高温高压下CO2泡沫压裂液摩阻计算研究

杨胜来 邱吉平 何建军 袁秀杰 刘春梅 崔飞飞

中国石油大学石油工程教育部重点实验室，北京昌平　102200;2.吉林石油集团有限责任公司井下作业工程公司，吉林松原　138002;3.吉林石油集团有限责任公司试油测试公司，吉林松原　138000

进行了二氧化碳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，观测了二氧化碳泡沫压裂液的形成、动态变化和泡沫结构，测定了二氧化碳泡沫压裂液在高温高压（35～110℃、20～50MPa）条件下的视粘度变化。结果表明，二氧化碳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（狀、犓）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。计算结果与井筒内二氧化碳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。