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超臨界CO2壓裂井筒流動模型及耦合求解

作者: 李小江 [1] 李根生 [1] 王海柱 [1] 田守嶒 [1] 宋先知 [1] 陸沛青 [2] 劉慶嶺 [1]

關鍵詞: 超臨界CO2 壓裂 井筒流動模型 耦合求解 熱量源匯

摘要:超臨界CO2壓裂是一種新型的無水壓裂技術,井筒溫度和壓力準確預測是該技術成功實施的關鍵.基于Span-Wagner狀態方程和Fenghour輸運性質模型,結合質量、動量和能量守恒方程,建立考慮熱量源匯的超臨界CO2壓裂井筒流動解析模型,采用壓力和溫度以及油管-環空-地層的迭代計算,實現井深和徑向方向的雙重耦合數值求解.通過對比分析經典模型和現場實測數據,分別驗證模型的推導過程和精度.結果表明:氣體膨脹或壓縮做功對井筒溫度和壓力的影響不能忽略;大排量超臨界CO2壓裂過程中,須考慮摩擦生熱對井筒溫度和壓力的影響;焦耳-湯姆遜效應對井筒溫度和壓力影響較小,工程計算中可忽略.


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