脉冲加砂压裂支撑剂铺置状态的CFD模拟

摘要

脉冲加砂压裂过程中,支撑剂的有效铺置是形成高速油气渗流通道及获得高裂缝导流能力的基础条件。针对物理模拟实验受装置承压能力、泵注排量和材料成本限制等缺点,应用CFD(计算流体力学)方法模拟计算了携砂液与中顶液交替注入时的流动状态,分析了不同黏度比、注入速度及脉冲间隔时间对支撑剂铺置状态的影响。研究结果表明,增大携砂液与中顶液黏度比,通道率与支撑剂有效铺置距离减小,支撑剂簇团分散效果变差,现场施工时黏度比不宜超过5;注入速度增大,支撑剂有效铺置距离和通道率增大,但支撑剂分散性变差,综合考虑通道率和砂团分散效果,折算现场合理施工排量为3.2~4.3m3/min;过短或过长的脉冲间隔时间均不利于有效渗流通道的形成,脉冲间隔时间为整个脉冲周期的0.5~0.6倍时效果较好。