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球形颗粒在含纤维幂律流体中沉降速度预测模型
被引量：
2
1
作者
刘庆岭
田守嶒
+4 位作者
李根生
沈忠厚
许争鸣
庞照宇
王友文
《石油科学通报》
2017年第2期298-308,共11页
在石油工业中,纤维被广泛应用于提高钻井液和压裂液的固相运移能力,研究颗粒在含纤维流体中的沉降速度可以为纤维钻井液及压裂液性能评价与优化设计提供依据。本文针对球形颗粒在含纤维幂律流体中的沉降速度进行研究,拟建立一个考虑不...
在石油工业中,纤维被广泛应用于提高钻井液和压裂液的固相运移能力,研究颗粒在含纤维流体中的沉降速度可以为纤维钻井液及压裂液性能评价与优化设计提供依据。本文针对球形颗粒在含纤维幂律流体中的沉降速度进行研究,拟建立一个考虑不同雷诺数与纤维浓度的颗粒沉降速度预测模型。开展了球形颗粒在含纤维幂律流体中沉降速度全参数实验,考虑的变量参数有:颗粒粒径、颗粒密度、基液流变性及纤维浓度。结果表明:在实验条件下,加入纤维使基液的表观黏度有少量增加;随着纤维浓度的增大,颗粒沉降速度逐渐降低,表明纤维对颗粒产生一个机械阻力作用,定义为纤维阻力。与黏性阻力系数类似,本文定义无因次纤维阻力系数来定量表征纤维阻力的大小;定义与颗粒沉降速度无关的阿基米德数为总阻力系数(纤维阻力系数与流体阻力系数之和)与颗粒雷诺数的函数。基于实验数据,发现在实验沉降速度下,颗粒雷诺数与无因次阿基米德数在双对数坐标系中符合线性关系,据此拟合得到了最终的颗粒沉降速度预测模型。与实验数据相比,该模型平均相对误差为12.39%,符合精度要求。该模型适用的雷诺数范围为(0.002~324),纤维浓度范围为(0.02%~0.1%)。本研究对纤维在石油工程中的应用具有一定的指导意义。
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关键词
球形颗粒
纤维
幂律流体
沉降实验
沉降速度
预测模型
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职称材料
超临界CO_2压裂井筒流动模型及耦合求解
被引量：
17
2
作者
李小江
李根生
+4 位作者
王海柱
田守嶒
宋先知
陆沛青
刘庆岭
《中国石油大学学报（自然科学版）》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2018年第2期87-94,共8页
超临界CO_2压裂是一种新型的无水压裂技术,井筒温度和压力准确预测是该技术成功实施的关键。基于Span-Wagner状态方程和Fenghour输运性质模型,结合质量、动量和能量守恒方程,建立考虑热量源汇的超临界CO_2压裂井筒流动解析模型,采用压...
超临界CO_2压裂是一种新型的无水压裂技术,井筒温度和压力准确预测是该技术成功实施的关键。基于Span-Wagner状态方程和Fenghour输运性质模型,结合质量、动量和能量守恒方程,建立考虑热量源汇的超临界CO_2压裂井筒流动解析模型,采用压力和温度以及油管-环空-地层的迭代计算,实现井深和径向方向的双重耦合数值求解。通过对比分析经典模型和现场实测数据,分别验证模型的推导过程和精度。结果表明:气体膨胀或压缩做功对井筒温度和压力的影响不能忽略;大排量超临界CO_2压裂过程中,须考虑摩擦生热对井筒温度和压力的影响;焦耳-汤姆逊效应对井筒温度和压力影响较小,工程计算中可忽略。
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关键词
超临界CO2
压裂
井筒流动模型
耦合求解
热量源汇
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职称材料
水力喷射分段压裂裂缝起裂模型研究
被引量：
5
3
作者
田守嶒
陈立强
+2 位作者
盛茂
李根生
刘庆岭
《石油钻探技术》
CAS
CSCD
北大核心
2015年第5期31-36,共6页
优化设计水力喷射分段压裂施工方案时,需要较为准确地预测不同位置的起裂压力。基于Westergaard理论,建立了考虑裂缝诱导应力场的水力喷射分段压裂起裂模型,分析了受第一条裂缝诱导应力影响的后续裂缝起裂压力,并与现场实际压裂数据进...
优化设计水力喷射分段压裂施工方案时,需要较为准确地预测不同位置的起裂压力。基于Westergaard理论,建立了考虑裂缝诱导应力场的水力喷射分段压裂起裂模型,分析了受第一条裂缝诱导应力影响的后续裂缝起裂压力,并与现场实际压裂数据进行对比;同时,分析了不同裂缝高度、裂缝净压力、原地最小水平主应力和与第一条裂缝的距离对第二条裂缝起裂压力的影响。计算结果显示,模型计算值与压裂试验数据吻合较好。在实际施工参数条件下,裂缝面净压力每增大5 MPa,后续压裂起裂压力增大3 MPa;第一条裂缝高度每增加10m,后续裂缝起裂压力增加2 MPa,诱导应力场影响范围增加30m;与第一条裂缝距离越近,后续裂缝起裂压力越高,最大增幅可达21%;原地最小水平主应力增大,诱导应力场的影响范围并不会增大。研究结果对优化设计水力喷射分段压裂施工方案具有一定的指导作用。
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关键词
水力喷射压裂
起裂模型
起裂压力
诱导应力
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职称材料
题名
球形颗粒在含纤维幂律流体中沉降速度预测模型
被引量：
2
1
作者
刘庆岭
田守嶒
李根生
沈忠厚
许争鸣
庞照宇
王友文
机构
中国石油大学(北京)油气资源与探测国家重点实验室
出处
《石油科学通报》
2017年第2期298-308,共11页
基金
国家自然科学基金石油化工联合基金重点基金项目(U1562212)
国家自然科学基金面上项目(516742745)联合资助
文摘
在石油工业中,纤维被广泛应用于提高钻井液和压裂液的固相运移能力,研究颗粒在含纤维流体中的沉降速度可以为纤维钻井液及压裂液性能评价与优化设计提供依据。本文针对球形颗粒在含纤维幂律流体中的沉降速度进行研究,拟建立一个考虑不同雷诺数与纤维浓度的颗粒沉降速度预测模型。开展了球形颗粒在含纤维幂律流体中沉降速度全参数实验,考虑的变量参数有:颗粒粒径、颗粒密度、基液流变性及纤维浓度。结果表明:在实验条件下,加入纤维使基液的表观黏度有少量增加;随着纤维浓度的增大,颗粒沉降速度逐渐降低,表明纤维对颗粒产生一个机械阻力作用,定义为纤维阻力。与黏性阻力系数类似,本文定义无因次纤维阻力系数来定量表征纤维阻力的大小;定义与颗粒沉降速度无关的阿基米德数为总阻力系数(纤维阻力系数与流体阻力系数之和)与颗粒雷诺数的函数。基于实验数据,发现在实验沉降速度下,颗粒雷诺数与无因次阿基米德数在双对数坐标系中符合线性关系,据此拟合得到了最终的颗粒沉降速度预测模型。与实验数据相比,该模型平均相对误差为12.39%,符合精度要求。该模型适用的雷诺数范围为(0.002~324),纤维浓度范围为(0.02%~0.1%)。本研究对纤维在石油工程中的应用具有一定的指导意义。
关键词
球形颗粒
纤维
幂律流体
沉降实验
沉降速度
预测模型
Keywords
sphere
fiber
power-law fluid
settling experiment
settling velocity
prediction model
分类号
TE254 [石油与天然气工程—油气井工程]
TE357.12 [石油与天然气工程—油气田开发工程]
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职称材料
题名
超临界CO_2压裂井筒流动模型及耦合求解
被引量：
17
2
作者
李小江
李根生
王海柱
田守嶒
宋先知
陆沛青
刘庆岭
机构
中国石油大学油气资源与探测国家重点实验室
中国石化石油工程技术研究院
出处
《中国石油大学学报（自然科学版）》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2018年第2期87-94,共8页
基金
国家自然科学基金项目(U1562212)
国家"973"重点基础研究发展规划项目(2014CB239203)
文摘
超临界CO_2压裂是一种新型的无水压裂技术,井筒温度和压力准确预测是该技术成功实施的关键。基于Span-Wagner状态方程和Fenghour输运性质模型,结合质量、动量和能量守恒方程,建立考虑热量源汇的超临界CO_2压裂井筒流动解析模型,采用压力和温度以及油管-环空-地层的迭代计算,实现井深和径向方向的双重耦合数值求解。通过对比分析经典模型和现场实测数据,分别验证模型的推导过程和精度。结果表明:气体膨胀或压缩做功对井筒温度和压力的影响不能忽略;大排量超临界CO_2压裂过程中,须考虑摩擦生热对井筒温度和压力的影响;焦耳-汤姆逊效应对井筒温度和压力影响较小,工程计算中可忽略。
关键词
超临界CO2
压裂
井筒流动模型
耦合求解
热量源汇
Keywords
supercritical CO2
fracturing
wellbore flow model
coupling solution
heat source/sink
分类号
TE357 [石油与天然气工程—油气田开发工程]
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职称材料
题名
水力喷射分段压裂裂缝起裂模型研究
被引量：
5
3
作者
田守嶒
陈立强
盛茂
李根生
刘庆岭
机构
油气资源与探测国家重点实验室(中国石油大学(北京))
中海油能源发展股份有限公司工程技术分公司
出处
《石油钻探技术》
CAS
CSCD
北大核心
2015年第5期31-36,共6页
基金
国家自然科学基金重大项目"多重耦合下的页岩油气安全优质钻井理论"(编号:51490652)资助
文摘
优化设计水力喷射分段压裂施工方案时,需要较为准确地预测不同位置的起裂压力。基于Westergaard理论,建立了考虑裂缝诱导应力场的水力喷射分段压裂起裂模型,分析了受第一条裂缝诱导应力影响的后续裂缝起裂压力,并与现场实际压裂数据进行对比;同时,分析了不同裂缝高度、裂缝净压力、原地最小水平主应力和与第一条裂缝的距离对第二条裂缝起裂压力的影响。计算结果显示,模型计算值与压裂试验数据吻合较好。在实际施工参数条件下,裂缝面净压力每增大5 MPa,后续压裂起裂压力增大3 MPa;第一条裂缝高度每增加10m,后续裂缝起裂压力增加2 MPa,诱导应力场影响范围增加30m;与第一条裂缝距离越近,后续裂缝起裂压力越高,最大增幅可达21%;原地最小水平主应力增大,诱导应力场的影响范围并不会增大。研究结果对优化设计水力喷射分段压裂施工方案具有一定的指导作用。
关键词
水力喷射压裂
起裂模型
起裂压力
诱导应力
Keywords
hydraulic jet fracturing
fracture initiation model
fracture initiation pressure
induced stress
分类号
TE357.11 [石油与天然气工程—油气田开发工程]
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职称材料
题名
作者
出处
发文年
被引量
操作
1
球形颗粒在含纤维幂律流体中沉降速度预测模型
刘庆岭
田守嶒
李根生
沈忠厚
许争鸣
庞照宇
王友文
《石油科学通报》
2017
2
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下载PDF
职称材料
2
超临界CO_2压裂井筒流动模型及耦合求解
李小江
李根生
王海柱
田守嶒
宋先知
陆沛青
刘庆岭
《中国石油大学学报（自然科学版）》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2018
17
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下载PDF
职称材料
3
水力喷射分段压裂裂缝起裂模型研究
田守嶒
陈立强
盛茂
李根生
刘庆岭
《石油钻探技术》
CAS
CSCD
北大核心
2015
5
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职称材料
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