水力喷射压裂理论与应用(B卷答案)

水力喷射压裂理论与应用（B卷答案）

一.名词解释

1、把混有研磨材料的高压水射流称为磨料射流

2、是粒子冲击材料表面造成的破坏。

3、就是在流体运动边界上控制方程应该满足的条件。

4、采用混有一定浓度天然石英砂的压裂液基用为射孔液的一种射孔。

5、钻井完井对地层的损害，使得近井筒地带渗透率下降，这一区域称为污染带或钻井伤

害带。

二、填空题

1、磨料在加速和冲击物料的过程中会发生（研磨）和（碰撞）

4、影响水力喷砂射孔的因素主要有（磨料冲击速度）、（料浓度）、（磨料性质）和（套管材料性质）

3、现场应用水力射的孔径一般为（15～20 mm）,最大为(60mm)

10、水力射孔套管会在孔眼处造成（应力集中），使得局部应力过大而削弱了（套管）和（水泥环）的强度，可能会影响套管的（使用寿命）。

12、水力射孔对套管强度以的影响主要反映在两方面：（一是孔眼存在削弱了套管的有效抗拉压面积）；（二是开口引起的孔边应力集中造成套管局部应力增大）。

3、影响水力喷射孔内压力和射孔增压的因素主要包括（环空围压）、（喷嘴压降）、（喷距）、（喷嘴直径）、（套管壁孔眼直径）、和（射孔眼深度）

7、污染带厚度一定时，（产能比）随射孔深度的（增大）而增大，射孔深度的增加对于（产能比）的影响比较明显。污染带厚度越大，相同孔深下的（产能比就越小）。

15、水力喷射压裂包括（水力射孔）和（喷射压力）两个阶段。（水力射孔）阶段为获得较为完善的孔眼，要求射流速度达到（180～200m/s），持续喷射（10～15min）喷射压力阶段11、处于复杂应力状态的结构，只要其（有效应力）不超过材料的（单轴应力）强度，我们认为结构的（强度足够）。

14、当孔径（小于30mm）时，孔径（增加）应力集中系数（略有增加），孔径（大于30mm）后，孔径增加应力集中系数增幅明显。

6、地层内的速度场基本上为（水平直线），在压力驱动下流体在油藏中的流动（比较均匀），（流速较慢），从油藏边界汇流到裸眼井筒内（流线方向）才发生改变。

三、简答题

1、答：在冲击初期，强大的冲击载荷产生的拉应力将首先在岩石表面引起环状的赫兹锥形裂纹。然后，随着接触力的增加，磨料冲击的正下方将产生塑性变形，切向应力分量引起一系列垂直于冲击表面的径向裂纹。水流在水楔压力作用下挤入裂纹，起到延伸和扩展裂纹的附加作用，从而增强冲蚀破碎能力。

2、答：一是射流处高围压状态，周围流体对射流进行较强的挤压，加速了射流与周围流体的动量交换；二是孔内空间尺寸有限，壁面反射引起流体剧烈波动，能量耗散严重。

3、答、一个是射孔过程中十几枚甚至几十枚射孔弹同时爆炸产生冲击波使套管变形，并在局部形成尖力集中及残余应力；另一个是孔眼的存在使套管的应力重新分布。采用水力射孔可以避免前者，而后者是无法避免的，只能通过对孔眼尺寸及分布进行优化来尽量减小对套管强度的损坏。

4、答：1、保证水力穿深的情况下喷嘴压降最低，实践证明，保持射流速度在200～250m/s 才能达到良好的效果。

2、保证油管要求的施工排量；

3、滿足加砂规模，降低单只喷嘴的磨损率。

5、答：一是孔眼存在削弱了套管的有效抗拉压面积；二是开口引起的孔边应力集中造成套管局部应力增大。其中射孔孔眼附近应力集中是影响套管强度的主要原因。

四、判断题

1、（√）

2、（×）

3、（√）

4、（×）

5、（×）

6、（√）

7、（√）

8、（×）9、（×）10、（×）

五、计算题

解：喷嘴面积A=0.785×0.00452=1.59×10-5 (m2)

喷嘴流量Q=41L/s=0.041m3/s

由喷嘴增压公式计算增压：

ΔP=0.5441×513.559ρQ2／C2A2

=1.1047ρQ2／C2=1.1047×1050×0.0412/0.92

=2.4 (MPa)