复杂缝网支撑剂沉降规律及导流能力研究

摘要

致密油气储量丰富，目前处于勘探开发初期阶段，而致密砂岩气最具现实意义；致密油气藏渗透率低，多采用以形成大规模缝网为目标的体积压裂技术进行开发，缝网与单一裂缝不同，具有裂缝条数多、结构复杂等特点。为了掌握缝网支撑剂沉降运移规律及导流能力的变化规律，以离散化裂缝网络模型为基础，运用复杂缝网支撑剂沉降运移实验装置，研究了缝网结构、排量、压裂液黏度对支撑剂沉降运移的影响，实验结果表明：由于次生裂缝的分流作用，砂堤在节点处会形成“凹点”；缝网越复杂，砂堤高度与长度越小，压裂中需注入更多支撑剂与压裂液，增加砂堤高度和长度。在沉降运移实验基础上，设计了新型导流室，开展了缝网结构、铺砂浓度、支撑剂等因素对缝网导流能力影响的实验研究，实验结果表明：缝网导流能力随闭合压力增大，先缓慢减小，后大幅减小，最后保持稳定；随着铺砂浓度与砂堤高度增大，导流能力增大；缝网导流能力随支撑剂粒径的增大而增大，大粒径支撑剂承压能力差，小粒径支撑剂更适合体积压裂；随着次生裂缝条数增多，越靠近出口端，缝网导流能力越大；通过正交分析得出，闭合压力与次生裂缝分布情况对缝网导流能力具有显著影响，支撑剂粒径、次生裂缝条数、铺砂浓度对缝网导流能力影响较大，支撑剂类型与砂堤高度对缝网导流能力影响较弱；缝网结构越复杂，需增加排量与支撑剂用量，充填缝网形成高而长的砂堤，获得较高导流能力。根据Carman-Kozeny公式及水电相似原理，建立了缝网导流能力数值模型，数值模型计算结果与实验结果基本一致，在低闭合压力条件下，误差小于 9%，能准确获得不同条件下的缝网导流能力。本文研究内容为优化致密储层体积压裂提供参考借鉴，有利于实现致密储层快速高效开发。

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