水平井裂缝堵剂的运移-流变特性研究

摘要

针对在多尺度水平井裂缝中化学堵剂流变特征复杂的问题,对粘弹性凝胶和触变性凝胶在不同尺寸裂缝中运移-流变特性进行了研究.首先对聚合物凝胶和低分子聚合物-固相分散凝胶的粘弹性进行了测试,然后利用柱状裂缝岩心模型测试了两种不同堵剂在不同尺寸裂缝中运移时的注入压力与注入速率及裂缝参数的关系,得到了考虑注入速率和裂缝宽度时聚合物凝胶堵剂在裂缝岩心中的流动压力梯度方程组,并使用此方程组计算了在不同缝宽裂缝中恒速注入时的两种堵剂流动压力,分析了堵剂在不同缝宽裂缝间的流动阻力差异.实验结果表明,当剪切频率从0.1Hz逐渐上升到1.0Hz时,聚合物凝胶表现出明显的弹性特征,具有粘弹性流体的特性;而低分子聚合物-固相分散凝胶聚合物凝胶则表现出明显的粘性特征,具有触变性流体的特性.裂缝岩心物理模拟实验表明,当裂缝宽度由10μm增加至500μm,粘弹性聚合物凝胶堵剂在裂缝中的流动阻力差异随缝宽变化不大;而触变性低分子聚合物-固相分散体系的流动阻力差异随着缝宽的增加逐渐降低.因此,相比于聚合物凝胶堵剂,低分子聚合物-固相分散凝胶表现出更好的“易进宽缝、难进窄缝”的特性.