水力压裂中裂缝及近缝地层温度计算模型的改进与应用.pdfVIP

维普资讯 68 第23卷 第3期 大庆石油地质与开发 P．c．O．D．D． 2004年6月 文章编号 ：1000—3754 (2004)0343068-02 水力压裂 中裂缝及近缝地层温度 计算模型的改进与应用 焦 国盈 ，赵 立强，刘平礼 (瞬南石油 ：院，四JII成郜 610500) 摘要：依据拟三维水力压裂模型 ，改进 了拟三维裂缝及近缝地层温度场计算模型及其解法。在该模型 中，考虑了压裂液综合滤失系数和压裂液流变性的粘温关系。计算结果表明，缝 内液体与岩石壁面之 间存在温度梯度；缝 口液体温度接近井底温度，缝端液体温度接近地层温度 ；近缝地层边界等温线呈 椭圆形，其它等温线近似为平行四边形 关 键 词：水力压裂；裂缝 ；裂缝温度；流体温度；温度分布 中图分类号 ：TE357．1 文献标识码 ：A 在水力压裂中，压裂液的滤失特性及流变性是随 I4 温度变化的，压裂液滤失特性及流变性的变化会影响 H—警a—t=一口—等a—+十—2pAfC—hffI、．』一。一一1)J l、(3j)J 到裂缝动态尺寸和支撑剂在缝中的运移和沉降，进而 岩石能量方程为 影响到裂缝导流能力。RAMEY 和熊宏杰 等提出 = t pC 的模型均假设综合滤失系数为常数 ，且没有考虑缝高 a ()f鲁aY一p(C)f．。等aY㈩ 变化，只能与二维裂缝延伸模型配合使用。李平 滤失带的能量方程为 提出的模型同样没有考虑滤失系数与温度的关系 ，而 孥= pfcC)fP(Tf—Trw)+(pKcef o|+ 且假设 了缝 口温度为井底温度，缝端温度为地层温 度。李青山 在上述模型的基础上 ，考虑了缝高 的 (Tf—Trw)】 (5) 变化，导出了拟三维裂缝温度场计算模型。KAM— 其中 PHUIS 等人提出的K—D—R模型，考虑了缝 中流体与 Kf= +(1一 )K (6) 岩石壁面之间的温度差 ，是迄今为止 比较完善的温度 (pC)f= fCf+(1一 )PC (7) 场模型，但 K—D—R模 型需直接计算平均缝宽和平均 ： (8) 流速，在实际应用时需考虑沉砂高度的影响。本文对 K—D—R模型及其解法进行了改进 ，使之更便于实际应 用 2 模型的求解 1 温度场模型的建立 2．1 热流量的计算 对式 (4)运用拉普拉氏变换 ，代人边界条件可 裂缝中流体的连续性方程为 求得 t0时地层岩石向单面裂缝传递的热流量 h + +2h ： 0 (1) hf=Kf l =Kf(Tr一 )· 裂缝中流体的能量守恒方程为 l