裂缝交叉角度对缝网导流能力的影响:以“卜”形结构为例

为了探讨缝网导流能力,将“卜”形交叉裂缝结构视为构成裂缝网络的基本单元。采用外圆内方的橡胶套筒导流室,开展主/次生裂缝交叉角度分别为30°、60°、90°、120°和150°的页岩岩板导流能力试验,并利用裂缝体积等效理论计算交叉裂缝导流能力。试验结果表明:无论次生裂缝与主裂缝的交叉角度如何,相同条件下,次生裂缝总是能提高裂缝网络的导流能力,且提高次生裂缝支撑剂铺置浓度,有利于裂缝网络在高闭合应力中保持稳定、高效的导流能力;然而,流体汇流角度越大,其碰撞等作用造成的流体能量损失也越大,表现为“卜”形裂缝导流能力随交叉角度增大而减小,因此,充分考虑流体汇流时的交叉角度对于准确评价裂缝网络导流能力具有重要意义。

水力压裂支撑剂嵌入深度计算方法

针对水力压裂支撑剂嵌入问题,基于支撑剂嵌入岩体的力学过程,建立支撑剂嵌入岩体的本构方程,并结合岩体-支撑剂体系的接触应力分析,提出考虑弹塑性变形的支撑剂嵌入深度计算方法,基于该方法分析了嵌入深度的影响因素。相对于弹性模型,新方法计算结果更接近于实验测量结果,预测更加可靠,且更便于进行理论计算和分析。研究表明:支撑剂嵌入岩体的过程主要发生弹塑性嵌入;支撑剂单层铺置条件下铺置浓度越高嵌入深度越小,多层铺置条件下增大支撑剂铺置浓度不会改变嵌入深度;支撑剂嵌入比例越大,承压支撑剂越多,支撑剂嵌入深度越小;高闭合应力情况下支撑剂嵌入更加显著,流体压力下降会显著增大支撑剂嵌入深度;增大支撑剂粒径或岩石与支撑剂弹性模量比值,会减小支撑剂嵌入深度。

水力压裂用支撑剂破碎率的影响因素分析

水力压裂是提高储层产能的有效措施,而其效果与支撑剂性能相关。破碎率是水力压裂用支撑剂性能评价的重要指标之一。遵循有关测试标准的规定,通过室内实验,分析了支撑剂铺置浓度、铺置方式、闭合应力加载速率、支撑剂湿度和粒径分布等因素对石英砂、陶粒类支撑剂破碎率测试值的影响。实验结果显示,这些因素对支撑剂破碎率测试值都有一定的影响,其中铺置浓度、铺置方式的影响较大;不同的实验室所得到的测试值也有差异;支撑剂破碎率与导流能力不是完全对应的关系。选择水力压裂作业用的支撑剂时不宜只看破碎率指标,应重视对支撑剂导流能力的测试评价。