摘要：基于通道压裂的特点,设计具有粗糙裂缝壁面、不同角度分支缝组合并考虑地层滤失、缝宽可变的大型支撑剂运移模拟装置。利用大型支撑剂运移模拟装置分别对直缝和直缝与分支缝组合两种情况下施工排量、支撑剂粒径、压裂液黏度、纤维比例等因素对支撑剂铺置的影响进行试验研究。结果表明:压裂液黏度显著影响支撑剂团块在裂缝长度方向上的分布;纤维比例的增加能够增加团块的数量,团块中支撑剂的含量和纤维与支撑剂的比例有关;适当增大排量有利于通道之间的相互连通;支撑剂质量浓度对支撑剂团块在裂缝高度方向上的分布影响较大;随着支撑剂粒径的增加其与纤维结合形成团块的能力越差;分支缝通道率明显低于主缝,结合分支缝的分流作用影响,其对试验变量的敏感性要低于主缝;随着分支缝角度的增加,纤维越容易在裂缝入口处滞留堵塞,堵塞分支缝入口。

摘要：通道压裂是一种新型水力压裂方法,其支撑剂铺置方式有别于常规水力压裂方法。为解决通道压裂支撑剂嵌入深度计算的问题,基于支撑剂嵌入力学分析,建立了支撑剂嵌入深度计算的幂率模型,提出了考虑支撑剂综合嵌入深度的计算方法。相较于传统线弹性模型及经验模型,幂率模型计算结果与实验结果拟合更好,对通道压裂嵌入深度的描述更为准确。根据对新模型的理论研究及实验分析,结果表明:新模型对嵌入深度的描述主要取决于倔强系数和弹性指数,并受控于支撑剂铺置面积比及有效接触应力,此外由于支撑剂铺置方式为非均匀铺置,支撑剂所受有效应力大,使得通道压裂支撑剂嵌入深度远大于常规压裂方式,并随着闭合压力的增加,支撑剂的嵌入深度也随之增加,在较软的地层中,支撑剂的嵌入深度增加的趋势更为明显。通道压裂在非常规储层,比如致密砂岩储层中的应用效果优于常规水力压裂。该研究结果对通道压裂开发设计具有借鉴意义。

摘要：为了掌握通道压裂砂堤分布的规律,运用大型可视化平板装置研究不同纤维加入比例、基液黏度和施工参数下的砂堤分布和通道率。研究表明,增大纤维加入比例能提高通道率,且砂堤趋于平缓,纤维加入方式也能明显影响通道率;较大基液黏度导致裂缝内的通道率增大,现场使用与压裂液黏度相同的基液效果更好;现场试验排量过低、过高都不利于在裂缝中形成通道,最优排量为4 m3/min;随着段塞的注入时间减小,砂堤趋于平缓,对比通道率,注入时间占段塞时间的1/2时效果最佳。研究结果为通道压裂设计和研究提供了借鉴作用。

摘要：为指导现场压裂实践,建立一套模拟实际压裂施工的室内模拟系统。以现场施工设备为原型,综合考虑缝宽、温度、压裂液滤失、储层岩性等多种实际因素,研制了可高度模拟储层环境的大型可视裂缝模拟系统。该系统通过测定实验过程中支撑剂的水平运移速度与沉降规律,分析支撑剂形成的砂堤形态,针对性地解决支撑剂在裂缝中铺置规律认识模糊的问题;该模拟系统可优选支撑剂与压裂液体系,优化施工参数和返排制度,实现通道压裂技术研究与新技术测试等功能,对压裂施工方案的设计与评价都具有重要的指导意义。