暂堵颗粒在水力裂缝中的封堵行为特征

摘要

采用可视化水力裂缝内暂堵实验装置,开展了不同携带液排量、黏度条件下,不同粒径、不同浓度的暂堵颗粒在水力裂缝中的封堵实验,分析了暂堵颗粒在水力裂缝中的封堵行为特征。研究结果表明:(1)携带黏度越大、排量越大,封堵层形成难度越大;暂堵颗粒粒径越大、浓度越大,封堵层形成难度越小。(2)当粒径缝宽比(暂堵颗粒粒径与裂缝宽度的比值)为0.45时,封堵层的形成主要受暂堵颗粒质量浓度、携带液黏度控制,暂堵颗粒质量浓度小于20 kg/m^(3)或携带液黏度大于3 mPa·s时难以形成稳定的封堵层;当粒径缝宽比为0.60时,封堵层的形成主要受暂堵颗粒质量浓度控制,暂堵颗粒浓质量度小于10 kg/m^(3)时难以形成稳定的封堵层;当粒径缝宽比为0.75时,封堵层形成与否基本不受其他参数的影响,实验条件范围内均能形成稳定的封堵层。(3)封堵层的形成过程包括2个阶段和4种模式,影响封堵层形成模式的主控因素为粒径缝宽比、携带液排量、携带液黏度。