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水平井压裂过程中井筒温度场模型建立与分析汇报人：2024-01-14

引言水平井压裂过程中井筒温度场影响因素井筒温度场模型建立井筒温度场模拟结果分析现场应用与验证结论与展望

引言01

03井筒温度场对压裂效果的影响井筒温度场是影响压裂效果的重要因素之一，合理的温度场分布有利于提高压裂效果和油气产量。01石油和天然气资源的重要性石油和天然气是当今世界的主要能源，对经济发展和社会进步具有重要意义。02水平井压裂技术的广泛应用水平井压裂技术是提高油气藏开发效果的有效手段，被广泛应用于各类油气藏的开发中。研究背景和意义

目前，国内外学者在井筒温度场模型建立与分析方面已经取得了一定的研究成果，但仍然存在一些问题，如模型精度不高、计算效率低等。随着计算机技术和数值模拟方法的不断发展，未来井筒温度场模型将更加精细化、高效化，能够更好地指导实际生产。国内外研究现状及发展趋势发展趋势国内外研究现状

研究内容本研究旨在建立水平井压裂过程中井筒温度场的数学模型，并通过数值模拟方法对模型进行求解和分析。研究目的通过本研究，期望能够揭示水平井压裂过程中井筒温度场的分布规律和影响因素，为优化压裂设计和提高油气产量提供理论支持。研究方法本研究将采用理论分析、数值模拟和实验验证相结合的方法进行研究。首先，通过理论分析建立井筒温度场的数学模型；其次，利用数值模拟方法对模型进行求解和分析；最后，通过实验验证模型的准确性和可靠性。研究内容、目的和方法

水平井压裂过程中井筒温度场影响因素02

地层初始温度井筒周围地层的初始温度对井筒温度场有重要影响，通常通过测量或估算得到。地温梯度地层温度随深度增加而升高的速率，影响井筒内温度分布。热传导系数地层岩石的热传导能力，决定了热量在地层中的传递速度。地层温度

注入井筒的压裂液的初始温度，影响井筒内温度场的形成。注入液初始温度随着压裂液在井筒内的流动，其温度会发生变化，需要考虑其对井筒温度场的影响。注入液温度变化注入液温度

压裂液成分不同成分的压裂液具有不同的热物理性质，如热传导系数、比热容等，影响井筒内热量传递。压裂液流变性压裂液的粘度、密度等流变性参数会影响其在井筒内的流动和传热过程。压裂液性质

注入速率压裂液注入井筒的速率，影响井筒内流体的流动和传热过程。施工时间压裂施工持续的时间，决定了井筒内温度场达到稳定状态所需的时间。施工压力压裂施工过程中井筒内的压力变化，可能对井筒内温度场产生影响。施工参数

井筒温度场模型建立03

考虑井筒的几何形状、尺寸、材料热物性等因素，建立井筒的物理模型。井筒结构确定井筒与周围环境的热交换方式，如井筒内流体的温度、地层的温度等，作为温度场模型的边界条件。温度边界条件分析压裂过程中产生的热量，如压裂液与岩石摩擦产生的热量、压裂液化学反应产生的热量等，并将其作为热源项加入到物理模型中。热源项物理模型

基于热传导理论，建立描述井筒内温度分布的热传导方程。该方程考虑了井筒材料的热物性、热源项以及温度边界条件等因素。热传导方程结合实际情况，给出热传导方程的初始条件和边界条件。初始条件可以是井筒的初始温度分布，边界条件可以是井筒与周围环境的热交换方式等。初始条件和边界条件针对热传导方程，采用数值求解方法进行求解。常用的数值求解方法包括有限差分法、有限元法等。通过数值求解，可以得到井筒内温度场的分布情况。数值求解方法数学模型

有限差分法将热传导方程离散化为差分方程，利用差分格式近似代替微分格式进行求解。该方法适用于规则区域和简单边界条件的温度场求解。有限元法将井筒划分为有限个单元，在每个单元内构造插值函数来近似表示温度分布。通过求解每个单元的刚度矩阵和载荷向量，得到整个井筒的温度场分布。该方法适用于复杂区域和复杂边界条件的温度场求解。迭代求解法采用迭代算法对热传导方程进行求解，如雅可比迭代法、高斯-赛德尔迭代法等。通过不断迭代更新温度场分布，直到满足收敛条件为止。该方法适用于大规模和复杂温度场问题的求解。数值求解方法

井筒温度场模拟结果分析04

注入流体温度越高，井筒温度上升越快，温度梯度增大。注入流体温度地层温度越高，井筒与地层之间的温差越大，热交换越剧烈。地层温度井筒深度增加，井筒温度逐渐升高，但升温速率逐渐降低。井筒深度压裂液排量增大，井筒内流体流速加快，对流换热增强，井筒温度降低。压裂液排量不同因素对井筒温度场的影响规律

123随着时间的推移，井筒温度逐渐升高，最终达到稳定状态。时间演化特征从井口到井底，井筒温度逐渐升高，温度梯度逐渐减小。空间演化特征地层温度、注入流体温度、井筒深度、压裂液排量等因素均会影响井筒温度场的时空演化特征。影响因素井筒温度场时空演化特征

温度对岩石力学性质的影响高温会使岩石变软，降低岩石的强度和弹性模量，有利于压裂裂缝的形成和扩展。温度对裂缝形态的影响高温会使裂缝宽