超临界CO_2压裂井筒流动模型及耦合求解

作     者：李小江 李根生 王海柱 田守嶒 宋先知 陆沛青 刘庆岭 LI Xiaojiang;LI Gensheng;WANG Haizhu;TIAN Shouceng;SONG Xianzhi;LU Peiqing;LIU Qingling

作者机构：中国石油大学油气资源与探测国家重点实验室北京102249 中国石化石油工程技术研究院北京100101 

出 版 物：《中国石油大学学报（自然科学版）》 (Journal of China University of Petroleum(Edition of Natural Science))

年 卷 期：2018年第42卷第2期

页      面：87-94页

核心收录：

学科分类：0808[工学-电气工程] 08[工学] 0820[工学-石油与天然气工程] 0817[工学-化学工程与技术] 0818[工学-地质资源与地质工程] 0807[工学-动力工程及工程热物理] 0815[工学-水利工程] 0827[工学-核科学与技术] 0813[工学-建筑学] 0802[工学-机械工程] 0703[理学-化学] 082002[工学-油气田开发工程] 0814[工学-土木工程] 0811[工学-控制科学与工程] 0801[工学-力学（可授工学、理学学位）] 

基　　金：国家自然科学基金项目(U1562212) 国家"973"重点基础研究发展规划项目(2014CB239203) 

主　　题：超临界CO2 压裂 井筒流动模型 耦合求解 热量源汇 

摘      要：超临界CO_2压裂是一种新型的无水压裂技术,井筒温度和压力准确预测是该技术成功实施的关键。基于Span-Wagner状态方程和Fenghour输运性质模型,结合质量、动量和能量守恒方程,建立考虑热量源汇的超临界CO_2压裂井筒流动解析模型,采用压力和温度以及油管-环空-地层的迭代计算,实现井深和径向方向的双重耦合数值求解。通过对比分析经典模型和现场实测数据,分别验证模型的推导过程和精度。结果表明:气体膨胀或压缩做功对井筒温度和压力的影响不能忽略;大排量超临界CO_2压裂过程中,须考虑摩擦生热对井筒温度和压力的影响;焦耳-汤姆逊效应对井筒温度和压力影响较小,工程计算中可忽略。