套管孔眼压裂冲蚀大型现场实验研究

摘要

限流压裂过程中,携砂液高速流经射孔孔眼会产生严重的冲蚀现象,孔眼形态发生改变,导致孔眼限流作用失效,直接影响压裂改造效果。为明确限流压裂条件下孔眼冲蚀规律,本研究设计并搭建了孔眼冲蚀大型现场实验模拟系统,孔眼流速可达到191 m/s,套管压力达到35 MPa以上,采用真实压裂材料进行模拟实验,针对压裂施工的主要参数对套管内壁孔眼冲蚀规律进行实验研究。实验结果表明:井筒内壁孔眼冲蚀分布存在明显的不均匀性,孔眼优先沿跟端侧发生形变;压裂液黏度增大有助于孔眼限流作用保持;相同工况条件下,陶粒组冲蚀速率大于石英砂组;冲蚀速率对排量较为敏感,排量增大会加速孔眼限流失效;冲蚀速率与砂比间呈非线性关系,孔眼冲蚀速率在砂比7%~16%范围内相对稳定,砂比超过16%后,孔眼冲蚀速率急剧增大,在施工过程中建议将砂比控制在16%以下,可减缓孔眼冲蚀导致的孔眼形变。