[发明专利]一种压裂后放喷油嘴尺寸的确定方法

权利要求书

1.一种基于图版的压裂后放喷油嘴尺寸的确定方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：

1)根据裂缝闭合前后支撑剂的受力模型计算支撑剂随压裂液返排时的临界流速；

2)绘制临界流速与油压的关系曲线，叠合各尺寸放喷油嘴流速与井口压力的关系曲线，以得到不同粘度下临界流速与放喷油嘴尺寸图版；

具体为，绘制临界流速与井底流压的关系曲线，利用各尺寸油嘴的油压与流速的关系曲线叠合，因为油嘴的尺寸对应确定的出口半径，确定了油嘴尺寸，即可根据对应的油压求得井口瞬时流速，粘度确定的情况下，在任意油压下选取对应流速小于临界流速的油嘴尺寸；

3)在返排过程中检测井口压力和返排液粘度，从图版上找到相应的粘度及井口压力所对应的临界流速，以小于该临界流速的前提下选取流速最大油嘴的尺寸作为最终确定的放喷油嘴的尺寸。

2.根据权利要求1所述的基于图版的压裂后放喷油嘴尺寸的确定方法，其特征在于，所述步骤2)中的临界流速包括裂缝闭合前的临界流速和裂缝闭合后的临界流速。

3.根据权利要求2所述的基于图版的压裂后放喷油嘴尺寸的确定方法，其特征在于，所述裂缝闭合前的临界流速的计算公式为：

当2<N_Re≤500时，取k＝18.5，τ＝0.6，则

当N_Re>500时，取k＝0.44，τ＝0，则

其中V_c为所求临界流速，单位为m/s；μ为流体粘度，单位为mp·s；d_s为支撑剂颗粒直径，单位为m；ρ_s为支撑剂密度，单位为kg/m³；δ为薄膜参数，单位为m；ρ为压裂液密度，单位为kg/m³；h为支撑剂在裂缝中的高度，单位为m；N_Re为雷诺系数。

4.根据权利要求3所述的基于图版的压裂后放喷油嘴尺寸的确定方法，其特征在于，所述裂缝闭合后的临界流速为：

当2<N_Re≤500时，取k＝18.5，τ＝0.6，则：

当N_Re>500时，取k＝0.44，τ＝0，则：

其中v_c为裂缝闭合后的临界流速，单位为m/s；δ为薄膜参数，单位为m；μ为流体粘度，单位为mp·s；d_s为支撑剂颗粒直径，单位为m；ρ_s为支撑剂密度，单位为kg/m³；ρ为压裂液密度，单位为kg/m³；ε为粘结力系数，单位为Pa·m；θ为裂缝壁面与支撑剂运动方向夹角；N_Re为雷诺系数。

5.根据权利要求3所述的基于图版的压裂后放喷油嘴尺寸的确定方法，其特征在于，该方法还可根据临界流量与临界流速之间的关系计算裂缝闭合前后支撑剂回流的临界流量，利用临界流量与油压的关系曲线叠合各尺寸放喷油嘴流速与井口压力的关系曲线，以得到不同粘度下临界流量与放喷油嘴尺寸图版，通过临界流量约束来选择放喷油嘴的尺寸。

6.根据权利要求5所述的基于图版的压裂后放喷油嘴尺寸的确定方法，其特征在于，所述临界流量与临界流速之间的关系为：

式中Q_cf为裂缝端口的临界流量，单位为m³/d；h_f为裂缝高度，单位为m；w_f为裂缝宽度，单位为m；v_ca为临界流速，单位为m/s；为支撑剂面孔率，小数；Bo为油体积系数。