目的 研究加砂压裂过程中,压裂液排量和含砂比对套管射孔孔眼冲蚀的影响规律.方法 运用CFD数值模拟方法,针对射孔套管内流场、流迹特性和颗粒轨迹开展模拟分析,并使用E/CRC和Oka冲蚀模型模拟了压裂施工排量为5～15 m3/min、压裂液含砂比为8％～23％工况下套管射孔孔眼及附近的冲蚀情况,总结其影响规律.结果 随着排量的增加,孔眼处流速激增,压降达到5.5 MPa,但在管底形成一定憋压.E/CRC冲蚀模型考虑了颗粒数量的影响,相比于Oka冲蚀模型更适合于压裂过程中套管孔眼系统冲蚀的实际情况,在孔眼处上部流量进口方向的冲蚀速度明显大于下部管道方向,且冲蚀程度向四周逐渐减小,E/CRC模型的最大冲蚀速率由2.14×10-8 kg/(m2·s)上升至5.85×10-8 kg/(m2·s).随着压裂液含砂比的上升,E/CRC模型在孔眼处的最大冲蚀速率由2.21×10-8 kg/(m2·s)上升至95.6×10-8 kg/(m2·s),孔眼附近管壁受冲蚀区域和冲蚀速率均逐渐增大,并在含砂比达到20％以上时,孔眼附近管壁最大冲蚀速率与孔眼处已相差无几.结论 排量和含砂比均与孔眼冲蚀速率成正相关,且含砂比的增大还会加速孔眼附近管壁的冲蚀.建议在高排量时使用低含砂比,高含砂比时使用低排量,以减少孔眼及附近管壁的冲蚀.

加砂压裂;冲蚀;数值模拟;套管孔眼;排量;含砂比;固液两相流

曾德智;张思松;田刚;于会永;石善志;朱红钧

西南石油大学 油气藏地质及开发工程国家重点实验室,成都 610500;中国石油新疆油田分公司工程技术研究院,新疆 克拉玛依 834000

表面技术

[1]曾德智;张思松;田刚;于会永;石善志;朱红钧-.加砂压裂过程中套管孔眼抗冲蚀性能分析)[J].表面技术,2022(06):204-213

套管孔眼,含砂比

加砂压裂,中套,抗冲蚀性,冲蚀性能,压裂液排量,孔眼冲蚀,CFD,数值模拟方法,对射,射孔套管,内流场,颗粒轨迹,CRC,Oka,冲蚀模型,模型模拟,压裂施工,下套管,激增,压降,憋压,颗粒数量,四周,冲蚀速率,管壁,比达,相差无几,固液两相流

0.185993