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绳结式暂堵剂运移及封堵规律实验研究
被引量：
17
1
作者
吴宝成
周福建
+3 位作者
王明星
周培尧
吕雯静
王博
《钻采工艺》
CAS
北大核心
2022年第4期61-66,共6页
孔眼封堵是成功实施玛湖砾岩油藏段内多簇暂堵压裂的关键,明确井筒内孔眼暂堵剂运移特征及入孔规律可有效指导孔眼封堵。文章提出采用新型绳结式暂堵剂封堵孔眼,建立了大尺度可视化孔眼暂堵剂运移观测系统,对比研究了球形暂堵剂和绳结...
孔眼封堵是成功实施玛湖砾岩油藏段内多簇暂堵压裂的关键,明确井筒内孔眼暂堵剂运移特征及入孔规律可有效指导孔眼封堵。文章提出采用新型绳结式暂堵剂封堵孔眼,建立了大尺度可视化孔眼暂堵剂运移观测系统,对比研究了球形暂堵剂和绳结式暂堵剂的运移特征,指出了绳结式暂堵剂的优势,进一步研究了孔眼数目和泵注排量对孔眼封堵的影响规律。基于实验研究成果,开展了水平井段内多簇压裂绳结暂堵矿场实验,结合井下鹰眼监测结果,验证了绳结式暂堵剂的可靠性。研究结果表明:新型绳结式暂堵剂独特的两翼结构,使其在运移中保持较好的悬浮状态,易于入孔,中部球结结构确保在高压下坐封孔眼;提高泵注排量或给绳结式暂堵剂包裹外壳,能够缓解暂堵剂缠绕问题,提高孔眼封堵效果。文章研究成果对水平井段内多簇暂堵压裂方案制定具有一定的指导意义。
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关键词
暂
堵
压裂
均衡改造
堵剂运移
绳结式暂
堵
剂
孔眼封
堵
下载PDF
职称材料
粗糙裂缝压裂暂堵剂运移规律数值模拟
被引量：
4
2
作者
郑臣
汪道兵
+2 位作者
秦浩
董永存
宇波
《东北石油大学学报》
CAS
北大核心
2022年第1期88-103,I0006,I0007,共18页
为精准刻画球形暂堵剂在粗糙裂缝内运移规律及研究颗粒之间相互作用机理,构建具有长度相等的阶梯粗糙裂缝物理模型和CT扫描真实粗糙裂缝模型,基于离散相(DPM)多相流模型表征暂堵剂颗粒之间相互作用,采用流体流动与暂堵剂颗粒运移的双向...
为精准刻画球形暂堵剂在粗糙裂缝内运移规律及研究颗粒之间相互作用机理,构建具有长度相等的阶梯粗糙裂缝物理模型和CT扫描真实粗糙裂缝模型,基于离散相(DPM)多相流模型表征暂堵剂颗粒之间相互作用,采用流体流动与暂堵剂颗粒运移的双向耦合算法,分析裂缝表面粗糙度、暂堵剂颗粒直径、颗粒体积分数、颗粒速度和暂堵剂携带液黏度对暂堵剂在粗糙裂隙内运移的影响规律。结果表明:暂堵剂颗粒直径越大,对颗粒速度影响越小;随暂堵剂颗粒体积分数和颗粒速度的增大,颗粒受平均作用力逐渐增大;随暂堵剂携带液黏度的增加,颗粒速度和缝内流体在近壁处的速度逐渐降低,与光滑裂缝的模拟结果相反;粗糙裂缝颗粒受平均作用力是光滑裂缝的30.7~37.2倍。该结果为分析暂堵转向压裂施工过程中暂堵剂在粗糙裂缝内的运移规律提供参考。
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关键词
暂
堵
转向压裂
粗糙裂缝
双向耦合
暂
堵剂运移
颗粒之间相互作用
数值模拟
下载PDF
职称材料
CFD-DEM耦合的干热岩人工裂隙内暂堵剂运移规律研究
被引量：
2
3
作者
秦浩
汪道兵
+3 位作者
杨凯
张绍良
孙东亮
宇波
《石油科学通报》
2022年第1期81-92,共12页
暂堵转向压裂技术是提高干热岩采热能力的最具潜力技术之一,现有的针对暂堵剂在裂缝内运移过程的数值模拟研究模型相对简化,难以对暂堵剂在裂隙内复杂流动过程进行精准的刻画,无法捕捉颗粒在裂隙内的真实运动及其相互作用。为了准确捕...
暂堵转向压裂技术是提高干热岩采热能力的最具潜力技术之一,现有的针对暂堵剂在裂缝内运移过程的数值模拟研究模型相对简化,难以对暂堵剂在裂隙内复杂流动过程进行精准的刻画,无法捕捉颗粒在裂隙内的真实运动及其相互作用。为了准确捕捉暂堵剂在干热岩人工裂隙内的运移规律及颗粒间相互作用机理,本文对裂隙内的颗粒运动和流体流动采用基于欧拉—拉格朗日的描述方法,通过计算流体力学(CFD)与离散元(DEM)双向耦合的计算方法,建立了颗粒型暂堵剂在人工裂隙内运移过程的CFD-DEM耦合模型。数值模拟结果表明,影响干热岩人工裂隙中暂堵剂运移规律的主要因素包括:携带液黏度、暂堵剂质量浓度、携带液流动状态和颗粒间摩擦系数等,其中颗粒间摩擦系数对裂隙内颗粒间相互作用力影响相对较小,颗粒间因摩擦产生的作用力相对较小,难以克服流体流动对颗粒速度的影响。携带液黏度由0.03 mPa·s提升至120 mPa·s的过程中,暂堵剂在缝内的平均运动速度降低超过77%,随黏度增大,暂堵剂颗粒在裂缝内运动速度增幅逐渐降低,出口处颗粒速度及携带液流量明显减小;随暂堵剂质量浓度增大,颗粒间相互作用力不断增大,暂堵剂运动达到相对稳定的状态后,颗粒质量浓度增大一倍,颗粒间的相互作用力增大超过43.8%;当裂缝内携带液出现局部湍流现象时,暂堵剂颗粒运动速度与颗粒间相互作用力明显发生变化,颗粒间相互作用较力正常流动情况下增大超过150倍。本论文的研究成果对指导干热岩暂堵转向压裂的暂堵剂用量优化具有重要理论及指导意义。
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关键词
干热岩
暂
堵
转向压裂
CFD-DEM耦合
暂
堵剂运移
颗粒间相互作用
原文传递
基于CFD-DEM耦合的粗糙裂缝内暂堵剂运移规律研究
4
作者
郑臣
汪道兵
+2 位作者
宇波
孙东亮
韩东旭
《工程热物理学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2023年第2期422-429,共8页
为准确捕捉裂缝表面粗糙度对暂堵剂在干热岩粗糙裂缝内运移规律的影响,本文分别构建了矩形、三角形和半圆形干热岩粗糙裂缝物理模型,提出了一种描述人工裂缝表面粗糙度的方法,然后基于CFD-DEM双向耦合多相流模型,分析了裂缝表面粗糙度...
为准确捕捉裂缝表面粗糙度对暂堵剂在干热岩粗糙裂缝内运移规律的影响,本文分别构建了矩形、三角形和半圆形干热岩粗糙裂缝物理模型,提出了一种描述人工裂缝表面粗糙度的方法,然后基于CFD-DEM双向耦合多相流模型,分析了裂缝表面粗糙度等因素对粗糙暂堵剂缝内运移规律的影响。结果表明:缝内颗粒速度随裂缝表面粗糙度增量的减小而逐渐减小;颗粒受力随裂缝表面粗糙度增加呈正态分布;颗粒温度受裂缝表面粗糙度影响较小。
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关键词
暂
堵
转向压裂
粗糙裂缝
CFD-DEM
暂
堵剂运移
多相流
原文传递
干热岩人工裂隙内暂堵剂运移规律研究
被引量：
3
5
作者
秦浩
汪道兵
+3 位作者
邓雅军
韩东旭
宇波
孙东亮
《工程热物理学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2022年第9期2397-2403,共7页
为了准确捕捉暂堵剂在干热岩暂堵转向压裂过程中人工裂隙内的运移规律,通过计算流体力学(CFD)与离散元(DEM)双向耦合的计算方法,建立了颗粒型暂堵剂在人工裂隙内运移过程的数理模型。模拟结果表明,影响运移规律的主要因素包括:干热岩壁...
为了准确捕捉暂堵剂在干热岩暂堵转向压裂过程中人工裂隙内的运移规律,通过计算流体力学(CFD)与离散元(DEM)双向耦合的计算方法,建立了颗粒型暂堵剂在人工裂隙内运移过程的数理模型。模拟结果表明,影响运移规律的主要因素包括:干热岩壁面温度、暂堵剂质量浓度及流态,而颗粒间摩擦系数影响较小;干热岩壁面温度升高300 K,暂堵剂颗粒在干热岩人工裂隙内部运动速度平均升高接近60%,颗粒间相互作用力增大超过19.2倍;随着质量浓度的增大,颗粒间相互作用力也将随之更大;当裂隙内出现湍流现象时,暂堵剂颗粒运动速度与相互作用力急剧增大。
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关键词
干热岩
暂
堵
转向压裂
CFD-DEM耦合
暂
堵剂运移
颗粒间相互作用
原文传递
题名
绳结式暂堵剂运移及封堵规律实验研究
被引量：
17
1
作者
吴宝成
周福建
王明星
周培尧
吕雯静
王博
机构
中国石油大学(北京)
新疆油田公司工程技术研究院
中国石油大学(北京)克拉玛依校区石油学院
出处
《钻采工艺》
CAS
北大核心
2022年第4期61-66,共6页
基金
新疆维吾尔自治区自然科学基金资助项目“页岩油密切割限流压裂优化研究”(编号:2022D01B77)
国家自然科学基金“缝内动态封堵规律与裂缝转向机理研究”(编号:52104011)。
文摘
孔眼封堵是成功实施玛湖砾岩油藏段内多簇暂堵压裂的关键,明确井筒内孔眼暂堵剂运移特征及入孔规律可有效指导孔眼封堵。文章提出采用新型绳结式暂堵剂封堵孔眼,建立了大尺度可视化孔眼暂堵剂运移观测系统,对比研究了球形暂堵剂和绳结式暂堵剂的运移特征,指出了绳结式暂堵剂的优势,进一步研究了孔眼数目和泵注排量对孔眼封堵的影响规律。基于实验研究成果,开展了水平井段内多簇压裂绳结暂堵矿场实验,结合井下鹰眼监测结果,验证了绳结式暂堵剂的可靠性。研究结果表明:新型绳结式暂堵剂独特的两翼结构,使其在运移中保持较好的悬浮状态,易于入孔,中部球结结构确保在高压下坐封孔眼;提高泵注排量或给绳结式暂堵剂包裹外壳,能够缓解暂堵剂缠绕问题,提高孔眼封堵效果。文章研究成果对水平井段内多簇暂堵压裂方案制定具有一定的指导意义。
关键词
暂
堵
压裂
均衡改造
堵剂运移
绳结式暂
堵
剂
孔眼封
堵
Keywords
temporary plugging fracturing
uniform stimulation
plugging agent migration
knot temporary plugging agent
perforation hole plugging
分类号
TE357.1 [石油与天然气工程—油气田开发工程]
下载PDF
职称材料
题名
粗糙裂缝压裂暂堵剂运移规律数值模拟
被引量：
4
2
作者
郑臣
汪道兵
秦浩
董永存
宇波
机构
北京石油化工学院机械工程学院
中国石油化工股份有限公司济南分公司
出处
《东北石油大学学报》
CAS
北大核心
2022年第1期88-103,I0006,I0007,共18页
基金
国家自然科学基金项目(51936001)
国家自然科学基金项目(51804033)
航空发动机气动热力国防科技重点实验室基金一般项目(6142702190408)。
文摘
为精准刻画球形暂堵剂在粗糙裂缝内运移规律及研究颗粒之间相互作用机理,构建具有长度相等的阶梯粗糙裂缝物理模型和CT扫描真实粗糙裂缝模型,基于离散相(DPM)多相流模型表征暂堵剂颗粒之间相互作用,采用流体流动与暂堵剂颗粒运移的双向耦合算法,分析裂缝表面粗糙度、暂堵剂颗粒直径、颗粒体积分数、颗粒速度和暂堵剂携带液黏度对暂堵剂在粗糙裂隙内运移的影响规律。结果表明:暂堵剂颗粒直径越大,对颗粒速度影响越小;随暂堵剂颗粒体积分数和颗粒速度的增大,颗粒受平均作用力逐渐增大;随暂堵剂携带液黏度的增加,颗粒速度和缝内流体在近壁处的速度逐渐降低,与光滑裂缝的模拟结果相反;粗糙裂缝颗粒受平均作用力是光滑裂缝的30.7~37.2倍。该结果为分析暂堵转向压裂施工过程中暂堵剂在粗糙裂缝内的运移规律提供参考。
关键词
暂
堵
转向压裂
粗糙裂缝
双向耦合
暂
堵剂运移
颗粒之间相互作用
数值模拟
Keywords
temporary plugging to fracture
rough fracture
two-way coupling
temporary plugging agent transport
interaction between particles
numerical simulation
分类号
TE357 [石油与天然气工程—油气田开发工程]
下载PDF
职称材料
题名
CFD-DEM耦合的干热岩人工裂隙内暂堵剂运移规律研究
被引量：
2
3
作者
秦浩
汪道兵
杨凯
张绍良
孙东亮
宇波
机构
北京石油化工学院机械工程学院
中国石油大学(北京)非常规油气科学技术研究院
清华大学体育部运动表现与数据科学实验室
出处
《石油科学通报》
2022年第1期81-92,共12页
基金
国家自然科学基金项目(No.51936001)
北京市自然科学基金项目(No.3222030)联合资助。
文摘
暂堵转向压裂技术是提高干热岩采热能力的最具潜力技术之一,现有的针对暂堵剂在裂缝内运移过程的数值模拟研究模型相对简化,难以对暂堵剂在裂隙内复杂流动过程进行精准的刻画,无法捕捉颗粒在裂隙内的真实运动及其相互作用。为了准确捕捉暂堵剂在干热岩人工裂隙内的运移规律及颗粒间相互作用机理,本文对裂隙内的颗粒运动和流体流动采用基于欧拉—拉格朗日的描述方法,通过计算流体力学(CFD)与离散元(DEM)双向耦合的计算方法,建立了颗粒型暂堵剂在人工裂隙内运移过程的CFD-DEM耦合模型。数值模拟结果表明,影响干热岩人工裂隙中暂堵剂运移规律的主要因素包括:携带液黏度、暂堵剂质量浓度、携带液流动状态和颗粒间摩擦系数等,其中颗粒间摩擦系数对裂隙内颗粒间相互作用力影响相对较小,颗粒间因摩擦产生的作用力相对较小,难以克服流体流动对颗粒速度的影响。携带液黏度由0.03 mPa·s提升至120 mPa·s的过程中,暂堵剂在缝内的平均运动速度降低超过77%,随黏度增大,暂堵剂颗粒在裂缝内运动速度增幅逐渐降低,出口处颗粒速度及携带液流量明显减小;随暂堵剂质量浓度增大,颗粒间相互作用力不断增大,暂堵剂运动达到相对稳定的状态后,颗粒质量浓度增大一倍,颗粒间的相互作用力增大超过43.8%;当裂缝内携带液出现局部湍流现象时,暂堵剂颗粒运动速度与颗粒间相互作用力明显发生变化,颗粒间相互作用较力正常流动情况下增大超过150倍。本论文的研究成果对指导干热岩暂堵转向压裂的暂堵剂用量优化具有重要理论及指导意义。
关键词
干热岩
暂
堵
转向压裂
CFD-DEM耦合
暂
堵剂运移
颗粒间相互作用
Keywords
hot dry rock
temporary plugging and diverting fracturing
CFD-DEM coupling
temporary diverting agent migration
interaction between the particles
分类号
TK52 [动力工程及工程热物理—热能工程]
P314 [天文地球—固体地球物理学]
原文传递
题名
基于CFD-DEM耦合的粗糙裂缝内暂堵剂运移规律研究
4
作者
郑臣
汪道兵
宇波
孙东亮
韩东旭
机构
北京石油化工学院机械工程学院
出处
《工程热物理学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2023年第2期422-429,共8页
基金
国家自然科学基金重点项目(No.51936001)
国家自然科学基金(No.52274002)
+1 种基金
北京自然科学基金项目(No.3222030)
北京石油化工学院重要科研成果培育项目(No.BIPTACF-002)。
文摘
为准确捕捉裂缝表面粗糙度对暂堵剂在干热岩粗糙裂缝内运移规律的影响,本文分别构建了矩形、三角形和半圆形干热岩粗糙裂缝物理模型,提出了一种描述人工裂缝表面粗糙度的方法,然后基于CFD-DEM双向耦合多相流模型,分析了裂缝表面粗糙度等因素对粗糙暂堵剂缝内运移规律的影响。结果表明:缝内颗粒速度随裂缝表面粗糙度增量的减小而逐渐减小;颗粒受力随裂缝表面粗糙度增加呈正态分布;颗粒温度受裂缝表面粗糙度影响较小。
关键词
暂
堵
转向压裂
粗糙裂缝
CFD-DEM
暂
堵剂运移
多相流
Keywords
temporary plugging and diverting fracturing
rough fracture
CFD-DEM
temporary plugging agent migration
multiphase flow
分类号
P314 [天文地球—固体地球物理学]
原文传递
题名
干热岩人工裂隙内暂堵剂运移规律研究
被引量：
3
5
作者
秦浩
汪道兵
邓雅军
韩东旭
宇波
孙东亮
机构
北京石油化工学院机械工程学院
出处
《工程热物理学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2022年第9期2397-2403,共7页
基金
北京市自然科学基金项目(No.3222030)
国家自然科学基金项目(No.51936001)。
文摘
为了准确捕捉暂堵剂在干热岩暂堵转向压裂过程中人工裂隙内的运移规律,通过计算流体力学(CFD)与离散元(DEM)双向耦合的计算方法,建立了颗粒型暂堵剂在人工裂隙内运移过程的数理模型。模拟结果表明,影响运移规律的主要因素包括:干热岩壁面温度、暂堵剂质量浓度及流态,而颗粒间摩擦系数影响较小;干热岩壁面温度升高300 K,暂堵剂颗粒在干热岩人工裂隙内部运动速度平均升高接近60%,颗粒间相互作用力增大超过19.2倍;随着质量浓度的增大,颗粒间相互作用力也将随之更大;当裂隙内出现湍流现象时,暂堵剂颗粒运动速度与相互作用力急剧增大。
关键词
干热岩
暂
堵
转向压裂
CFD-DEM耦合
暂
堵剂运移
颗粒间相互作用
Keywords
hot dry rock
temporary plugging and diverting fracturing
CFD-DEM coupling
transport of temporary diverting agent
particle-particle interaction
分类号
TK521 [动力工程及工程热物理—热能工程]
原文传递
题名
作者
出处
发文年
被引量
操作
1
绳结式暂堵剂运移及封堵规律实验研究
吴宝成
周福建
王明星
周培尧
吕雯静
王博
《钻采工艺》
CAS
北大核心
2022
17
下载PDF
职称材料
2
粗糙裂缝压裂暂堵剂运移规律数值模拟
郑臣
汪道兵
秦浩
董永存
宇波
《东北石油大学学报》
CAS
北大核心
2022
4
下载PDF
职称材料
3
CFD-DEM耦合的干热岩人工裂隙内暂堵剂运移规律研究
秦浩
汪道兵
杨凯
张绍良
孙东亮
宇波
《石油科学通报》
2022
2
原文传递
4
基于CFD-DEM耦合的粗糙裂缝内暂堵剂运移规律研究
郑臣
汪道兵
宇波
孙东亮
韩东旭
《工程热物理学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2023
0
原文传递
5
干热岩人工裂隙内暂堵剂运移规律研究
秦浩
汪道兵
邓雅军
韩东旭
宇波
孙东亮
《工程热物理学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2022
3
原文传递
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