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压裂技术中颗粒沉降动力学特征及控制方法

目录

内容综述．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．3

1.1研究背景与意义．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．4

1.2国内外研究现状．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．6

1.3研究内容与目标．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．7

颗粒沉降理论基础．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．10

2.1沉降运动的基本方程．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．12

2.2重力沉降与惯性沉降．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．13

2.3浮力与阻力对沉降的影响．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．15

2.4层流与湍流沉降的区别．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．17

压裂液中颗粒运动特性．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．20

3.1颗粒种类与性质．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．22

3.2颗粒粒径分布．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．27

3.3压裂液流变特性．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．29

3.4颗粒在压裂液中的相互作用．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．31

3.5沉降过程中的颗粒团聚现象．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．34

颗粒沉降动力学分析．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．35

4.1沉降速度的计算模型．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．37

4.2影响沉降速度的关键因素．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．40

4.3沉降过程中的能量消耗．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．42

4.4沉降过程的数值模拟方法．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．43

4.5不同条件下的沉降规律．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．46

颗粒沉降的控制方法．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．49

5.1添加沉降抑制剂．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．50

5.1.1抑制剂的种类与机理．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．52

5.1.2抑制剂的添加量优化．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．53

5.2调节压裂液粘度．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．55

5.2.1粘度调节剂的选择．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．57

5.2.2粘度与沉降速度的关系．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．58

5.3改变颗粒性质．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．61

5.3.1颗粒表面改性．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．63

5.3.2颗粒形状的影响．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．65

5.4搅拌与流动控制．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．67

5.4.1搅拌方式对沉降的影响．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．69

5.4.2流体流动对沉降的控制．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．71

实际应用与效果评价．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．72

6.1压裂作业中的颗粒沉降问题．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．74

6.2控制方法的实际应用案例．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．75

6.3效果评价与经济性分析．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．77

6.4未来发展方向