井下低频水力脉动压裂技术及其应用

Downhole Low Frequency Hydraulic Pulsing Fracturing Technology and its Application 

聂翠平 兰剑平 王祖文 张冕 许洪星 尹国勇

NIE Cuiping LAN Jianping WANG Zhuwen ZHANG Mian XU Hongxing YIN Guoyong

针对水力压裂施工中强化压裂液携砂、有效支撑裂缝、提高裂缝导流能力和降低施工压力存在的问题，提出了一种创新性的井下低频脉动水力压裂技术，分析研究了井下水力脉动对于水力压裂起缝、携砂和沿程摩阻的影响。理论分析和实验研究表明，低频水力脉动作用下，裂缝中压裂砂受到脉动作用影响，拖拽力和上举力的瞬态值急剧增大，压裂液携砂得到强化。水力脉动能使岩石产生明显的疲劳损伤，并且较低频率下更容易导致储层岩石的疲劳损伤。水力压裂条件下主要敏感参数为脉动频率和脉动压力波幅，合理的参数范围为脉动频率 20 Hz 以下，脉动压力幅值 2 ~ 3 MPa。实验研究结果结合水力裂缝中的压力衰减模拟计算表明，在合理参数范围内，压力波能有效传播，在裂缝中起到降低起缝压力和裂缝延伸压力的作用。现场试验结果也证实了井下低频脉动能降低施工压力，强化携砂、防砂堵，提高裂缝导流能力，并获得良好的增产效果。