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环空加砂、油管补入平衡液的连续油管环空加砂压裂技术解决了水力喷射压裂过程中喷嘴寿命低、施工排量小的缺点,为“缝网压裂技术”和“体积压裂技术”的实施提供了新途径。但是,连续油管环空加砂压裂技术目前存在以下问题:大排量注入压裂液易引起井眼温度发生较大的改变,导致流体流动摩阻变化复杂,无法由地面压力真实地反映井底压力的变化;同时压裂过程中封隔器因承受较大的活塞力存在移动或拉断的可能性,直接影响压裂层位的准确定位和压裂施工安全。针对以上问题,本文进行了以下几方面的研究:(1)通过压裂过程中压裂液温度的准确计算,依据温度和含砂比对压裂液流动特性影响的实验结果,采用环空内压裂液流动摩阻分段计算方法,准确计算不同影响因素(不同排量、井深、压裂液密度)下压裂液的流动摩阻,并在此基础上制定环空加砂压裂过程中的环空及油管地面压力与井底压力的关系图版。(2)对环空加砂压裂过程中的连续油管进行力学分析,建立连续油管变形微分方程。并根据变形微分方程对连续油管屈曲进行判断,实现连续油管的井下状态的分析。建立环空加砂压裂过程中连续油管应力计算模型,并通过差分方法建立连续油管应力数值计算模型。(3)运用Ansys有限元软件对环空加砂压裂过程中封隔器胶筒与套管之间的接触应力进行数值模拟,得到不同节流压差作用下的封隔器胶筒锚定力。结合现场试验测试结果,建立不同喷嘴节流压差作用下的水力锚锚定力计算模型。(4)以环空加砂压裂过程中连续油管底端轴向力与锚定力相等为原则,建立压裂过程中保证封隔器不发生移动的连续油管临界注入排量计算模型。并以现场某口环空加砂压裂水平井为例,对该井的连续油管临界注入排量和应力进行计算分析。因此,环空加砂压裂过程中井底压力的准确计算,地面压力与井底压力的关系图版的建立,保证封隔器不发生移动的连续油管注入排量的确定以及通过应力分析进行的连续油管强度校核,对方便现场地面施工压力的选择,提高环空加砂压裂定点施工的准确性和确保压裂管柱施工的安全性均具有重要的意义。