中国石油化工集团公司华东分公司采油气工程服务中心 江苏省泰州市 225300
摘要：随着社会的发展，我国的经济发展也有了创新。为减小管汇弯头所受的冲蚀磨损率，在考虑固液两相流模型、流体控制方程及冲蚀磨损计算模型基础上，建立高压弯头冲蚀磨损数值模型，以现场工况为依据，对压裂液的流动速度、压裂液黏度、质量流量以及颗粒直径进行控制调整，研究高压弯头的冲蚀因素，得出各因素对弯头冲蚀磨损机理，总结各因素对弯头冲蚀磨损规律。结果表明:为减小冲蚀磨损率，提高高压弯头使用寿命，应减小施工压裂液的质量流量、选用直径较小的颗粒、压裂液黏度应为0．014Pa•s左右;针对高压弯头提出弯径比为2～3、适当增加弯头的壁厚等改进措施。
关键词：页岩气压裂管汇弯头；磨损影响；分析
引言
在富有机质泥页岩及其夹层中，页岩气以游离或者吸附的形态存在，由此可见，页岩气与常规能源是不同的，它具有自身的特殊性，所以在对其进行开发与利用期间，与常规能源的形式也不尽相同，甲烷是页岩气的主要成分之一，它具有清洁性这一特点，属于高效能源资源。现阶段，美国对于页岩气能源开发进行了积极的研究，并且发明了一系列的先进技术，这对于世界页岩气市场来说都是至关重要的。
1页岩气钻井技术难点
1.1井壁稳定性不足
页岩气在施工过程中，井壁容易出现坍塌现象，而造成这种问题出现的主要原因就是页岩气井壁的稳定性不足。引发这种问题出现的原因有很多，如：地质、施工、环境等。由于地质较差，导致支撑力不足；施工质量或者流程因素方面影响；环境容易使得土质发生变化。这些都是造成井壁稳定性不足的原因。再加上页岩气分布的地层可能处于非均质地层，在钻井过程中，会使得井壁内外地层出现压力差，这种压力差不仅会引发坍塌，还会造成巨大的经济损失。可以说井壁的稳定性不足是页岩气钻井过程中的一大难题。
1.2井眼轨道复杂
在进行钻井施工中，为了达到节约成本的效果，施工单位会在有限的区域进行钻井。因此，大多数井都是丛式井，这种井与常规油气井具有较大的差别，在投入使用中，会产生较大的位置变化，且井下水平段的距离较远，从而导致这种井眼的轨迹更加复杂，在施工中，钻具与井壁产生较大的摩擦力，加大控制钻井的难度。
1.3对固井质量要求较高
与天然气不同，页岩气储层内孔隙较低，在钻井过程中需要进行压裂作业，通过降低储层孔隙度，可以提高开采效率。但是这也在很大程度上加大了钻井套管与井壁的压力。因此，对钻井质量的要求也会提高。在发达国家，针对页岩气的开采作业进行大量的研讨和尝试，而在我国，对页岩气的开采和研究才刚刚开始。因此，我国还需要投入更多的人力、物力和资金，才能够在未来取得较好的成绩。
2具体分析新时期的页岩气压裂液及技术
目前，一些发达国家对于页岩气压裂开采技术研究是比较多的，但是在实际工作期间，还存在一定的问题有待解决，因此我们应积极实践，从而促进其技术效果的提升，下面我们将对页岩气压裂液及技术进行具体分析。
2.1具体分析混合压裂及其技术
清水压裂液相对来说，经济方面的成本是比较低的，并且具有造缝能力强的优势，但是也具有滤失大的劣势。而混合压裂液则可以很好的解决这一问题，从而使清水压裂液滤失大、携砂能力差这一问题得到显著改善。下面我们将对该压裂液的技术步骤进行探究。要想实现混合压裂液的使用，首先我们应将滑溜水泵入，使清水的造缝能力得到充分利用，之后将交联凝胶前置液泵入，这样可以使凝胶的作用与支撑剂的作用得到更好的发挥，并且是支撑剂沉降作用得到控制，在这样的情况下，支撑剂会在压裂液中均匀的分散，从而使压裂效果得到保障。
与清水压裂相比，混合压裂液具有更好的造缝能力，并且其携砂能力也得到了提升。除此之外，混合压裂液在储层伤害方面也具有一定优势，该技术将清水压裂与凝胶压裂的优势相结合，不仅可以达到节约用水的效果，还能够使储层伤害得到有效控制。
2.2具体分析纤维压裂及其技术
经过学者们的不断研究，发明出了全新的压裂液，我们把它叫做纤维压裂液，它的构成原理就是，将纤维物质加入到压裂液当中，从而实现对石英砂等支撑剂悬浮状态的改善，在这样的情况下，进行工作，更加有利于促进裂缝长度的有效形成，并且可以防止增加稠化剂后粘度不均匀现象，使压裂液的导流能力也得到有效提升。对于纤维压裂液及压裂技术方面的研究，海丁顿公司所作出的贡献是杰出的，在后来，美国相关学者对页岩气开发技术研究期间，也表面了该压裂液及压裂技术，在页岩气的开采与发展具有绝对优势，我们通过相关数据的分析，可以了解到，在将纤维加入到压裂液当中后，相对于清水压裂体积更大、长度更长。由此可见，随着页岩气能源的发展与普及，纤维压裂液及压裂技术，更加受到人们的重视，并且其性能在应用当中，能够占有更多优势，对于页岩气能源的顺利开采具有重要意义。
2.3具体分析高速通道压裂液及技术
斯伦贝谢公司在2010年期间推出了一款关于页岩气开采的新型技术，那就是高速通道压裂液及压裂技术，该技术的原理就是，在支撑裂缝内部对开放性流动通道进行开放，并且对高速通道网络内填充支撑剂，在这样的情况下，裂缝倒流能力将迅速提升。在高速通道压裂技术当中，压裂液不仅能够加入支撑剂，还可以合理的加入一些纤维材料，而工作人员可以通过专业混配设备，对高速率冲泵入井下的支撑剂进行操控。在泵送程序后，支撑剂收缩后就会呈现柱状，并且整体保持裂缝开启状态，支撑剂被高速渗流通道围绕，并且对其进行贯通连接。除此之外，由于通道压裂液及压裂技术的特殊性，在经过高速通道压裂作业后，我们可以获得更高的导流能力，这些通道会从井筒向裂缝尖端延伸，在这样的情况下，裂缝的导流能力会得到根本的改变，从而促进油气采收率的提升。并且，我们通过调查与分析可以了解到，高速通道压裂液及压裂技术，相对来说具有广泛的适应性，能够使用与各种页岩气藏。
3优化措施分析
3.1弯头结构改进研究
对于弯头来说，不同的弯径比会导致弯头所受冲蚀磨损有所改变，因此选择合适弯径比对弯头使用来说至关重要，其中弯径比是弯头的曲率半径与弯头内径的比值。基于理论模型、计算模型、流体与颗粒参数，针对弯头不同弯径比进行冲蚀磨损的影响分析，弯头内壁受到的最大冲蚀磨损率会根据弯头弯径比的增大而减小，而且减小的速率渐渐变缓。造成这种现象是因为弯径比的增大，导致弯头的曲率半径增大，当压裂液流过弯头弯曲部位时，压裂液与颗粒的运动方向改变较缓，导致颗粒其本身的惯性力减小，随液相一起运动的跟随性随之增大，对弯头内壁面的冲击磨损有所降低，因此增大弯径比有利于减小弯头所受的最大冲蚀磨损率，弯头外壁受到的等效应力较小，而弯头内壁受到的等效应力较大，其中弯头所受的最大等效应力随着弯头壁厚的增加而减小，因此在满足弯头壁厚设计条件下，适当增加弯头的壁厚。
结语
综上所述，页岩气钻井工作与常规气体的钻井工作是有一定区别的，而这也使得页岩气钻井工作具有一定的难度和存在一些亟待解决的问题，这些问题给施工单位带来一些困扰。因此针对这些问题，施工单位应该积极探究，并采取有效措施予以解决，以保证页岩气钻井工作的顺利进行。
参考文献
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