论文部分内容阅读
煤层气开发过程中,水力压裂是对煤储层进行改造的主要手段。支撑剂作为水力压裂的重要组成部分,对形成高导流能力通道起着至关重要的作用。水力压裂形成的裂缝复杂,支撑剂在裂缝不同位置的充填宽度不同。对不同支撑剂充填宽度下的裂缝导流能力变化规律的研究,有助于更好的认识支撑剂性能,对水力压裂施工支撑剂的选择提供一定的理论依据。本文选取粒径为20~40目的石英砂、陶粒I型和陶粒II型三种支撑剂,考虑其体积密度的不同,设计支撑剂充填裂缝宽度为2mm、4mm、6mm,进行破碎率和导流能力实验。通过对实验结果的分析发现,支撑剂充填裂缝宽度的变化对支撑剂破碎率有一定的影响。三种支撑剂在不同裂缝宽度下,破碎率随闭合压力的升高而升高。裂缝宽度较小时,支撑剂对闭合压力的敏感性较强,破碎率较高。当裂缝宽度增加时,支撑剂对闭合压力的敏感性降低,破碎率降低,达到一定缝宽时,缝宽对破碎率的影响减弱。闭合压力是支撑剂破碎率变化的主要因素,当闭合压力超过支撑剂的支撑强度时,支撑剂破碎率较高。支撑剂体积密度也对破碎率有一定的影响,体积密度较低的,在相同条件下,破碎率较高。支撑剂充填裂缝宽度的变化对裂缝导流能力有较大影响。三种支撑剂在不同裂缝宽度下,裂缝导流能力随闭合压力的升高而降低。闭合压力较低时,支撑剂充填宽度较大的裂缝,其导流能力要远远大于支撑剂充填宽度较小的裂缝导流能力,在较高闭合压力下,不同支撑剂充填宽度的裂缝导流能力基本相同。通过对不同支撑剂充填裂缝导流能力的对比,发现支撑剂体积密度、破碎率、支撑剂均质性与圆球度对支撑剂充填裂缝的导流能力也有较大的影响。