多尺度暂堵剂粒度参数优化及应用

作     者：曾凡辉 胡大淦 张宇 刘学伟 郭建春 屈易祥 陈安 ZENG Fanhui;HU Dagan;ZHANG Yu;LIU Xuewei;GUO Jianchun;QU Yixiang;CHEN An

作者机构：西南石油大学石油与天然气工程学院四川成都610500 油气藏地质及开发工程国家重点实验室四川成都610500 中国石油大港油田公司石油工程研究院天津300280 

基　　金：国家自然科学基金重点项目“四川盆地深层含硫碳酸盐岩气藏立体酸压基础研究”(U21A20105) 

出 版 物：《大庆石油地质与开发》 (Petroleum Geology & Oilfield Development in Daqing)

年 卷 期：2023年第42卷第5期

页      码：57-66页

摘      要：为提高多尺度暂堵剂封堵效果,提出了一种基于粒度组成调控封堵层渗透率及强度的粒度优化方法。首先将d1/2理论和5/6匹配原则相结合,确定出不同缝宽下暂堵剂稳定堆积的粒度分布基线;然后,在考虑暂堵剂性能参数的基础上,基于Kozeny-Carman模型,通过分形理论建立了封堵层渗透率模型;最后,综合考虑摩擦和剪切失稳准则,建立封堵层强度模型,优化暂堵剂粒度分布和封堵层长度。根据优化设计方法开展室内封堵效果评价,设计了代表粒径为1.14 mm的暂堵剂对缝宽为3 mm的岩心进行封堵。结果表明:在闭合压力为40 MPa的条件下,封堵层的承压能力为33 MPa,渗透率为2.2×10^(-3)μm^(2),渗透率和封堵强度实验值与建立的理论模型预测值相对误差分别为9.09%和6.06%,表明优化设计方法可靠。现场应用结果显示,加入暂堵剂后,施工压力从88.4 MPa上升到93.2 MPa,微地震表明暂堵剂的加入促使裂缝转向开启,有效提高了裂缝复杂程度并增加了改造体积。研究成果可为暂堵剂粒度参数优化提供理论支撑。

主 题 词：暂堵剂 粒度分布 封堵层渗透率 封堵层强度 实验验证 现场应用 

学科分类：0820[工学-航空航天类] 08[工学] 082002[082002] 

D　O　I：10.19597/J.ISSN.1000-3754.202207013

馆 藏 号：203123373...