超临界CO2压裂井筒流动模型及耦合求解

超临界CO2压裂是种新型的无水压裂技术，井筒温度和压力准确预测是该技术成功实施的关键。基于Span-Wagner状态方程和Fenghour输运性质模型，结合质量、动量和能量守恒方程，建立考虑热量源汇的超临界CO2压裂井筒流动解析模型，采用压力和温度以及油管-环空-地层的迭代计算，实现井深和径向方向的双重耦合数值求解。通过对比分析经典模型和现场实测数据，分别验证模型的推导过程和精度。结果表明：气体膨胀或压缩做功对井筒温度和压力的影响不能忽略；大排量超临界CO2压裂过程中，须考虑摩擦生热对井筒温度和压力的影响；焦耳-汤姆逊效应对井筒温度和压力影响较小，工程计算中可忽略。
Key words: supercritical CO2 fracturing wellbore flow model coupling solution heat source/sin