颗粒在水平井筒定律仍不清楚。为了研究迁移和结算暂堵颗粒在水平井筒定律,一组multicluster射孔水平井物理模型实验装置。基于此实验设备,质量比的影响,注入率,并添加序列暂堵颗粒的迁移和结算的法律进行了研究,分别。实验结果表明,3毫米的暂堵颗粒向前跳跃的方式底部的水平井筒和1毫米粒子分布在水平井筒层,和粒子在井筒上部和底部的井筒。两种混合粒子的迁移轨迹类似于单身。在不同质量比,解决质量的粒子在穿孔集群出口端大于在入口端。当3毫米的颗粒占相对大量( ),解决两个穿孔集群粒子的质量大于其他质量比的条件。同样的穿孔,解决质量变得更大的3毫米的比例增加。当只有3毫米粒子被认为是,位移的增加,粒子的质量在穿孔集群在进口增加,和质量的粒子在集群出口减少。随着位移的增加,粒子的沉积质量高角度穿孔减少,而其它穿孔的沉积质量增加。增加3毫米,然后1毫米粒子,粒子在射孔质量定居点集群在出口端两次穿孔集群中的粒子的质量在进口。换向序列,解决群众的粒子在两个集群几乎是相等的。粒子分布在不同角度的穿孔具有明显的层次。角度越小,越结算暂堵颗粒的质量。本研究结果将为暂堵和压裂施工提供参考。

1。介绍

致密储层通常有穷人的特征物理性能和较低的生产,所以需要压裂生产1- - - - - -4]。然而,水库重建需求暂堵压裂,和良好的暂堵颗粒具有重要意义的暂堵转向液压骨折(5]。暂堵颗粒在泵送过程中,粒子迁移和在水平井筒定居,最终影响封堵的效果。因此,有必要研究粒子迁移和结算的法律在水平井筒。

关于暂堵颗粒的迁移和结算在井筒中,很少有在国内外出版物。因此,我们可以借鉴其他研究,如支撑剂和研究提供参考的迁移和结算暂堵颗粒在水平井筒定律。实验室实验的一个重要手段调查暂堵颗粒的迁移和结算的法律,可以直接观察到的迁移和结算暂堵颗粒在井筒。国内外学者已经做了很多研究支撑剂的迁移和结算。自1960年代以来,斯托克斯(6]研究了单个粒子的自由沉降法在理想状态下,阻力系数与雷诺数之间的关系推导出根据雷诺数,建立了粒子沉降模型的牛顿流体在不同的流动机制,并研究了解决法律支撑剂的非牛顿流体。在水平井压裂支撑剂的分布进行了研究[7- - - - - -10]。这些实验被认为几乎所有的施工参数的影响。关键的结算和悬浮速度重新计算,及相关公式。徐和周11]研究支撑剂的影响,压裂液性能、管道尺寸和曲率半径临界沉降速度基于现有的支撑剂沉降法和其他实验法和获得一个新的临界沉降速度的计算公式。汉娜et al。12)使用一个同心圆圈设备分析支撑剂的沉降速度。其中,重点是气缸壁的影响,浓度,牛顿流体和非牛顿剪切和。他认为的更深入的分析解决非牛顿流体在剪切速度将具有重要意义。哈林顿et al。13]和Novotny [14)等人研究了支撑剂沉降两种液体,noncross-linked和交联。发现交联凝胶,研究结果之间的误差和由斯托克斯沉降速度计算法是非常明显的。同时,克拉克et al。15]和[16)指出,获得的结果通过使用并行设备和同心设备和斯托克斯沉降速度计算的法律也有重大的错误。(17)给骨折的影响大小和支撑剂浓度对支撑剂的整体迁移规律,发现支撑剂颗粒越大,浓度越高,迁移速度越慢。梅et al .(2006)研究了粒子迁移、沉积,堵塞机制在多孔介质中,网络模型,相互联系的孔隙,和喉咙网络储层孔隙结构的基础上,这是应用于优化暂堵颗粒的暂堵技术。Bokane et al。18和耆那教徒的19]等人研究了泵位移的影响和穿孔集群支撑剂运移通过水平井筒支撑剂导流实验设备。Ngameni [20.)使用自主研发的水平井筒模拟装置研究穿孔集群在支撑剂运移的影响。Zhang et al。21)建立了Euler-Euler两相流模型来研究的运输和结算行为在清水压裂支撑剂,研究不同入口速度下支撑剂的流动规律和位置,砂密度等参数。张(22)进行了一项试验研究单粒子的沉降行为在slickwater支撑剂压裂液的基础上,考虑固体颗粒的沉降规律。锅等。23]研究泵位移的影响,液体粘度,支撑剂粒径支撑剂运移通过使用一个包含多个集群水平井筒透明穿孔。毛等。24]研究支撑剂输送真比例尺下泵计划(multisize支撑剂和不同浓度)现场规模和定量评估的影响支撑剂slickwater断裂井的生产计划。然而,它可以发现没有出版物已经讨论了暂堵颗粒在水平井筒的迁移和结算。在本文中,我们将进一步研究这个问题。

基于上述讨论,迁移和结算暂堵颗粒在水平井筒定律仍不清楚。摘要基于自建视觉水平井筒,我们研究了粒子的迁移和结算在水平井筒。首先,我们建立了一个视觉井筒为研究粒子迁移和结算。其次,我们研究了粒子的迁移规律与不同尺寸在水平井筒时存在单独或混合。第三,在这种条件下,粒子大小不同根据不同的质量比,颗粒进入穿孔的律法(集群)进行了研究。随后,我们讨论了粒子质量的解决在不同穿孔(集群)在不同位移。最后,通过改变与不同大小颗粒的添加顺序,我们研究了粒子的沉降法在不同穿孔(集群)。

2。实验准备

2.1。可视化迁移实验

我们准备的载波液体注入液体储罐,承运人液体注入视觉人工水平井筒通过沉积物潜水泵,并等待着液体填满井筒和稳定。然后,不同类型的暂堵颗粒被添加并充分搅拌。在不同的条件下,粒子的迁移和结算在水平井筒和穿孔是不同的。

保持泵状态和观察暂堵颗粒的迁移轨迹在水平井筒通过视觉井筒模型;同时,暂堵颗粒的沉降质量在每个穿孔或集群计算。通过实验结果的定量分析,迁移和结算暂堵颗粒在水平井筒定律。

2.2。实验设备

实验装置包括液体储罐、电动潜油泵,一个可视化水平井筒,变频器,和搅棒,如图1(一)和1 (b)。其中,储罐的容积是0.1³。电动潜油泵的最大位移为0.11 m³·敏¹,频率可调,最大的频率是50赫兹。本文实验位移都是0.11米³·敏¹0.10米,³·敏¹0.09米,³·敏¹,0.08米³·敏¹,分别。穿孔的角度(P) 2和5 0°,P1和P4的角度75°和P3和P6 60°的角度。特别是,我们指定P1, P2, P3在出口集群2 (C2),和P4, P5和P6在进口集群1 (C1)。设备的详细参数如表所示1。

2.3。实验材料

暂堵颗粒都是独立开发的实验室。在实验中使用的暂堵颗粒是乳酸和羟基乙酸共聚物。暂堵颗粒的粒径是3毫米和1毫米(图2),粒子密度是1.0 - -1.1 g·厘米³。承运人流体是干净的水。

3所示。结果和讨论

摘要粒度组合的影响,注入位移,增加序列的迁移和结算暂堵颗粒在水平井筒主要是考虑。暂堵颗粒的浓度在实验中是1%。在本文中,首先,法律的迁移和结算暂堵颗粒在井筒和穿孔。然后,通过计算粒子的沉降质量在不同的集群或穿孔在不同条件下,解决法律暂堵颗粒在水平井筒和穿孔进行了定量分析。

3.1。暂堵颗粒的迁移规律

数据3(一个)- - - - - -3 (c)显示3毫米的迁移颗粒在水平井筒。泵排量为0.11 m³·敏¹。可以看出,粒子的发散当他们第一次进入井筒,然后迅速解决底部的井筒由于其巨大的质量。在C1,粒子跳跃的方式前进,粒子的波动高度比较大。在C2,粒子沿着井筒底部滚,和粒子的波动高度很低。这一现象的原因是入口速度大,出口速度很小。

数据4(一)- - - - - -4 (c)显示1毫米的颗粒的迁移水平井筒。实验表明,粒子的无序和发散当他们第一次进入井筒,然后逐渐推进分层分布。颗粒稀疏和井筒的几上,密度和许多在井筒底部。因为1毫米粒子光,很难解决当进入井筒,但是速度沿井筒逐渐减少,颗粒逐渐解决井筒的底部,和一些粒子进入穿孔。

数据5(一个)- - - - - -5 (c)显示迁移3毫米和1毫米的颗粒在水平井筒。结果表明,这两个粒子的迁移轨迹大小基本上是一样的迁移轨迹存在的单粒子的大小。它可以发现3毫米粒子总是解决底部的穿孔,而1毫米粒子覆盖粒子(图的顶端3毫米5 (d))。这是因为3毫米粒子有一个大质量,能够很快的根据情况解决,而1毫米粒子光和沉降速度慢。

3.2。不同质量比的影响

质量比是3毫米粒子的质量比1毫米的微粒。为了探索暂堵颗粒的迁移和结算法律在水平井筒在不同质量比例,三组实验设计(表2)。

图6(一)显示了总质量的暂堵颗粒C1和C2在不同质量比率。结果表明,粒子的沉降质量在C1的C2大于在不同质量比率。此外,发现粒子的沉降质量质量比时在C1和C2 5: 1是比在其他质量比率。原因是他们和解的可能性在穿孔增加3毫米颗粒增加。3毫米占用的空间越大粒子在穿孔,所以总沉降越大质量。

图6 (b)显示了解决质量在每个穿孔在不同粒子的质量比率,蓝色代表每个穿孔的C1和橙色代表每个穿孔C2。实验结果显示,解决大规模的暂堵颗粒在垂直向下穿孔(0°,P2,和P5)在不同质量比例是最大的,其次是解决大规模的粒子在60°(P3和P6)穿孔,和和解的质量粒子在75°(P1和P4)穿孔是最小的。这是因为大多数跳3毫米的颗粒,在井筒底部滚。因此,粒子进入的概率低角度穿孔很高,和解决相应质量大。

同样的穿孔,解决质量变得更大的3毫米的比例增加。这是因为3毫米粒子主要是经由jumping-rolling,进入穿孔和3毫米的概率粒子增加,所以解决质量增加。此外,沉积的分布质量在每个粒子增加射孔更集中在3毫米。

3.3。泵位移的影响

泵位移是影响迁移的重要因素之一在井筒的暂堵颗粒。大排量,暂堵在悬浮粒子倾向于迁移,迁移距离较长;在一个小位移,暂堵颗粒主要是举动脉动和滚动,和迁移距离很短。解决暂堵颗粒可以通过改变泵位移控制。实验3毫米的颗粒大小,和实验方案如表所示3。

图7(一)显示了结算暂堵颗粒的质量在每个集群不同的位移。结果表明,解决大规模的暂堵颗粒在C1, C2大于,即使位移是不同的。比较粒子的结算质量在不同的集群,发现暂堵颗粒的质量在C1与位移的增加变大。这是解释为粒子碰撞的概率增加,当位移的增加,粒子的概率会相对增加入口处进入穿孔;此外,暂堵颗粒的质量与C2往往会增加泵位移的减少,这被认为是位移越低,暂堵颗粒的运动速度较慢,在井筒的底部,富勒和解,所以质量越大。

图7 (b)显示了解决质量每个穿孔的暂堵颗粒在不同位移。它可以发现和解的质量暂堵颗粒在射孔孔眼时最大的垂直向下(0°角)。射孔是60°角时,粒子沉降质量是第二。穿孔角为75°时,粒子沉降质量是最低的。一个有趣的发现是,暂堵颗粒的质量分布具有明显的阶梯(绿色圆圈)与不同角度穿孔,这表明穿孔角有显著影响的解决在实验条件下暂堵颗粒。随着位移的增加,沉积粒子在P1和P4的质量减少,而其它穿孔的沉积质量增加。

3.4。添加顺序的影响

暂堵颗粒的添加顺序与不同粒径是一个有影响力的因素吸引了太多的关注。实验结果表明,不同订单的增加有很大影响的暂堵颗粒沉降法洞。试验方案如表所示4。在这组实验中,暂堵颗粒的大小应该添加慢慢在序列和搅拌,添加,直到循环稳定,然后添加另一个大小的粒子,并再次稳定后观察到的现象。

图8(一个)显示了解决大规模集群的暂堵颗粒在不同序列。结果表明,沉降粒子在C2的质量比,在C1无论添加序列。然而,两个集群之间的结算质量的差异几乎是一次添加序列3毫米和1毫米,和两个集群之间的结算质量的差异很小,当添加序列首先是1毫米,然后3毫米。此外,对于出口端,粒子沉降在3毫米和1毫米的顺序大于粒子沉降质量的第一1毫米的顺序然后3毫米。这是因为3毫米粒子添加第一,可以迅速解决,大部分的穿孔空间填满第一,而1毫米粒子只能填补剩余的小缺口。

图8 (b)显示了解决大规模穿孔的暂堵颗粒在不同序列。它也可以发现,暂堵颗粒的沉降质量达到最大时,射孔角为0°。射孔是60°角时,粒子沉降质量是第二。穿孔角为75°时,粒子沉降质量是最低的。同时,发现暂堵颗粒质量分布的每个穿孔较大时添加序列是3毫米和1毫米。然而,暂堵颗粒的质量分布范围在每个穿孔时相对集中添加序列是1毫米和3毫米。

4所示。结论

基于视觉水平井筒实验设备,暂堵颗粒的迁移和结算法律在井筒进行调查,得出了以下的结论:(1)3毫米的暂堵颗粒向前跳的方式底部的水平井筒。1毫米粒子前进在水平层状分布在水平井筒内,颗粒稀疏和一些上层的水平井筒,密度和众多的底层井筒。迁移轨迹3毫米和1毫米的颗粒混合在水平井筒基本上是一样的单粒子的大小(2)考虑的因素的质量比、位移和序列,解决大规模的暂堵颗粒出口C2大于进口C1(3)穿孔角越小,沉降越大暂堵颗粒的质量。穿孔角为0°时,结算的暂堵颗粒质量穿孔是最大的。射孔是60°角时,粒子沉降质量是第二。穿孔角为75°时,粒子穿孔角是最低的(4)不同粒子质量比率下,沉降粒子的质量出口C2大于进口C1。当 ,质量的粒子沉降是最大的。与泵位移的增加,在C1暂堵颗粒的质量增加,而暂堵颗粒的质量在C2随泵位移的增加而减小。随着位移的增加,粒子的沉积质量P1和P4减少,和其余的穿孔质量沉积增加。在C2,暂堵颗粒的沉降质量增加3毫米,1毫米的序列后大于,在添加1毫米的序列以后第一次和3毫米(5)位移越大,粒子的沉积质量P1和P4减少,和其余的穿孔沉积质量增加。一般来说,位移越大,越大沉降在射孔质量;3毫米的比例越大,粒子沉积质量越大

数据可用性

图表数据用于支持本研究的结果包括在本文中。

的利益冲突

作者宣称没有利益冲突。

确认

作者要感谢油田技术服务的财政支持资金(没有。HX20191217)。