摘要：限流压裂过程中,携砂液高速流经射孔孔眼会产生严重的冲蚀现象,孔眼形态发生改变,导致孔眼限流作用失效,直接影响压裂改造效果。为明确限流压裂条件下孔眼冲蚀规律,本研究设计并搭建了孔眼冲蚀大型现场实验模拟系统,孔眼流速可达到191 m/s,套管压力达到35 MPa以上,采用真实压裂材料进行模拟实验,针对压裂施工的主要参数对套管内壁孔眼冲蚀规律进行实验研究。实验结果表明:井筒内壁孔眼冲蚀分布存在明显的不均匀性,孔眼优先沿跟端侧发生形变;压裂液黏度增大有助于孔眼限流作用保持;相同工况条件下,陶粒组冲蚀速率大于石英砂组;冲蚀速率对排量较为敏感,排量增大会加速孔眼限流失效;冲蚀速率与砂比间呈非线性关系,孔眼冲蚀速率在砂比7%~16%范围内相对稳定,砂比超过16%后,孔眼冲蚀速率急剧增大,在施工过程中建议将砂比控制在16%以下,可减缓孔眼冲蚀导致的孔眼形变。

摘要：砾岩储层由于砾石的存在而具有极强的非均质性,砾岩压裂成缝机理复杂.受限于岩样尺寸和实验条件,室内压裂物理模拟受砾石尺寸效应影响显著,裂缝扩展时间尺度小.为真实记录裂缝动态扩展过程,反映现场实际工况条件下的压后裂缝宏观整体形态,搭建一套超大尺寸(2.0 m×2.0 m×1.0 m)真三轴水力压裂矿场实验平台,通过万吨级应力加载装置、真实管汇和压裂泵车,实现现场真实工况条件下的砾岩水力压裂模拟.基于该平台,分析了水平应力差、压裂液黏度和单孔进液速率对砾岩压裂裂缝动态扩展过程和压后裂缝宏观整体形态的影响规律.实验结果表明,砾岩压裂趋于在井筒处形成“纵向缝+横切缝”的复杂多裂缝形态,远离井筒后,横切主缝扩展优势逐步显现,局部遇砾形成分支缝;12 MPa高水平应力差条件下,压后近井区域形成多缝竞争扩展的复杂裂缝带,横切主缝向远端延伸优势减弱;压裂液黏度低于50 mPa·s时,压后横切主缝扩展优势显著,当压裂液黏度高于50 mPa·s时,近井区域形成复杂多裂缝形态;单孔进液速率超过0.3 m^(3)/min后,井筒处趋于形成多条纵向缝,易导致段间压窜.研究成果有助于深化认识砾岩储层压裂裂缝真实形态,为砾岩水力压裂方案设计提供理论指导.