泥质疏松砂岩有效加砂机理研究

摘要

泥质疏松砂岩泥质含量高、胶结能力差，存在水力压裂加砂失效的问题。支撑剂嵌入和地层微粒堵塞对加砂效果起着关键性作用，国内外尚未形成一套完整的泥质疏松砂岩有效加砂理论体系，因此有必要从支撑剂嵌入和泥质颗粒堵塞方面对泥质疏松砂岩的有效加砂进行研究。从而为泥质疏松砂岩储层有效开发奠定理论基础。 本文拟通过对文昌地区泥质疏松砂岩储层物性参数和力学参数分析，利用相似原理制作人工泥质疏松砂岩岩样。确定岩样的力学参数和物性参数，为研究支撑剂嵌入和泥质堵塞实验提供数据支撑。在弹性力学理论的基础上，结合赫兹接触理论，建立了考虑泥质因素影响下的支撑剂嵌入深度计算模型。通过改变裂缝的闭合压力和岩板的杨氏模量、支撑剂的铺砂浓度等因素得出支撑剂嵌入深度和闭合压力之间的关系、支撑剂嵌入深度和杨氏模量之间的关系、支撑剂嵌入对导流能力的影响规律。通过实验分析认为赫兹理论不适用于高泥质含量的疏松砂岩，实验得出了适用于泥质疏松砂岩支撑剂嵌入深度计算公式，支撑剂瞬时嵌入深度与杨氏模量和闭合压力的关系式，支撑剂嵌入蠕变变化量与时间和闭合压力有关以及杨氏模量的关系式。 泥质疏松砂岩地层产生的地层微粒在裂缝中的运移往往会堵塞支撑剂充填层，实验考虑支撑剂嵌入和泥质堵塞双重因素下对支撑剂充填层渗透率和裂缝导流能力的影响。实验装置采用裂缝导流能力测试仪和中间容器，在一定压力作用下驱动混有不同浓度的地层微粒流体流动，通过观察到压差的变化，以及在不同的流体流量下裂缝导流能力的变化情况。通过分析不同泥质含量的悬浮液，得出了充填层内的临界流量，利用相似性原理推导出一定含泥量的油气井的临界产液量。

目录

声明

第一章 前 言

1.1 研究目的及意义

1.2 国内外研究现状

1.2.1 支撑剂嵌入研究现状

1.2.2 地层微粒运移堵塞国内外研究现状

1.3 研究内容

1.3.1 主要内容

1.3.2 技术路线

第二章 泥质疏松砂岩储层有效加砂理论

2.1 泥质疏松砂岩的储层物性以及岩石力学性质

2.1.1 泥质疏松砂岩储层描述

2.1.2 泥质疏松砂岩储层力学特性

2.2 泥质疏松砂岩的岩石成分特征

2.2.1 泥质疏松砂岩矿物成分

2.2.2 泥质疏松砂岩主要粘土矿物的性质

2.3 泥质疏松砂岩有效加砂理论

2.3.1 泥质疏松砂岩有效加砂的支撑剂嵌入理论

2.3.2 泥质疏松砂岩有效加砂的颗粒运移堵塞理论

2.4 本章小结

第三章 有效加砂支撑剂嵌入实验研究

3.1 泥质疏松砂岩岩心的相关参数

3.2 泥质疏松砂岩岩心制作方法

3.2.1 实验设备

3.2.2 岩心和岩板的制作流程

3.2.3 实验岩板配方确定

3.3 支撑剂嵌入实验研究

3.3.1 实验设备

3.3.2 实验材料

3.3.2 实验原理和方案

3.3.3 实验步骤

3.3.4实验结果与分析

3.4 本章小结

第四章 地层微粒运移堵塞实验研究

4.1 地层微粒运移微粒堵塞实验研究

4.1.1 实验设备

4.1.2 实验材料和实验方案

4.1.3 实验步骤

4.2 实验结果与分析

（1）不同浓度的地层微粒悬浮液对裂缝导流能力堵塞情况

（2）不同流体流量对充填层导流能力的影响

（3）不同泥质含量的流体对导流能力的影响

4.3 本章小结

第五章 现场试验分析

5.1 实验数据分析与应用

5.2 本章小结

结论

参考文献

致谢