煤储层水力压裂裂缝内支撑剂运移控制因素实验研究

煤储层水力压裂裂缝的有效支撑是确保煤层气高效产出的重要条件。通过可视化实验研究了裂缝形态、压裂液量、排量和性质对裂缝内支撑剂运移的影响。结果表明:首先,单一开度不变裂缝内支撑剂分布相对均匀,而局部单一变开度裂缝和网状裂缝内,支撑剂运移受压裂液流速变化、裂缝壁阻挡等作用,能够形成具有支撑剂柱和无支撑剂房的房柱式支撑;房柱式支撑对于深部应力敏感伤害严重的储层是一种有效的支撑方式。其次,单一变开度裂缝和网状裂缝内会发生明显的颗粒架桥效应,使得具有不同开度的各级裂缝允许通过的支撑剂粒径范围存在较大差异;同时当裂缝发生砂堵时,进一步注入压裂液会促进裂缝转向开启新裂缝,说明端部脱砂有利于缝网改造。最后,随压裂液量和排量增大,支撑剂运移距离增加,且网状裂缝内支撑剂能够进入更多分支裂缝,裂缝支撑面积显著提升;而向压裂液中加入减阻剂后黏度增加,能够有效提升压裂液携砂能力,并进一步增大裂缝内支撑剂运移距离和支撑面积。基于上述结果,建议采用大排量、大液量水力压裂,并采用低伤低阻压裂液与包含粉砂、细砂、中砂和粗砂的多级配支撑剂,提升储层内各类、各级裂缝支撑效果,促进流体高效产出。研究结果能够为煤层气、煤系气储层压裂工艺的优化提供实验支撑。