爆燃压裂井井筒安全控制技术研究与应用

摘要

爆燃压裂实施时,受火药爆燃产生高压作用,环空井液存在喷出或压裂管柱存在上窜的风险,影响了施工作业安全。针对此问题,根据流体动力学及管柱力学理论,分别建立了火药爆燃压力波传递及管柱力学模型,用于描述爆燃压裂实施时井筒中井液及管柱所处的状态及进行井口风险识别。并以此为依据,从优化爆燃压裂施工管柱结构设计及火药爆燃产生的高压压力波强度控制角度提出一套合理的井筒安全控制措施。以X井为例,在模拟燃爆压力及管柱轴向力沿井筒变化规律的基础上,制定了X井爆燃压裂实施方案。该井整个施工作业过程顺利、安全,实施效果表明建立的数学模型及井筒安全控制措施具有一定的可靠性。研究成果为爆燃压裂井井口安全风险识别及安全施工作业提供了理论依据,对爆燃压裂顺利实施具有重要意义。