[发明专利]带封隔器的环空加砂压裂管内临界排量确定方法

摘要

本发明涉及的是带封隔器的环空加砂压裂管内临界排量确定方法，这种带封隔器的环空加砂压裂管内临界排量确定方法如下：一、计算环空加砂压裂期间油管的温度改变量；二、根据本井待压层位破裂压力计算封隔器处压裂管柱由温度效应和活塞效应引起的等效轴向力；三、根据喷嘴数量及尺寸计算不同排量下喷嘴节流压差，计算不同油管补液排量下封隔器胶筒所产生的锚定力；四、测定水力锚在不同节流压差作用下的锚定力，得到不同油管补液排量下水力锚的锚定力；五、计算不同油管补液排量下封隔器与水力锚产生的总锚定力，根据总锚定力与封隔器处压裂管柱所受到的等效轴向力相等的条件得出油管补液临界排量。本发明可以使封隔器及水力锚产生足够的锚定力防止压裂管柱移动，防止压窜层事故的发生，实现定点压裂的预期效果。

主权项

1. 一种带封隔器的环空加砂压裂管内临界排量确定方法，其特征在于：这种带封隔器的环空加砂压裂管内临界排量确定方法如下：一、计算环空加砂压裂期间油管的温度改变量；二、根据本井待压层位破裂压力计算封隔器处压裂管柱由温度效应和活塞效应引起的等效轴向力；式中：为等效轴向力，N；b为油管线膨胀系数，1/℃，一般取1.2×10^-5/℃；E为油管弹性模量，kPa；DT为管柱温度改变量，℃；A_i、A_o分别为连续油管内外截面面积，单位为m²；A_e为油套环空面积，单位为m²；DP为喷嘴节流压差，，MPa；d为喷嘴当量直径，mm；A为经验系数，A=832.54；Q为油管内排量，m³/min；c为流量系数，取为0.95；Np为喷嘴数量；P_f为地层破裂压力，MPa；P_P为封隔器下方液体压力，取为地层压力，MPa；三、根据喷嘴数量及尺寸计算不同排量下喷嘴节流压差，通过有限元数值模拟分析在不同节流压差作用下封隔器胶筒与套管之间的接触应力及接触面积，根据接触应力及接触面积计算不同油管补液排量下封隔器胶筒所产生的锚定力；封隔器胶筒与套管内壁间产生的锚定力为：式中：f为封隔器胶筒与套管内壁之间的锚定力，KN；k为封隔器胶筒与套管内壁的摩擦系数，无量纲；d_T为套管内径，mm；m、n为封隔器胶筒与套管壁接触的最上端和最下端的单元编号，无量纲；h_i为第i个单元在变形以后的接触长度，mm；P_i为第i个单元在接触变形以后的接触应力值，MPa；四、测定水力锚在不同节流压差作用下的锚定力，得到不同油管补液排量下水力锚的锚定力；五、计算不同油管补液排量下封隔器与水力锚产生的总锚定力，根据总锚定力与封隔器处压裂管柱所受到的等效轴向力相等的条件得出油管补液临界排量。