高温高压下CO2泡沫压裂液摩阻计算研究

摘要

进行了CO2泡沫压裂液的室内配制、流变性测定以及摩阻计算方法研究.通过室内试验,观测了CO2泡沫压裂液的形成、动态变化和泡沫结构,测定了CO2泡沫压裂液在高温高压(35～110 ℃、20～50 MPa)条件下的视粘度变化.结果表明,CO2泡沫压裂液属于屈服假塑性非牛顿流体,其流变参数(n、K)随温度、压力、泡沫质量、配方等变化,为多元复合函数.为了便于求解,假设配方、温度、压力等主要影响泡沫质量,而流变参数(n、K)仅是泡沫质量的一元函数.在井筒中,泡沫压裂液物性随温度和压力(均为井深的函数)而变化,反过来泡沫压裂液的物性又影响井筒内流体温度和压力分布,是一个耦合的非线性问题.提出了一种计算摩阻压降的简化方法,将整个井筒分为若干计算段,每一段内将复杂的耦合关系简化为3个计算过程:1)由温度、压力和排量计算泡沫质量;2)由泡沫质量计算流变参数;3)由流变参数计算摩阻.计算结果与井筒内CO2泡沫压裂液摩阻压降实测结果符合较好,误差在合理范围内,可以在工程中应用.