受压状态下水力压裂支撑剂性能评价方法

摘要

目前常用的水力压裂支撑剂室内评价方法常采用不锈钢代替岩样,利用位移传感器测量裂缝宽度,并基于无应力条件下计算出支撑剂孔隙度,所得出的室内实验结果不能真实反映支撑剂在井下环境的实际性能.针对上述问题,设计了一种新的水力压裂支撑剂性能评价实验仪器,制作了岩样裂缝模型,测试了3种常用水力压裂支撑剂(石英砂、树脂覆膜砂、陶粒)在不同压力条件下的孔隙度、破碎率以及岩样的裂缝宽度,采用内窥镜观察了支撑剂颗粒的破碎和嵌入现象.实验结果表明:随压力的增大裂缝宽度和支撑剂的孔隙度均呈逐渐降低的趋势,随铺砂浓度的增加水力压裂裂缝的宽度和孔隙度呈不断增加的趋势.40 MPa条件下,20/40目石英砂支撑剂的破碎率为24.6％;20/40目陶粒支撑剂的最大嵌入深度为0.17 mm.说明该方法能在受压状态下较好地完成水力压裂支撑剂的性能评价,评价结果可为压裂前支撑剂的选择提供参考.