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随着低渗透油藏开发力度的不断加大和水平井钻井技术的发展,水平井在低渗油藏开发中开始大量应用。由于低渗油藏储层物性差的特点,水平井的高效开发离不开压裂增产措施。水力喷射压裂技术集水力喷砂射孔和射流加砂压裂于一体,是一项重大革新型的增产工艺。该工艺既可用于水平井多段压裂改造,也可用于直井单段或多段压裂改造,对于低渗透油气田的开发意义较大。
本文首先分析了水力喷射压裂技术的系统组成、工作原理、特点及其施工过程;其次,应用FLUENT软件对水力喷射压裂射流流场进行了模拟研究;第三,建立了水平井压裂裂缝起裂数学模型并且给出了模型求解方法。
水力喷射压裂流场的数值模拟表明,流体在孔眼轴线上的速度最大,孔内压力在射孔端部达到极大值;无因次轴心速度衰减规律不随围压而变化,分布规律一致;水力喷射压裂过程中,适当增大喷嘴直径可以有效地提高破岩效率;紊流在沿流程的发展过程中,各参数在射流断面上的分布具有保持自模性。水力喷射压裂裂缝形态研究结果显示,最小水平主应力对起裂压力的影响与最大水平主应力和垂直应力的大小及井筒方位有关,不同地应力状态下,井筒方位角变化时,有着不同的裂缝起裂压力规律;垂向应力对起裂压力的影响则与最大水平主应力和最小水平主应力大小及井筒方位有关。同时,当地面泵压增加时裂缝的长宽高都相应增加。本文为水平井压裂裂缝破裂压力计算,裂缝方位角预测提供理论依据,能够有效的辅助现场施工设计。