【摘 要】
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通过滑溜水压裂技术压开油气储层,形成人工裂缝,改善储层渗流面积是开发油气资源的重要措施之一。支撑剂在裂缝中的铺置形态很大程度上影响着支撑裂缝的导流能力,决定着压裂施工的效果。矿场滑溜水压裂常以大排量的方式进行作业,与传统小排量压裂相比,携砂液在地层裂缝中的运动状态更为复杂,运移规律有所不同。研究携砂液中支撑剂在裂缝内的运移沉降过程,尤其是主裂缝中砂堤形成和变化过程,既是提高滑溜水压裂改造效果的要求
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通过滑溜水压裂技术压开油气储层,形成人工裂缝,改善储层渗流面积是开发油气资源的重要措施之一。支撑剂在裂缝中的铺置形态很大程度上影响着支撑裂缝的导流能力,决定着压裂施工的效果。矿场滑溜水压裂常以大排量的方式进行作业,与传统小排量压裂相比,携砂液在地层裂缝中的运动状态更为复杂,运移规律有所不同。研究携砂液中支撑剂在裂缝内的运移沉降过程,尤其是主裂缝中砂堤形成和变化过程,既是提高滑溜水压裂改造效果的要求,也是深入开发油气资源的急需。采用平行板裂缝装置记录了单一主缝内不同黏度滑溜水在不同支撑剂规格、不同砂比、不同排量的条件下的输砂过程,评价了裂缝的充填效果。在此基础上,在不同注入顺序、不同注入时长和不同排量条件下,用分别携带20/40目、40/70目和70/140目的石英砂支撑剂的滑溜水研究了组合支撑剂在主裂缝内的运移和铺置规律,分析了各因素对裂缝充填的影响。同时,用流体力学软件Fluent从数值模拟的角度研究了主裂缝内携砂液中固-液两相的运移规律、砂堤的形成过程和支撑剂沉降规律。结果表明,低黏滑溜水+70/140目支撑剂条件下,排量由5.1 m~3/min增加至8.2m~3/min,缝内砂堤高度始终不超过20 cm,前缘到裂缝入口的距离由25 cm增加至50 cm,入口附近未形成砂堤,充填效果较差;排量越大、砂比越低、黏度越大、粒径越小,支撑剂对裂缝的充填效果往往越差;5 m~3/min时,由低黏到高黏注入,优选1:2:7组合,由高黏到低黏注入则优选1:7:2组合;10 m~3/min时,由低黏到高黏注入,优选1:3:6组合,不推荐按照高黏到低黏顺序注入;根据物理实验和数值模拟结果可将支撑剂的沉降充填过程均可划分为3个阶段,不同阶段中砂堤轮廓形态未发生明显变化,砂堤高度随着注入时间的增加而缓慢增加,两者在相同时刻砂堤高度基本相同;理想条件下的模拟结果与实验结果仍存在一定差异,分析了可能的原因,为后续改进实验装置,优化研究方案提供了依据。
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