申请/专利权人：陕西延长石油(集团)有限责任公司

申请日：2020-09-14

公开（公告）日：2023-09-29

公开（公告）号：CN112069746B

主分类号：G06F30/28

分类号：G06F30/28;G06F30/13;G06F113/08;G06F113/14;G06F119/14

优先权：

专利状态码：有效-授权

法律状态：2023.09.29#授权;2020.12.29#实质审查的生效;2020.12.11#公开

摘要：本发明涉及水力压裂工艺中流体摩阻测试方法，具体涉及一种虚拟并联等差压法的压裂管柱摩阻测试方法。一种虚拟并联等差压法的压裂管柱摩阻测试方法，包含以下三个步骤：1建立各支管间的流量、管径和摩阻系数的关系式；2初值求解；3并联管路下各支路管参数的终值求解，此过程用matlab编程计算。本发明具有三大优势：1.将理论公式推导与室内实验测试相结合，采用并联管路差压相等的方法，求解两条并联管路的分配排量，室内测试其中一条支路在模拟排量下的摩阻，即可得到另一条支路的管流摩阻；2.相比现有剪切速率相等、流速相等及雷诺数相似等常规方法准确性高，更便捷；3.较现有的流速相等摩阻预测准确度提高50％以上，误差控制在10％以内。

主权项：1.一种虚拟并联等差压法的压裂管柱摩阻测试方法，包含以下三个步骤：1建立各支管间的流量、管径和摩阻系数的关系式；因为并联管路在入口分流处及出口合流的势能值是唯一的，按照化工原理并联管路各支路损失势能相等的原则，即：hf1＝hf2根据达西摩阻公式，管柱中的流动阻力损失可按下式计算： 因各支管流速vi不相同，而将该流速的计算方式代入上式经整理得： 由此式可以计算出各支管中的流量分配，即： 设定即 此关系式为并联管路中两支管分配流量qv1和qv2与总流量qv总，各支管内径D1和D2，摩阻系数λ1和λ2的关系式；2初值求解为了进行后续迭代计算，需要求解出各种初值，已知并联总排量为qv总，1#管内径为D1、粗糙度为ε1、测试管长为l1，流体密度ρ1，流体粘度μ1；2#管内径为D2、粗糙度为ε2、测试管长为l2，流体密度ρ2，流体粘度μ2；将两支管粗糙度ε和管径D代入摩阻系数公式：求得两支管的λ1-1和λ2-1，随后将总排量为qv总，1号管内径为D1、摩阻系数为λ1-1、测试管长为l1，2号管内径为D2、摩阻系数为λ2-1、测试管长为l2代入1中关系式1，求得两支管分配流量qv1和qv2，再利用公式求得两支管流速v1和v2，最后利用公式求得支管中流体流动雷诺数Re1和Re2；此初值求解部分得到了后续迭代计算所需要的初值，包含将λ1-1、λ2-1、Re1、Re2、ε1、ε2、D1和D2；3并联管路下各支路管参数的终值求解，此过程可以用matlab编程计算①首先利用粗糙圆管的紊流运动模型C.F.科尔布鲁克公式计算现场施工条件下的清水摩阻系数： 将关系式2进行简化求解出摩阻系数λ， ②将2中求解得到的λ1-1、λ2-1、Re1、Re2、ε1、ε2、D1和D2代入关系式3，得到 其中，λ1为1号管要求解的摩阻系数，λ1-i为求解过程中，1号管求解出来的瞬时摩阻系数，只有λ1-i-λ1-1≤0.001，求解结束，λ1＝λ1-i；2号管同理；如果λ1-i-λ1-1≤0.001且λ2-i-λ2-1≤0.001，则λ1＝λ1-i、λ2＝λ2-i，反之则令λ1＝λ1-i、λ2＝λ2-i继续代入关系式1，求解新的1管柱的排量qv1和管柱2的排量qv2，继续按照上面求解步骤继续求解，直至满足λ1-i-λ1-1≤0.001且λ2-i-λ2-1≤0.001，停止计算，得到最终的1#管摩阻系数λ1＝λ1-i，2#管摩阻系数λ2＝λ2-i，最后把终值λ1和λ2代入关系式1求解出各支管的qv1和qv2；通过此方法可以得到在总排量为qv时两支并联管的分配排量，摩阻系数，摩阻值参数；将该方法与压裂现场摩阻预测相结合，1号管视为现场压裂管柱，2号管视为室内测试管柱，将现场压裂管柱与室内测试管柱虚拟并联，设定现场施工排量为总排量，通过该方法模拟可以得到现场施工排量下对应的室内测试管柱测试排量，摩阻系数和摩阻值；对照模拟计算参数再调整室内测试管柱的测试参数，可以判断测试管柱摩阻与计算摩阻的准确性，同时在施工前可以通过摩阻预测和室内实测的方法预测现场施工摩阻，进而优化压裂施工参数。

全文数据：

权利要求：

百度查询： 陕西延长石油(集团)有限责任公司 一种虚拟并联等差压法的压裂管柱摩阻测试方法

免责声明
1、本报告根据公开、合法渠道获得相关数据和信息，力求客观、公正，但并不保证数据的最终完整性和准确性。
2、报告中的分析和结论仅反映本公司于发布本报告当日的职业理解，仅供参考使用，不能作为本公司承担任何法律责任的依据或者凭证。

阅读全文 双屏查看 官方信息 专利公告 收藏专利 下载PDF 下载WORD