羅敏 婷 2（1.東北石油大學機械科學與，黑龍江，大慶（2.大慶油田井業(yè)，黑龍江，大慶開發(fā)低滲難采油氣藏的最好辦法就是多層壓裂技術層壓裂具有針對性強費藝簡單業(yè)時間壓裂效果好的特點但在壓裂過程中會導致壓力波動壓力波動將致使上下蠕動從而導致水力錨和封隔器摩阻的化過大的摩阻會使水力錨和封隔器失效,重影響施工安全因此研究壓力波動對直井壓裂影研究至關重要文水錨定態(tài)下接和態(tài)力特性別立上壓裂和部具瞬動型引壓裂是指采油或采氣過程中利用水力作用使油氣層形成裂縫的法。壓裂是油井壓裂作業(yè)的主要承載構件和動力傳遞構件[1]，壓裂在壓裂過程中主要承受自重內(nèi)壓大鉤載荷和井壁對的摩擦力國外對于壓裂技術研究起步較早1947年7月世界第一口壓裂井在堪薩斯州大縣Hugoton氣田Kleppr成功壓我國80年代初才開始這方面的研究1998年、鴻[2-3]等對壓裂進行了受力計算，得出了在不同工作狀況下壓裂與套管內(nèi)壁的接得出螺旋彎曲變形量。鉆井施工中對壓力波動的預測一直沿用Burkhardt、等理論模式，許多學者也開始探索研究波動壓力預測的新途徑，其中，為代表分別對流體、冪律流體、流體及卡森流體穩(wěn)態(tài)波動壓力進行研。充分考慮了波動壓力的影響因素，并對不同井眼尺寸及井眼類型井段進行環(huán)空蠕動的數(shù)值模擬研究很少，本文利用有限元法對及其下部工具串進行瞬態(tài)動力學采用動力間隙元，得到壓裂的單元動力學方程Meu(t)Ce(t)u(t)(Ke0Ke(t)Ke(t)Ke(t))u(t)F(t)Re N式中Me、CeKe0KeNKeF分別為單元質(zhì)量矩陣、單元阻尼矩陣、單元線性剛度矩陣、大位移剛度矩陣 何剛度矩陣和等效節(jié)KeRe分別為動力間隙元剛度矩陣和等效節(jié)點力列 Mu(t)C(t)u(t)K(t)u(t)F(t)RG(t) K(t)K0KN(t)Ke(t)KG(t) 表1，內(nèi)液體為滑溜水，其黏度為5mPas，砂比為3%，當排量為8m3/min時，經(jīng)計算沿系數(shù)為0.1時，封隔器臨界摩擦力為15kN，水力錨錨定力為79.8kN[7]。圖1壓 井口壓力井口壓力

21.021.221.421.621.822.022.222.422.622.8

井底壓力井底壓力21.021.321.621.922.222.5(a)上 (b)中 (c)底21.021.321.621.922.222.5表1屈服強度抗拉強度彈性模量35由于整體較長，軟件計算較為復雜，現(xiàn)將整體模型分成兩部分：上部壓裂處處的軸計算出的水力錨處軸向摩擦力疊終得到水力錨處的總軸向摩擦力。取壓裂為研究對象，壓裂上下兩點位移全約束，壓裂主要承受波動內(nèi)壓力如圖2所示，建立了上部壓裂力學模型如圖4所示。取下部工具串為研究對象，圖4上部壓裂力學模型圖（模型一 操作工況（工況一）下直井壓裂及下部工具串力學分利用有限元方法對操作工況（工況一）時的壓力和下部工具串進行計算得到模型一的水力錨處的最大軸向摩擦力為47.98kN；模型二的水力錨處最大軸向摩擦力為0.68kN現(xiàn)將水力錨錨處的軸向摩擦力波動曲線如圖6所4個封隔器的工作摩擦力如表24動如圖軸向摩擦力軸向摩擦力50----0.00.30.60.91.21.51.8圖6水力錨軸向摩擦力波動曲 圖7封隔器4工作摩擦力波動曲波動范圍工況（工況二）下直井壓裂及下部工具串力學分0 波動范圍封隔器4，處于滑動邊界，有滑動，其他三個封隔器均未超過臨界摩擦力，處于靜止封隔器最大值（3）：75-ResearchonPressureFluctuationontheverticalwellfracturingLUOMin,ZHAOTing-ting,CHIYun-,LIUJU-(1.CollegeofMechanicalScienceandEngineering,NortheastPetroleumUniversity,Heilongjiang,Daqing163318,2.DaqingOilfieldDownholeOperationBranch,Heilongjiang,Daqing,Thebestwaytodeveloplowpermeabilityoilgasreservoirismultilayerfracturingtechnology,multilayerfracturinghasthecharacteristicsofstrongpertinence、lowcostsimpleprocess、shortworkingtimeandgoodfracturingeffect,butitwillleadtopressurefluctuationsinthefracturingprocess,pressurefluctuationswillcausethepipecree upanddownwhichwillresulteinthechangeofthehydraulicanchorandsealfriction,excessivefrictionwillcausethehydraulicanchorandpackerfailure,Therefore,itisveryimportanttostudytheinfluenceofpressurefluctuationontheverticalwellfracturingpipestring.Inthispaper,thehydraulicanchorisconsidered,Twokindsofpressureamplitude(operatingconditionanddangerouscondition)arestudied,Consideringcontactandtransientdynamics,thetransientdynamicmodeloftheupperfracturingpipestringandthelowertoolstringisestablishedrespectively.Usingthefiniteelementmethodysisoftransientdynamics,thefluctuationcurveofthefriction betweenthepressurefluctuationandthepressurefluctuationisobtained,andthecriticalvalueofpressurefluctuationsisdetermined,itwillpro