柱状支撑裂缝内流体流动规律

摘要

通道压裂通过脉冲交替泵入含支撑剂的携砂液和不含支撑剂的中顶液,在人工裂缝中形成非均匀柱状支撑结构的不连续铺置,从而在裂缝中形成流体流动的高速通道.目前对于支撑剂团在地层闭合压力作用下的变形规律尚认识不清,导致对支撑裂缝宽度的变化规律认识不明,从而难以准确计算支撑裂缝导流能力.根据大型可视化平板支撑剂运移铺置实验结果,统计分析支撑剂团铺置形态及尺寸,将支撑剂团分为3类.通过实验模拟支撑剂团柱的压缩变形过程,得到不同闭合压力下支撑剂团柱高度变化规律和支撑剂团杨氏模量.采用光滑粒子法,将支撑剂团柱离散成具有实际质量与体积的颗粒;采用有限元法将地层进行离散;通过两者耦合接触算法,对支撑剂团柱与地层的接触进行耦合计算;根据平板实验抽提的支撑剂团柱尺寸,建立3种类型的支撑剂团柱与地层接触模型;继而获取不同地层闭合压力与岩石杨氏模量下的支撑剂团柱压后形态、法向应力以及支撑剂团柱高度等参数,研究支撑剂团柱变形规律.采用计算流体动力学方法,建立支撑剂团柱-裂缝的缝内流动模型,计算得到不同施工参数下的压力场和速度场.