目錄
第一章 緒論 1
第一節(jié) 水力噴砂射孔技術(shù) 1
第二節(jié) 水力噴射分段壓裂技術(shù) 2
第三節(jié) 水力噴射酸化壓裂技術(shù) 4
第四節(jié) 水力噴射環(huán)空壓裂技術(shù) 6
參考文獻(xiàn) 8
第二章 高壓磨料水射流理論基礎(chǔ) 11
第一節(jié) 引言 11
第二節(jié) 水射流的結(jié)構(gòu)和特性 11
一、淹沒水射流的結(jié)構(gòu) 11
二、非淹沒水射流的結(jié)構(gòu) 12
三、連續(xù)水射流對(duì)物體表面的作用力 13
四、連續(xù)水射流沖擊物體的壓力分布 14
第三節(jié) 磨料射流對(duì)材料的沖蝕機(jī)理 15
一、沖蝕機(jī)理 15
二、金屬材料在磨料射流作用下破壞機(jī)理 17
三、巖石在磨料射流作用下的破壞機(jī)理 19
第四節(jié) 水射流切割模型 22
第五節(jié) 影響水射流切割性能的因素 23
參考文獻(xiàn) 26
第三章 井底高壓磨料射孔機(jī)理研究 28
第一節(jié) 室內(nèi)實(shí)驗(yàn) 28
一、實(shí)驗(yàn)原理 28
二、實(shí)驗(yàn)裝置 29
三、實(shí)驗(yàn)試件 29
第二節(jié) 數(shù)值計(jì)算方法 29
一、控制方程 30
二、湍流方程 30
第三節(jié) 井底高壓射流實(shí)驗(yàn)結(jié)果與分析 31
一、淹沒非自由射流形態(tài)研究 31
二、套管擊穿過程研究 33
三、水力噴砂射孔孔道形成過程研究 35
四、水力噴砂射孔孔道極大值研究 38
參考文獻(xiàn) 39
第四章 水力噴射分段壓裂增壓機(jī)理研究 41
第一節(jié) 室內(nèi)實(shí)驗(yàn) 41
一、實(shí)驗(yàn)原理 41
二、實(shí)驗(yàn)裝置 42
第二節(jié) 射流增壓機(jī)理研究 44
一、增壓機(jī)理 44
二、孔道流場(chǎng)研究 45
第三節(jié) 射流增壓規(guī)律分析 47
一、多噴嘴對(duì)孔道壓力影響規(guī)律 47
二、噴嘴壓降對(duì)射流增壓的影響 48
三、噴嘴直徑對(duì)射流增壓的影響 49
四、套管孔眼直徑對(duì)射流增壓的影響 49
五、射流增壓計(jì)算模型 50
參考文獻(xiàn) 51
第五章 水力噴射分段壓裂密封機(jī)理研究 52
第一節(jié) 室內(nèi)實(shí)驗(yàn) 52
一、實(shí)驗(yàn)原理 52
二、實(shí)驗(yàn)原理及應(yīng)用范圍 53
第二節(jié) 射流密封機(jī)理研究 53
一、密封機(jī)理 53
二、孔道流場(chǎng)研究 54
第三節(jié) 射流密封規(guī)律分析 56
一、多噴嘴對(duì)射流密封的影響 56
二、噴嘴壓降對(duì)射流密封的影響 57
三、噴嘴直徑對(duì)射流密封的影響 58
四、套管孔眼直徑對(duì)射流密封的影響 58
五、射流密封計(jì)算模型 59
參考文獻(xiàn) 60
第六章 水力噴射分段壓裂裂縫起裂及擴(kuò)展研究 61
第一節(jié) 水力射孔孔道布置優(yōu)化 61
一、控制方程 61
二、計(jì)算模型、邊界條件及參數(shù) 62
三、水力噴砂射孔孔道塑性分析 64
四、水力噴射分段壓裂裂縫起裂方式及方位 65
五、起裂壓力及套管受力云圖 67
第二節(jié) 三維裂縫延伸機(jī)理研究 70
一、裂縫擴(kuò)展控制方程 70
二、計(jì)算模型 72
三、計(jì)算結(jié)果分析及影響因素 72
第三節(jié) 裂縫形態(tài)比較 77
第四節(jié) 裂縫布置優(yōu)化 78
參考文獻(xiàn) 81
第七章 水力噴射分段壓裂優(yōu)化設(shè)計(jì) 83
第一節(jié) 水力噴射壓裂工藝適應(yīng)性 83
一、水力噴射分段壓裂工藝適應(yīng)的地層 83
二、拖動(dòng)式水力噴射壓裂工藝 84
三、不動(dòng)管柱水力噴射分段壓裂工藝 85
四、連續(xù)油管水力噴射砂塞封隔多級(jí)壓裂 86
五、連續(xù)油管水力噴射封隔器多級(jí)壓裂 88
第二節(jié) 水力噴射壓裂參數(shù)優(yōu)化 90
一、水力噴射壓力設(shè)計(jì)方案 90
二、地面泵壓預(yù)測(cè) 92
三、噴嘴數(shù)量及排量 93
四、壓裂流體流動(dòng)摩阻 94
五、油管伸長量 96
第三節(jié) 水力噴射壓裂工具 97
一、噴嘴結(jié)構(gòu)及材質(zhì) 97
二、噴射工具結(jié)構(gòu)優(yōu)化 100
參考文獻(xiàn) 104
第八章 水力噴射壓裂工藝現(xiàn)場(chǎng)實(shí)驗(yàn) 106
第一節(jié) 直井套管射孔——不動(dòng)管柱水力噴射分段壓裂 106
一、Q370-3基礎(chǔ)數(shù)據(jù) 106
二、壓裂設(shè)計(jì)思路 107
三、現(xiàn)場(chǎng)施工分析 109
四、施工總結(jié) 109
第二節(jié) 直井Ф101.6mm懸掛套管完井——單段水力噴射壓裂 110
一、Ф101.6mm套管井基礎(chǔ)數(shù)據(jù) 110
二、壓裂設(shè)計(jì)思路 110
三、現(xiàn)場(chǎng)施工分析 112
四、施工總結(jié) 113
第三節(jié) 直井Ф177.8mm篩管完井——水力噴射分段壓裂 114
一、N7-9井基礎(chǔ)數(shù)據(jù) 114
二、壓裂設(shè)計(jì)思路 115
三、現(xiàn)場(chǎng)施工分析 116
四、施工總結(jié) 117
第四節(jié) 斜井裸眼完井——不動(dòng)管柱分段壓裂 117
一、J1井基礎(chǔ)數(shù)據(jù) 118
二、壓裂設(shè)計(jì)思路 120
三、現(xiàn)場(chǎng)施工分析 122
四、施工總結(jié) 123
第五節(jié) 水平井篩管完井——單段水力噴射壓裂 123
一、W-A井基礎(chǔ)數(shù)據(jù) 124
二、壓裂設(shè)計(jì)思路 125
三、現(xiàn)場(chǎng)施工分析 127
四、壓后效果 128
第六節(jié) 水平井篩管分段完井——拖動(dòng)式分段壓裂 128
一、SW-B井基礎(chǔ)數(shù)據(jù) 129
二、壓裂設(shè)計(jì)思路與參數(shù)優(yōu)化 130
三、現(xiàn)場(chǎng)施工分析 132
四、裂縫檢測(cè)數(shù)據(jù) 134
五、壓后效果 135
第七節(jié) 已壓裂水平井——不動(dòng)管柱分段重復(fù)壓裂 135
一、X-C井基礎(chǔ)數(shù)據(jù) 136
二、壓裂設(shè)計(jì)思路 136
三、現(xiàn)場(chǎng)施工分析 137
四、裂縫監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù) 138
五、壓裂效果 139
第八節(jié) 水平井懸掛篩管井——水力噴射分段壓裂 139
一、D7井基礎(chǔ)數(shù)據(jù) 140
二、壓裂設(shè)計(jì)思路 141
三、現(xiàn)場(chǎng)施工分析 142
四、施工總結(jié) 144
第九節(jié) U形煤層氣井——拖動(dòng)式分段壓裂 144
一、U形煤層氣井鉆遇煤層性質(zhì) 145
二、壓裂設(shè)計(jì)思路 145
三、水力噴射分段壓裂現(xiàn)場(chǎng)實(shí)驗(yàn) 148
四、施工總結(jié) 149
第十節(jié) V形煤層氣井——不動(dòng)管柱分段壓裂 149
一、V形煤層氣井組鉆遇煤層性質(zhì) 150
二、壓裂設(shè)計(jì)思路 151
三、壓裂施工分析 153
四、施工總結(jié) 154
參考文獻(xiàn) 154
附表 156