粗糙裂缝压裂暂堵剂运移规律数值模拟

为精准刻画球形暂堵剂在粗糙裂缝内运移规律及研究颗粒之间相互作用机理,构建具有长度相等的阶梯粗糙裂缝物理模型和CT扫描真实粗糙裂缝模型,基于离散相(DPM)多相流模型表征暂堵剂颗粒之间相互作用,采用流体流动与暂堵剂颗粒运移的双向耦合算法,分析裂缝表面粗糙度、暂堵剂颗粒直径、颗粒体积分数、颗粒速度和暂堵剂携带液黏度对暂堵剂在粗糙裂隙内运移的影响规律。结果表明:暂堵剂颗粒直径越大,对颗粒速度影响越小;随暂堵剂颗粒体积分数和颗粒速度的增大,颗粒受平均作用力逐渐增大;随暂堵剂携带液黏度的增加,颗粒速度和缝内流体在近壁处的速度逐渐降低,与光滑裂缝的模拟结果相反;粗糙裂缝颗粒受平均作用力是光滑裂缝的30.7~37.2倍。该结果为分析暂堵转向压裂施工过程中暂堵剂在粗糙裂缝内的运移规律提供参考。