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基于CFD-DEM算法的压裂支撑剂缝内铺砂规律
1
作者
郭慧娟
高畅
+4 位作者
韩金井
范应璞
Guodong Zhan
王宏伟
张金亚
《石油机械》
北大核心
2023年第6期104-111,共8页
为优化页岩气支撑剂的输送性能,采用计算流体力学-离散元(CFD-DEM)耦合方法对中等矩形裂缝进行数值模拟,考虑了重力、浮力以及颗粒-颗粒、颗粒-流体、颗粒-壁面之间的相互作用,采用单一因素控制变量法对支撑剂密度、携砂液流速、支撑剂...
为优化页岩气支撑剂的输送性能,采用计算流体力学-离散元(CFD-DEM)耦合方法对中等矩形裂缝进行数值模拟,考虑了重力、浮力以及颗粒-颗粒、颗粒-流体、颗粒-壁面之间的相互作用,采用单一因素控制变量法对支撑剂密度、携砂液流速、支撑剂质量分数以及压裂液黏度4个影响因素进行评价。研究结果表明:降低支撑剂与压裂液之间的质量分数差,可以提高86%的输送距离,确保支撑剂运移至裂缝深处;较高的携砂液流速会增大支撑剂的流化度,在距离入口较远处沉降;由于液体对颗粒的曳力作用,一定程度地提高压裂液的黏度会使支撑剂填充层的液体体积分数增加23%;增大支撑剂的砂比可以提前达到支撑剂的“平衡高度”,但在入口处有堆积,容易产生卡泵现象,可以采取变速加砂和梯度混砂的方式提高支撑剂的输送效果。研究结果可为现场压裂作业提供参考。
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关键词
水力压裂
支撑剂输送
CFD-DEM
缝内铺砂
固液两相流
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职称材料
题名
基于CFD-DEM算法的压裂支撑剂缝内铺砂规律
1
作者
郭慧娟
高畅
韩金井
范应璞
Guodong Zhan
王宏伟
张金亚
机构
中国石油集团工程技术研究院有限公司
中国石油大学(北京)机械与储运工程学院
中国石油集团川庆钻探公司井下作业公司
saudi aramco drilling technology division expec advanced research center
出处
《石油机械》
北大核心
2023年第6期104-111,共8页
基金
中国石油天然气集团有限公司科技关键核心技术攻关项目“200°/105 MPa完井筒多功能一体化作业系统研发”(2021ZG10)。
文摘
为优化页岩气支撑剂的输送性能,采用计算流体力学-离散元(CFD-DEM)耦合方法对中等矩形裂缝进行数值模拟,考虑了重力、浮力以及颗粒-颗粒、颗粒-流体、颗粒-壁面之间的相互作用,采用单一因素控制变量法对支撑剂密度、携砂液流速、支撑剂质量分数以及压裂液黏度4个影响因素进行评价。研究结果表明:降低支撑剂与压裂液之间的质量分数差,可以提高86%的输送距离,确保支撑剂运移至裂缝深处;较高的携砂液流速会增大支撑剂的流化度,在距离入口较远处沉降;由于液体对颗粒的曳力作用,一定程度地提高压裂液的黏度会使支撑剂填充层的液体体积分数增加23%;增大支撑剂的砂比可以提前达到支撑剂的“平衡高度”,但在入口处有堆积,容易产生卡泵现象,可以采取变速加砂和梯度混砂的方式提高支撑剂的输送效果。研究结果可为现场压裂作业提供参考。
关键词
水力压裂
支撑剂输送
CFD-DEM
缝内铺砂
固液两相流
Keywords
hydraulic fracturing
proppant transport
CFD-DEM
proppant placement
solid-liquid two-phase flow
分类号
TE357 [石油与天然气工程—油气田开发工程]
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出处
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被引量
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1
基于CFD-DEM算法的压裂支撑剂缝内铺砂规律
郭慧娟
高畅
韩金井
范应璞
Guodong Zhan
王宏伟
张金亚
《石油机械》
北大核心
2023
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