[发明专利]一种压裂水马力确定方法

说明书

本发明提供了一种压裂水马力确定方法，通过提高压裂液摩阻的计算精度，摩阻计算准确，得到的施工压力准确，从而压裂水马力也更加准确。降低物资消耗，节约成本。采用试验和理论相结合的方法，通过室内小管柱内径胍胶液摩阻试验，采用拟合方法得到流速与降阻比的关系式，再利用得到的关系式计算不同管柱内径和流速下胍胶压裂液的摩阻。该方法避免了经验公式系数求取困难的问题，使降阻比的求取更加简单和准确，计算得到的胍胶压裂液的摩阻与实际摩阻更接近。

技术领域

本发明属于石油开采压裂技术领域，具体涉及一种压裂水马力确定方法。

背景技术

在压裂过程中确定压裂液摩阻成为一项重要工作。摩阻大小会直接影响压裂水马力的确定、压裂过程中井口压力的数值。

目前，国内外主要采用降阻比法和摩阻系数法计算压裂液摩阻。采用经验公式计算降阻比时，需要确定经验公式中各参数的系数，而该系数与液体性质有关，很难准确求取，采用前人的经验值又不符合实际，计算结果与实际偏差较大，影响后续数据分析。实测每种压裂液的摩阻不但成本高，而且用时长，不切实际。

发明内容

本发明的目的是克服现有技术压裂液摩阻采用经验公式系数难于求取，计算结果与实际偏差较大，对水马力的确定影响大的技术问题。

为此，本发明提供了一种压裂水马力确定方法，包括以下步骤：

步骤1)计算压裂液的摩阻，过程如下：

(1)验证室内摩阻试验装置测试结果的准确性，误差小于10％说明室内摩阻试验装置测定可靠；

(2)配置所要测定的压裂液，利用室内摩阻试验装置在需测试温度下分别进行至少三个不同管柱内径内的压裂液摩阻测定和清水摩阻测定，得到压裂液摩阻测定值Δp_g′和清水摩阻测定值Δp_w′，利用室内摩阻试验装置的流量计记录各摩阻测定值对应的流量Q；

(3)分别得到每个管柱内径对应的各相同排量的清水摩阻测定值Δp_w′与压裂液摩阻测定值Δp_g′对应的降阻比测定值σ′，

(4)计算每个管柱内径不同流量下对应的压裂液平均流速u；

(5)在同一直角坐标中绘制每个管柱内径的与的散点图，对散点进行拟合求得到其中，σ是降阻比拟合值，A是截距，B是斜率；

(6)由步骤(5)得到压裂液降阻比和流速的关系式σ＝10^-Au^B；

(7)计算压裂液在实际油管中的摩阻值Δp_g＝σΔp_w，其中，Δp_w为清水摩阻理论值；

步骤2)计算压裂水马力HHP＝施工排量×施工压力×22.34，其中，施工压力＝井底压力+压裂液摩阻值Δp_g-液柱压力；压力单位均为MPa；施工排量单位为m³/min。

通过以下方法验证室内摩阻试验装置测试结果的准确性：用室内摩阻试验装置，测定在多根不同管柱内径不同流量下的清水摩阻测定值Δp_w′，与清水摩阻理论值Δp_w进行比较，误差小于10％则该室内摩阻试验装置测定可靠。

所述室内摩阻试验装置包括依次连通的配液罐、柱塞泵、管柱和流量计，所述管柱上并联有压力传感器，所述压力传感器和流量计均与计算机连接。

所述压裂液的平均流速u＝21231.412QD^-2，式中，u为平均流速，单位为m/s；D为管柱内径，单位为mm；Q为流量，单位为m³/min。