甄懷賓,趙海峰,王成旺,蘭建利,季亮,孫航,王璇
(1.中石油煤層氣有限責(zé)任公司,北京 100028;2.中聯(lián)煤層氣國家工程研究中心有限責(zé)任公司,北京 100000;3.中國石油大學(xué)(北京)石油工程學(xué)院,北京 102249)
隨著石油進(jìn)口需求不斷增加以及中國石油產(chǎn)量近年來一直萎靡不振,致密砂礫巖儲(chǔ)集層受到越來越廣泛的關(guān)注[1]。然而,由于砂礫巖儲(chǔ)集層具有巖性變化快、孔隙度低、孔隙結(jié)構(gòu)復(fù)雜,非均質(zhì)性和各向異性強(qiáng),隔層遮擋性差等特點(diǎn)[2],導(dǎo)致砂礫巖油藏的高效開采存在一定的技術(shù)難題。本文通過實(shí)驗(yàn)研究,希望為砂礫巖油藏高效開采提供參考。
文獻(xiàn)[3]通過實(shí)驗(yàn)研究發(fā)現(xiàn),與樹脂砂和石英砂相比,采用陶粒支撐劑時(shí),導(dǎo)流能力表現(xiàn)更強(qiáng),閉合壓力較低時(shí),陶粒支撐劑粒徑與導(dǎo)流能力呈正比,隨閉合壓力升高,導(dǎo)流能力下降幅度與時(shí)間呈反比,與單一粒徑支撐劑相比,多種類型支撐劑混合會(huì)降低導(dǎo)流能力下降幅度。文獻(xiàn)[4]使用酸化裂縫導(dǎo)流能力測試系統(tǒng)進(jìn)行導(dǎo)流能力實(shí)驗(yàn)研究發(fā)現(xiàn),裂縫導(dǎo)流能力隨時(shí)間呈對(duì)數(shù)關(guān)系降低,纖維的存在對(duì)導(dǎo)流能力存在一定影響。文獻(xiàn)[5]對(duì)3 種類型巖石開展了酸蝕裂縫導(dǎo)流能力實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn),無論是增加反應(yīng)時(shí)間,還是提高實(shí)驗(yàn)溫度,都無法保持酸蝕裂縫導(dǎo)流能力的持續(xù)增強(qiáng)。文獻(xiàn)[6]以碳酸鹽巖為巖板進(jìn)行導(dǎo)流能力實(shí)驗(yàn),結(jié)果顯示,隨閉合壓力升高,中等粒徑支撐劑要比大粒徑支撐劑導(dǎo)流能力下降速度慢,但當(dāng)閉合壓力超過69 MPa 時(shí),無論中等粒徑還是大粒徑支撐劑,其下降速度都相對(duì)接近。文獻(xiàn)[7]以彈性力學(xué)理論為基礎(chǔ),建立了支撐劑嵌入深度與裂縫壁面變形的計(jì)算模型,結(jié)果顯示,裂縫閉合壓力不斷增加會(huì)加大支撐劑嵌入深度,而支撐劑粒徑和巖石的彈性模量會(huì)有效減小支撐劑發(fā)生嵌入現(xiàn)象。文獻(xiàn)[8]關(guān)于支撐劑嵌入對(duì)裂縫導(dǎo)流能力影響進(jìn)行了深入研究,實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示,巖石表面發(fā)生支撐劑嵌入現(xiàn)象會(huì)嚴(yán)重降低裂縫導(dǎo)流能力,增加支撐劑的鋪砂量可適當(dāng)?shù)窒度胗绊?。雖然國內(nèi)外諸多學(xué)者對(duì)非常規(guī)油藏進(jìn)行了大量導(dǎo)流能力研究[9-10],但對(duì)砂礫巖地層導(dǎo)流能力方面研究相對(duì)較少,關(guān)于砂礫巖室內(nèi)導(dǎo)流能力實(shí)驗(yàn)研究目前在中國幾乎也是一片空白,因此非常有必要研究一下各種影響因素對(duì)砂礫巖裂縫導(dǎo)流能力的影響,以期為瑪湖地區(qū)砂礫巖壓裂施工提供一定的參考和借鑒。
以往對(duì)砂礫巖導(dǎo)流能力研究只局限于理論與數(shù)值模擬,假設(shè)條件相對(duì)比較理想化,與實(shí)際地層差別較大。本文通過人工方式制備砂礫巖巖板,對(duì)礫石含量控制精度較高,將礫石含量影響因素引入到砂礫巖導(dǎo)流能力實(shí)驗(yàn)中,并且將礫石含量與鋪砂量、支撐劑粒徑和纖維相結(jié)合進(jìn)行實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析,實(shí)驗(yàn)研究結(jié)果對(duì)現(xiàn)場壓裂施工改造具有一定的借鑒意義。
裂縫短期導(dǎo)流能力是指在相同實(shí)驗(yàn)條件下對(duì)巖板逐級(jí)加壓,在一定時(shí)間間隔下測量對(duì)應(yīng)閉合壓力下的裂縫導(dǎo)流能力[11-15],砂礫巖裂縫導(dǎo)流能力遵循達(dá)西定律:
FCES-100 型導(dǎo)流儀使用API 標(biāo)準(zhǔn)導(dǎo)流室,根據(jù)導(dǎo)流室的實(shí)際尺寸,結(jié)合達(dá)西定律推導(dǎo)出適用于FCES-100型導(dǎo)流儀的支撐劑充填層滲透率和導(dǎo)流能力的計(jì)算公式:
實(shí)驗(yàn)中只需測得流體兩端壓差及通過巖板的流體流量,即可求得支撐劑充填層的導(dǎo)流能力。
研究所用的儀器為FCES-100型導(dǎo)流儀,此儀器能夠模擬壓裂施工時(shí)液體在地層中流動(dòng)的溫度、壓力條件,測定不同閉合壓力下地層裂縫的導(dǎo)流能力[16-20]。主要技術(shù)指標(biāo):液體流速為0.01~10.00 mL/min;測試壓力為20 MPa;操作溫度為25~180 ℃;閉合壓力為0~150 MPa,基本上可以滿足中國各大油田實(shí)際需求。該儀器主要由液壓機(jī)及壓力補(bǔ)償系統(tǒng)、液體驅(qū)替系統(tǒng)、回壓調(diào)節(jié)系統(tǒng)、加熱及溫控系統(tǒng)、自動(dòng)控制系統(tǒng)、數(shù)據(jù)采集與處理系統(tǒng)、線性位移及壓力傳感器、壓差計(jì)及天平等組成。一般的測定步驟如下。
(1)用液壓機(jī)對(duì)裝有支撐劑和巖板的測試室施加不同的閉合壓力,使支撐劑處于半穩(wěn)定的狀態(tài)。
(2)對(duì)支撐劑充填層注入實(shí)驗(yàn)液,對(duì)不同閉合壓力下的裂縫寬度和壓差進(jìn)行測定。
(3)結(jié)合達(dá)西定律計(jì)算支撐劑充填層的滲透率和裂縫導(dǎo)流能力。
(4)重復(fù)以上步驟,直到所要求的各個(gè)閉合壓力和流速都被評(píng)定。
支撐劑的主要作用是對(duì)地層壓裂裂縫提供支撐力,使裂縫能夠維持一定寬度,從而能夠使液體順利通過裂縫[21-23],所以在開展導(dǎo)流能力相關(guān)方面實(shí)驗(yàn)時(shí),支撐劑類型的選擇十分關(guān)鍵(表1)。選擇支撐劑時(shí)應(yīng)考慮以下特性:①密度低,現(xiàn)場施工易泵送;②抗壓強(qiáng)度強(qiáng),不易破碎;③圓度和球度好,顆粒大小分布均勻;④雜質(zhì)少,純度較高;⑤成本低,來源廣。
表1 常用的5種支撐劑類型及其適用參數(shù)Table 1.Five types of commonly used proppants and their applicable parameters
通過對(duì)上述5 種支撐劑耐閉合壓力、適用井深和用途等分析,結(jié)合新疆瑪湖油田砂礫巖儲(chǔ)集層深度(2 700~3 500 m)、壓后閉合壓力(40~65 MPa)等特點(diǎn)[24-25],本次實(shí)驗(yàn)選用粒徑為350~833 μm 的中密度陶粒支撐劑,流體采用清水。
本次實(shí)驗(yàn)主要研究的是瑪湖油田百口泉組砂礫巖儲(chǔ)集層中礫石對(duì)裂縫導(dǎo)流能力的影響。砂礫巖地層中,礫石的存在增加了裂縫擴(kuò)展的復(fù)雜性,裂縫遇礫石時(shí)表現(xiàn)為繞礫、穿礫和止礫3 種形式,且以繞礫為主,因此形成的人工裂縫壁面通常會(huì)有許多微凸起的礫石。通過以上砂礫巖中裂縫遇礫石表現(xiàn)的現(xiàn)象,制作了不同礫石含量的砂礫巖巖板(圖1)。
圖1 不同礫石含量的砂礫巖巖板Fig.1.Glutenite rock plate with different gravel contents
砂礫巖巖板基質(zhì)部分使用石英砂和水泥進(jìn)行配制,礫石使用與其性質(zhì)相近的粒徑為12~18 mm 的鵝卵石代替。本次實(shí)驗(yàn)所制作的砂礫巖巖板基質(zhì)硬度約為40.12 HB,礫石硬度約為105.30 HB,即礫石硬度遠(yuǎn)大于基質(zhì)硬度,同時(shí)砂礫巖巖板沒有天然裂縫,比較接近瑪湖油田砂礫巖巖心,基本滿足實(shí)驗(yàn)要求。
本次實(shí)驗(yàn)選用粒徑為350~833 μm 的中密度陶粒支撐劑,鋪砂量為10 kg/m2,礫石含量為0~30%,圖2為不同礫石含量下導(dǎo)流能力隨閉合壓力變化。
從圖2 可以發(fā)現(xiàn),隨著閉合壓力的增大,砂礫巖裂縫導(dǎo)流能力呈下降趨勢;在相同的閉合壓力下,砂礫巖裂縫導(dǎo)流能力隨著礫石含量增高呈增大趨勢;仔細(xì)觀察曲線變化,不難發(fā)現(xiàn),砂礫巖中礫石含量越低,閉合壓力對(duì)導(dǎo)流能力影響越大。導(dǎo)致上述現(xiàn)象的原因主要是:在低閉合壓力條件下,支撐劑未發(fā)生或很少發(fā)生嵌入現(xiàn)象,并且支撐劑也幾乎沒有破碎,由于影響裂縫導(dǎo)流能力的主要因素是鋪砂量和閉合壓力,因此在低閉合壓力條件下,礫石的存在增加了裂縫的寬度,致使裂縫的導(dǎo)流能力增強(qiáng)。砂礫巖中礫石的強(qiáng)度要遠(yuǎn)大于基質(zhì)的強(qiáng)度,礫石的存在可以有效減少支撐劑發(fā)生嵌入現(xiàn)象,但隨著閉合壓力不斷增加,部分支撐劑開始發(fā)生破碎,而且礫石的存在也增加了裂縫面的粗糙度,因此,當(dāng)閉合壓力達(dá)到60 MPa 時(shí),不同礫石含量的巖板,其導(dǎo)流能力差距減小,甚至出現(xiàn)礫石含量高,導(dǎo)流能力反而弱的現(xiàn)象。
圖2 不同礫石含量下導(dǎo)流能力與閉合壓力的關(guān)系Fig.2.Relationships between fracture conductivity and closure pressure under different gravel contents
對(duì)瑪湖油田百口泉組砂礫巖儲(chǔ)集層進(jìn)行水力壓裂作業(yè)時(shí),水力裂縫起裂并延伸形成人工裂縫,支撐劑隨壓裂液進(jìn)入裂縫內(nèi)形成多層支撐劑鋪砂形式。當(dāng)壓裂作業(yè)完成后,壓裂液重新返回至地面,而受到裂縫壁面擠壓作用的支撐劑停留在裂縫內(nèi),形成一條連接井筒和儲(chǔ)集層的高滲透通道,圖3 所示為支撐劑在裂縫中與礫石的3種接觸方式。
圖3 水力壓裂實(shí)驗(yàn)中支撐劑與礫石的3種接觸方式Fig.3.Three types of contact between proppant and gravel in hydraulic fracturing experiment
實(shí)驗(yàn)前先把支撐劑放入導(dǎo)流室內(nèi),此時(shí)導(dǎo)流室內(nèi)支撐劑顆粒之間處于松散狀態(tài),隨閉合壓力增加,支撐劑顆粒之間變得緊密,顆粒之間作用力增加。由于砂礫巖中礫石強(qiáng)度遠(yuǎn)大于基質(zhì)部分的強(qiáng)度,因此,當(dāng)閉合壓力增加時(shí),處在基質(zhì)表面上的支撐劑首先發(fā)生不同程度的嵌入現(xiàn)象,當(dāng)閉合壓力進(jìn)一步升高時(shí),礫石與礫石之間的支撐劑顆粒破碎,在閉合壓力作用下,隨著壓裂液向前運(yùn)移,進(jìn)入裂縫堵塞流體通道,進(jìn)而降低導(dǎo)流能力。
通過仔細(xì)觀察導(dǎo)流能力實(shí)驗(yàn)后的巖板表面(圖4)可以看出,支撐劑主要在基質(zhì)表面發(fā)生嵌入現(xiàn)象,在礫石表面發(fā)生破碎現(xiàn)象。
圖4 導(dǎo)流能力實(shí)驗(yàn)后砂礫巖巖板表面照片F(xiàn)ig.4.Photos of the surface of the glutenite rock plate after fracture conductivity experiment
2.2.1 礫石含量對(duì)裂縫導(dǎo)流能力影響
砂礫巖儲(chǔ)集層中有大量礫石存在,由于礫石強(qiáng)度要遠(yuǎn)大于地層基質(zhì)強(qiáng)度,礫石一方面使裂縫的表面強(qiáng)度有所增加,但同時(shí)也使裂縫表面變得更加粗糙,對(duì)裂縫導(dǎo)流能力可能存在一定影響,本次實(shí)驗(yàn)主要研究礫石含量對(duì)裂縫導(dǎo)流能力影響。從圖4 可以看出,礫石的存在使裂縫壁面局部變得凹凸不平,即礫石含量越高,裂縫表面越粗糙。
2.2.2 鋪砂量對(duì)裂縫導(dǎo)流能力影響
在研究裂縫導(dǎo)流能力實(shí)驗(yàn)中,鋪砂量是重要的影響因素之一,因此對(duì)于砂礫巖地層有必要研究一下鋪砂量對(duì)裂縫導(dǎo)流能力影響。根據(jù)實(shí)驗(yàn)對(duì)支撐劑鋪砂量的要求,計(jì)算并稱取所需支撐劑樣品。選用粒徑為350~833 μm 的中密度陶粒支撐劑,巖板的礫石含量為20%,在鋪砂量分別為6 kg/m2、8 kg/m2、10 kg/m2、12 kg/m2和14 kg/m2條件下實(shí)驗(yàn)結(jié)果如圖5所示。
砂礫巖裂縫導(dǎo)流能力隨鋪砂量的增加而顯著增大,但當(dāng)鋪砂量為10 kg/m2,閉合壓力為60 MPa 時(shí),導(dǎo)流能力隨鋪砂量的增加出現(xiàn)增速變緩。對(duì)比閉合壓力分別為60 MPa和80 MPa這2條曲線可以看出,當(dāng)閉合壓力超過60 MPa 時(shí),繼續(xù)增加鋪砂量至14 kg/m2,鋪砂量的增加對(duì)砂礫巖裂縫導(dǎo)流能力沒有顯著影響。從閉合壓力分別為20 MPa 和40 MPa 這2 條曲線中發(fā)現(xiàn),鋪砂量從6 kg/m2增加至14 kg/m2過程中,砂礫巖裂縫導(dǎo)流能力隨鋪砂量的增加而持續(xù)增大,不同鋪砂量之間的砂礫巖裂縫導(dǎo)流能力差距隨閉合壓力的增加而出現(xiàn)減小趨勢。因此在現(xiàn)場進(jìn)行壓裂施工時(shí),當(dāng)?shù)貙由细矌r層壓力超過60 MPa 時(shí),鋪砂量為12 kg/m2時(shí)最優(yōu),如果繼續(xù)增加鋪砂量,對(duì)導(dǎo)流能力增加影響不大,造成一定經(jīng)濟(jì)損失。
圖5 不同閉合壓力下裂縫導(dǎo)流能力與鋪砂量的關(guān)系Fig.5.Relationships between fracture conductivity and sanding concentration under different closure pressures
產(chǎn)生上述現(xiàn)象的原因主要是在砂礫巖地層中裂縫表面嵌入有礫石,隨時(shí)間和閉合壓力不斷增加,裂縫會(huì)出現(xiàn)錯(cuò)位現(xiàn)象,并且在閉合壓力作用下破碎并嵌入到巖板基質(zhì)中的碎屑會(huì)隨壓裂液向裂縫孔喉處堆積,從而降低裂縫孔隙度,所以當(dāng)鋪砂量達(dá)到一定數(shù)值之后,繼續(xù)增加鋪砂量會(huì)有更多的支撐劑碎屑堆積在裂縫孔喉處,導(dǎo)致裂縫導(dǎo)流能力下降。
2.2.3 纖維和礫石含量對(duì)裂縫導(dǎo)流能力綜合影響
對(duì)于低滲致密油藏一般采用水力壓裂后進(jìn)行開采,當(dāng)壓裂作業(yè)結(jié)束后,為了減小對(duì)儲(chǔ)集層的損害,均會(huì)實(shí)施壓裂返排作業(yè),但在壓裂返排過程中經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)支撐劑回流現(xiàn)象。對(duì)于支撐劑回流這種現(xiàn)象,一般都采用向支撐劑中加入纖維來進(jìn)行解決。其基本原理就是讓支撐劑與纖維進(jìn)行混合,形成一種類似網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)以增強(qiáng)支撐劑在裂縫中的穩(wěn)定性[26-27]。然而,纖維的加入對(duì)導(dǎo)流能力也有一定負(fù)面影響。
通過調(diào)研和實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證,當(dāng)纖維含量為0.7%時(shí),正好可以和本實(shí)驗(yàn)中所用的支撐劑達(dá)到均勻混合(圖6),所以選擇纖維含量為0.7%、支撐劑粒徑為350~833 μm的中密度陶粒支撐劑,鋪砂量為10 kg/m2,礫石含量為20%,閉合壓力為10~70 MPa。
圖6 含有纖維的砂礫巖巖板導(dǎo)流能力實(shí)驗(yàn)Fig.6.Photos of fracture conductivity experiment of glutenite rock plate containing fiber
從圖7 可以看出,砂礫巖巖板閉合壓力從10 MPa升高到70 MPa,裂縫導(dǎo)流能力由大約170 mD·cm 減小到50 mD·cm,導(dǎo)流能力下降幅度約為70%。在閉合壓力較低時(shí),相同礫石含量在有無纖維的對(duì)照實(shí)驗(yàn)中,巖板導(dǎo)流能力基本相同,但隨著閉合壓力不斷增大,纖維對(duì)砂礫巖裂縫導(dǎo)流能力的影響逐漸凸現(xiàn)。當(dāng)閉合壓力為70 MPa 時(shí),礫石含量為20%的有纖維和無纖維的對(duì)照實(shí)驗(yàn)中,無纖維的砂礫巖裂縫導(dǎo)流能力比有纖維砂礫巖裂縫導(dǎo)流能力大約高12 mD·cm;礫石含量0 時(shí)有纖維和無纖維對(duì)照實(shí)驗(yàn)中,無纖維砂礫巖裂縫導(dǎo)流能力比有纖維的砂礫巖裂縫導(dǎo)流能力大約高20 mD·cm;礫石含量0 有纖維和礫石含量20%有纖維的2組對(duì)照實(shí)驗(yàn)中,礫石含量20%的砂礫巖裂縫導(dǎo)流能力比礫石含量0 的砂礫巖裂縫導(dǎo)流能力大約高32 mD·cm。由此可以看出,礫石的存在可以有效減小纖維對(duì)砂礫巖裂縫導(dǎo)流能力影響。以上分析表明,纖維會(huì)對(duì)砂礫巖導(dǎo)流能力起到抑制作用,在現(xiàn)場壓裂施工時(shí),可以用纖維消除支撐劑回流現(xiàn)象。
圖7 不同礫石含量有無纖維時(shí)裂縫導(dǎo)流能力與閉合壓力的關(guān)系Fig.7.Influences of fiber and gravel contents on conductivity
2.2.4 不同粒徑支撐劑組合和礫石含量對(duì)裂縫導(dǎo)流能力綜合影響
實(shí)驗(yàn)選擇鋪砂量為10 kg/m2,粒徑分別為350~833 μm 和245~350 μm 的陶粒支撐劑,以1∶1、1∶2 和2∶1 比例組合,研究在不同閉合壓力下,不同礫石含量對(duì)陶粒支撐劑比例最優(yōu)選。2 種巖板的礫石含量分別為10%和30%,實(shí)驗(yàn)方案設(shè)計(jì)如表2所示。
表2 不同粒徑支撐劑組合實(shí)驗(yàn)方案設(shè)計(jì)Table 2.Designed experimental schemes for different par?ticle size combinations of proppants
實(shí)驗(yàn)結(jié)果如圖8 所示,對(duì)于礫石含量分別為10%和30%的巖板,當(dāng)閉合壓力比較低時(shí),單一大粒徑支撐劑的導(dǎo)流能力要高于小粒徑支撐劑的導(dǎo)流能力,而且大粒徑支撐劑所占的比例越大,其導(dǎo)流能力越強(qiáng)。主要原因是,當(dāng)閉合壓力較低時(shí),大粒徑支撐劑沒有或很少發(fā)生破碎及嵌入現(xiàn)象,大粒徑支撐劑所占比例越大,砂礫巖巖板內(nèi)部通道就越寬闊,即孔隙度越大,導(dǎo)流能力就越強(qiáng)。隨著閉合壓力不斷增大,大粒徑支撐劑和小粒徑支撐劑的導(dǎo)流能力的差距逐漸變小,并且大粒徑支撐劑所占的比例越多,導(dǎo)流能力下降速度越快,這是因?yàn)榇罅筋w粒更容易破碎,嵌入現(xiàn)象也更為嚴(yán)重[28-30]。
圖8 不同實(shí)驗(yàn)方案裂縫導(dǎo)流能力隨閉合壓力變化曲線Fig.8.Variations of fracture conductivity with closure pressure in different experimental schemes
對(duì)于礫石含量10%的巖板,當(dāng)閉合壓力為48 MPa時(shí),方案S5組合支撐劑的導(dǎo)流能力和方案S1單一粒徑支撐劑的導(dǎo)流能力基本相等,當(dāng)閉合壓力達(dá)到60 MPa時(shí),方案S5 組合支撐劑的導(dǎo)流能力將超過方案S1單一粒徑支撐劑的導(dǎo)流能力(圖8a)。而對(duì)于礫石含量30%的巖板,閉合壓力從12 MPa到60 MPa,大粒徑所占比例越多的支撐劑,其導(dǎo)流能力越強(qiáng)(圖8b)。產(chǎn)生這種現(xiàn)象的原因是礫石的大量存在將有效地減少支撐劑發(fā)生嵌入現(xiàn)象,并且礫石本身在裂縫壁面上會(huì)有微凸起,可以有效地減小支撐劑顆粒破碎。因此,在現(xiàn)場施工時(shí),應(yīng)該據(jù)現(xiàn)場砂礫巖地層礫石含量的多少來對(duì)支撐劑粒徑進(jìn)行優(yōu)選,從而達(dá)到較高的導(dǎo)流能力。
(1)當(dāng)閉合壓力小于36 MPa 時(shí),礫石含量越高,砂礫巖裂縫導(dǎo)流能力隨閉合壓力下降的速度越慢;當(dāng)閉合壓力超過36 MPa 時(shí),礫石含量越高,砂礫巖裂縫導(dǎo)流能力隨閉合壓力下降的速度越快。但整體表現(xiàn)為,礫石含量越高,砂礫巖裂縫導(dǎo)流能力越強(qiáng)。
(2)在砂礫巖地層中,當(dāng)閉合壓力小于60 MPa時(shí),導(dǎo)流能力隨鋪砂量的增大而增大;當(dāng)閉合壓力超過60 MPa、鋪砂量大于10 kg/m2時(shí),增大鋪砂量對(duì)導(dǎo)流能力提升沒有明顯作用。
(3)砂礫巖中礫石的存在某種程度上可以減小纖維對(duì)導(dǎo)流能力的影響。隨著閉合壓力不斷增大,具有礫石的巖板,不管有無纖維添加,導(dǎo)流能力相差都不大。當(dāng)閉合壓力超過50 MPa 時(shí),礫石含量20%并添有纖維的導(dǎo)流能力與無礫石無纖維的導(dǎo)流能力相等。
(4)單一粒徑支撐劑壓裂實(shí)驗(yàn)中,加入大粒徑支撐劑的導(dǎo)流能力要高于加入小粒徑支撐劑的導(dǎo)流能力,并隨著閉合壓力增大導(dǎo)流能力都呈下降趨勢;在按不同比例組合的支撐劑壓裂實(shí)驗(yàn)中,大粒徑支撐劑所占的比例越大,其導(dǎo)流能力越強(qiáng)。隨著閉合壓力增大,按不同比例組合的支撐劑的導(dǎo)流能力差距逐漸變小,并且大粒徑支撐劑所占比例越多,導(dǎo)流能力下降速度越快。
(5)礫石的存在可以有效減小支撐劑發(fā)生嵌入現(xiàn)象,當(dāng)?shù)[石含量30%時(shí),隨閉合壓力增加,大粒徑支撐劑所占比例越大,其導(dǎo)流能力越強(qiáng)。因此,在現(xiàn)場施工時(shí),應(yīng)根據(jù)現(xiàn)場砂礫巖地層礫石含量的多少來優(yōu)選支撐劑粒徑,從而達(dá)到較高的導(dǎo)流能力。
符號(hào)注釋
A——垂直流體運(yùn)動(dòng)方向的介質(zhì)橫截面積,cm2;
K——巖心滲透率,mD;
L——測壓孔之間的長度,cm;
Q——通過巖板的流體流量,cm3/s;
wf——充填裂縫寬度,cm;
Δp——流體兩端壓力差,kPa;
μ——流體黏度,mPa·s。