中国石油大学(华东)裂缝导流能力实验
页岩气储层水力压裂复杂裂缝导流能力实验研究
页岩气储层水力压裂复杂裂缝导流能力实验研究王雷;王琦【摘要】为研究页岩气储层水力压裂后复杂裂缝导流能力,运用FCES-100裂缝导流仪,选取页岩地面露头岩心,加工成符合实验要求尺寸岩心板,将页岩复杂裂缝简化为转向裂缝和分支裂缝两种形式,用陶粒和覆膜砂两种类型支撑剂进行导流能力实验测试.实验结果表明:裂缝形态对导流能力影响较大,裂缝转向后导流能力明显低于单一裂缝,低闭合压力条件下转向裂缝与单一裂缝导流能力相差35％～ 40％,随闭合应力增大,差距逐渐增大;低闭合压力下陶粒导流能力高于覆膜砂,而当闭合压力增大后覆膜砂的导流能力反超陶粒,低铺砂浓度下反超趋势更加明显;分支裂缝存在时,等量支撑剂多条分支裂缝的等效导流能力小于单一裂缝,高闭合压力下分支裂缝中不同分支铺砂浓度的差异越大,导流能力与单一裂缝越接近.%In order to study the seepage capacity of complex fracture after fracturing of shale gas well,the outcrop shale being processed into the core plates whose size meets the requirements of the experiments,the complex fractures in the shale being simplified to two types:turning fractures and branching fractures,and ceramsite and coated sand being used as proppant,the seepage capacity of 2 kinds of complex fractures was tested by FCES-100 fracture flow deflector.The experimental results show that:the fracture morphology has a great influence on its seepage capacity,the seepage capacity of turning fracture is lower 35％～40％ than that of single fracture under low closing pressure,and the difference between both increases gradually with the increase of closing pressure;under low closure pressure,the seepage capacity of the ceramic proppant fracture is higherthan that of the coated proppant fracture,but with the increase of the closure pressure,the seepage capacity of the coated proppant fracture increases gradually and exceeds that of the ceramic proppant fracture,and the exceeding trend becomes more obvious under low sand concentration;the equivalent seepage capacity of branching fracture is lower than that of single fracture under the same amount of proppant,the difference between both dwindles with the increase of the difference in the sand concentration of different branch cracks under high closure pressure.【期刊名称】《西安石油大学学报（自然科学版）》【年(卷),期】2017(032)003【总页数】5页(P73-77)【关键词】页岩气井;水力压裂;裂缝导流能力;支撑剂;复杂裂缝【作者】王雷;王琦【作者单位】中国石油大学(北京)石油工程教育部重点实验室,北京102249;中国石油勘探开发研究院,北京100083【正文语种】中文【中图分类】TE357.1王雷,王琦.页岩气储层水力压裂复杂裂缝导流能力实验研究[J].西安石油大学学报(自然科学版),2017,32(3):73-77.WANG Lei,WANG Qi.Experimental research on seepage capacity of complex fracture in shale gas reservoir after hydraulic fracturing[J].Journalof Xi′an Shiyou University (Natural Science Edition),2017,32(3):73-77.页岩气储层渗透率低、物性差，不采取增产改造措施一般没有工业产能[1-2]，而水力压裂是提高页岩气井生产能力的有效措施[3]。
中国石油大学(华东)不可压缩流体单向稳定渗流实验单向流实验报告
中国石油大学渗流力学实验报告实验日期：成绩：班级：学号：姓名教师：同组者：实验一不可压缩流体单向稳定渗流实验一、实验目的1. 本实验采用的是变截面两段均质模型，通过实验观察不同段的不同压力降落情况。
2. 进一步加深对达西定律的深入理解，并了解它的适用范围及其局限性。
二、实验原理一维单相渗流实验以稳定渗流理论为基础，采用变直径填砂管模型，以流体在模型中的流动模拟水平均质地层中不可压缩流体单向稳定渗流过程。
保持填砂管两端恒定压力，改变出口端流量，在稳定条件下测量填砂管不同位置处的压力值，可绘制压力随位置的变化曲线；根据一维单相稳定渗流方程的解并计算两段填砂管的渗透率。
三、实验流程1～10－测压管11－供液阀12－供液筒13－溢流管14－供液控制阀15－水平单向渗流管（粗）16－支架17－水平单向渗流管（细）18－出口控制阀19－量筒图1 一维单相稳定渗流实验流程图四、实验步骤1. 记录渗流管长度、渗流管直径、测压管间距等相关数据。
2. 关闭出口阀控制“18”，打开供液阀“11”，打开管道泵电源，向供液筒注水。
3. 打开并调节供液控制阀“14”，使各测压管液面与供液筒内的液面保持在同一水平面上。
4. 稍微打开出口阀控制“18”，待渗流稳定后，记录各测压管的液面高度，用量筒、秒表测量渗流液体流量，重复三次。
5. 调节出口控制阀“18”，适当放大流量，重复步骤4；测量不同流量下各测压管高度，共测三组流量。
6. 关闭出口控制阀“18”，关闭供液控制阀“14”，结束实验。
五、数据处理1. 根据表1，记录取全所需数据，计算三个不同流量下的测压管水柱高度。
表1 测压管液面基准读数记录表表2 测压管液面读数记录表填砂管粗端直径= 9.0 cm，长度= 52.3 cm；填砂管细端直径= 4.5 cm，长度= 50.8 cm；填砂管粗端截面积A1= 63.585 cm2，填砂管细端截面积A2= 15.896 cm2；填砂管上部接头厚度3.0cm，相邻两侧压管中心距= 12.5 cm；流体粘度= 1 mPa·s。
支撑剂裂缝导流能力实验
支撑剂裂缝导流能力实验一、引言支撑剂裂缝导流能力实验是石油勘探和开采过程中的重要环节之一，通过在地下岩层中注入支撑剂，形成裂缝以增加油气储集层的渗透性和产能。
然而，支撑剂在注入过程中可能出现聚集现象，导致裂缝未能达到预期的效果。
因此，为了评估支撑剂的裂缝导流能力，需要进行相应的实验研究。
本文将介绍支撑剂裂缝导流能力实验的目的、实验装置和流程、实验结果及其分析，以及对实验结果的讨论和应用前景。
二、目的支撑剂裂缝导流能力实验的目的是评估不同类型支撑剂在地下岩层中形成裂缝后的导流能力，为石油开发提供理论依据和技术支持。
三、实验装置和流程1. 实验装置实验装置主要由以下部分组成： - 岩心模型：模拟地下岩层，用于注入支撑剂和测量裂缝导流能力。
- 注入装置：用于将支撑剂注入岩心模型，可以控制注入压力、注入速度等参数。
- 测量装置：用于测量裂缝导流能力，包括压力传感器、流量计等。
2. 实验流程实验流程如下： 1. 准备岩心模型：选择合适的岩心样本，按照实验要求进行处理和制备。
2. 注入支撑剂：将支撑剂注入岩心模型，控制注入参数，例如注入压力、注入速度等。
3. 测量裂缝导流能力：通过压力传感器等测量装置，记录裂缝导流能力相关的数据，如注入压力、裂缝宽度、流量等。
4. 分析数据：对实验数据进行分析和统计，计算裂缝导流能力的指标。
四、实验结果及其分析1. 实验结果实验得到的主要结果如下： - 支撑剂注入过程中，裂缝宽度和注入压力的变化曲线。
- 不同类型支撑剂在地下岩层中形成的裂缝宽度。
- 支撑剂注入后的裂缝导流能力，包括流量、渗透率等指标。
2. 数据分析根据实验结果，可以进行如下数据分析： - 不同类型支撑剂的裂缝导流能力对比：比较不同支撑剂的导流能力，评估其在实际应用中的优劣。
- 注入参数对裂缝导流能力的影响：分析注入压力、注入速度等参数对裂缝导流能力的影响程度，为优化注入过程提供依据。
- 支撑剂聚集对裂缝导流能力的影响：研究支撑剂聚集现象对裂缝导流能力的影响，探讨减少聚集的方法。
基于离散裂缝模型的裂缝井渗流压力场分析
油藏 中流 体 的扩散 方程 为
异性 的单 孔 隙介质 ， 将 人 工 裂缝 视 为一 条 具 有 高 并 渗透 能力 的 网格条带 。由于裂 缝 开度 与油藏 尺度 相 差太 大 ， 果将 裂缝 实际 宽度作 为 网格 尺寸 ， 如 在实 际
Ｖ（ ）ｑ—ｆ ｃ 。 ＋ ｑ＝ｍ ｍｍ
采 出 的 流体 体 积 ， ｓｑ ｒ ｍ ／ ； ｍ为单 位 时 间单 位 体 积 内
参 数进 行处 理 ， 其 模 拟 计算 结 果 会 随 着 包 含裂 缝 则
的网格块 尺 寸变化 而变 化 ， 对 复 杂 裂 缝 的计 算 具 且
有 一定 的局 限性 。
基质 流人 裂缝 的流体体 积 ， ｓ咖 ｍ ／ ； 为基 质 孔 隙度 ；
１ 笛 ８
３｝ Ｊ ｝ 】
油
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晚
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、Ｏ ． 】１ ８．、Ｏ ３ 《． 、 Ｉ ０ｊｌ １ｌ ２ ｖ
２Ｉ‘ ０ 卜５， １ Ｊ
Ｐｅｌ ｌ ｍｎ Ｇｅ ｈｇ ｎｉＲｅ ｏ Ｅｆ （ｅ ｃ ｔｏｅ ． ｌｙ ａ ｔ ｃ ｖ ｎ ｆ ‘ ｎ ｙ ｉ ｉ
（ １ ）
式 中 ： 为基 质 渗 透 率 ， ／ 粘 度 ， ａ・ｓ Ｋ ｍ； ｘ为 Ｐ ；
计算 过程 中可 能产生 不 收敛 的现象 。若 采用 等值 渗
流阻力 法或 等连 通系数 法 对含有 裂缝 和井 筒 的 网格
Ｐ 为 基 质 压力 ，ａｑ Ｐ ； 为单 位 时 间基质 单 位 体 积 内
０Ｋ ｛
ｎ
ｆ
×
） ＋＝ ９０
（ ２ ）
式 中 ：为 裂缝方 向 ； 为 裂缝 渗 透 率 ， ｐ 为 ｚ ｍ ；
支撑剂裂缝导流能力实验
支撑剂裂缝导流能力实验一、实验介绍支撑剂裂缝导流能力实验是评价支撑剂在裂缝中的导流能力的一种实验方法。
该实验可以模拟地下水流动环境，通过测量不同条件下裂缝中的水压变化来评估支撑剂对于水流导向的影响。
二、实验原理当地下水流经岩石裂隙时，由于裂隙内部摩擦力和黏滞阻力的存在，会形成一定的水压差。
而支撑剂作为填充物进入裂隙后，会改变裂隙中的孔隙度和渗透性，从而影响水流在其中的通透性和导向性。
因此，通过测量不同条件下支撑剂填充后裂隙内部的水压变化情况，可以评估支撑剂对于地下水流动态行为的影响。
三、实验步骤1. 准备实验设备：包括试样（模拟岩石裂缝）、注液装置、压力传感器等。
2. 制备试样：将试样材料（如砾石、沙子等）放置于模拟岩石裂缝中，并按一定比例混合支撑剂。
3. 安装试样：将制备好的试样安装在注液装置中，并连接压力传感器。
4. 开始实验：通过注液装置向试样中注入一定流量的水，并记录压力传感器输出的裂缝内部水压变化情况。
5. 改变实验条件：可以改变水流速度、支撑剂填充比例、裂缝宽度等实验条件，以评估不同条件下支撑剂对于水流导向的影响。
四、实验结果分析通过测量不同条件下裂缝内部水压变化情况，可以得到支撑剂对于地下水流动态行为的影响。
具体分析如下：1. 支撑剂填充比例对导流能力的影响：当支撑剂填充比例较低时，裂缝内部孔隙度较大，导致水流通透性较强，而当填充比例逐渐增加时，孔隙度减小，从而限制了水流通透性和导向性。
因此，在实际施工中需要根据具体情况选择合适的填充比例。
2. 水流速度对导流能力的影响：当水流速度较慢时，水流容易被支撑剂阻挡，从而导致水压变化较小；而当水流速度逐渐加快时，水流可以穿过支撑剂层，从而导致水压变化较大。
因此，在实际施工中需要根据地下水流速度选择合适的支撑剂类型和填充比例。
3. 裂缝宽度对导流能力的影响：当裂缝宽度较大时，水流通透性和导向性较强，因此支撑剂对于裂缝内部的影响相对较小；而当裂缝宽度逐渐减小时，支撑剂填充后可以有效限制水流通透性和导向性。
支撑裂缝导流能力新型实验研究
始 注入驱 替液 ， 驱 替 液通 过 导 流室 侧 壁 上预 置 的 入
口进入裂 缝充填 层 ， 在 裂缝 充 填 层 内近 似 形成 垂 直
借鉴 Ａ Ｐ Ｉ 标 准 导 流 实 验 原 理 及 流 程 ＇ ５ Ｊ ， 应 用 平 面径 向流 理论 研 制 了 一 套 导 流 实 验 测 试 仪 。该 装 置 主要 由以下几部 分组 成 ： （ １ ） 供 液 系统 （ 精 密平
导 流室人 口压 力与 出 口压力 。
重大专项（ ２ Ｏ ｌ １ Ｚ Ｘ ０ ５ ０ ３ ７ － － － ０ ０ ４ ） 教育部长江学者和 创新团队发展计划（ ＮＯ ． Ｒ Ｔ １ ０ ８ ６ ） 资助
２ 实验原理
支撑裂 缝 内液 体 流 动 为平 面 径 向流 ， 其 流 线呈
第一作者简介 ： 吴百烈 （ １ ９ ８ ６ 一） ， 男， 博士研 究生。研究方 向 ： 油气
第 １ ３ 卷
第 １ ０期
２ ０ １ ３年 ４月
科
学
技
术
与
工
程
Ｖｏ １ ． １ ３ Ｎｏ ． １ ０ Ａｐ ｒ ．２ ０ １ ３
１ ６ ７ １ ～１ ８ １ ５ （ ２ ０ １ ３ ） １ ０ — ２ ６ ５ ２ — ０ ５
Ｓ ｃ ｉ ｅ ｎ ｃ ｅ Ｔ ｅ ｃ ｈ ｎ ｏ ｌ ｏ ｇ ｙ ａ ｎ ｄ Ｅ ｎ ｇ ｉ ｎ ｅ ｅ ｒ ｉ ｎ ｇ
吴 百 烈 ， 等 ： 支 撑 裂 缝 导 流 能
ｌ ０期
竺 窒
２ ６ ５ ３
Ａ 一支撵剂充填层
—
金属皈
ｃ 一导流室主体
◇
一
上活塞
图１ 支撑裂缝导流能力实验流程
煤层水力压裂裂缝导流能力实验评价
关键词煤层 Fra bibliotek水力裂缝
Ｔ Ｄ ８ ４ ２ ． ２ ５ ；
支撑剂
导流能力
Ｂ
中图法分类号
文献标志码
水力压裂是油田常用的增产措施 ， 水力压裂的 目的是形成一条通往井筒 的高导流能力裂缝 ， 以便
储 层 中的 流 体 以 更 小 的 阻 力 流 入 井 筒 。水 力 裂 缝
缝导流仪 ， 该仪器最高试验温度 １ ５ ０ 。 Ｃ ， 最大闭合压 力２ ０ ０ Ｍ Ｐ ａ 。仪器按照 Ａ Ｐ Ｉ 标准设计 ， 采用 Ａ Ｐ Ｉ 标
准 支撑剂 导 流室 。实验 严格 依据 Ａ Ｐ Ｉ 标 准进 行各 步 骤操 作 ， 则依 据达西定律 ， 支 撑 剂 渗 透 率 及 导 流 能 力计 算公 式表 示如 下 ：
的导流能力是影响产能 的关键 因素 … ， 对导流能力
的评 价 十分 重 要 。然 而 煤 层 气 储 层 与 常 规 石 油 天
的导流 能力 。
１ 实验原理和设备
实验使用美 国 Ｃ ｏ ｒ ｅ － Ｌ ａ ｂ 公司的 Ｆ ｃ Ｅ ｓ 一１ ０ ０裂 ２ 岩样制备
２ ０ １ ２ 年１ Ｏ月 ３ １ Ｅ ｌ 收到 国家科技重大专项 （ ２ ０ １ １ Ｚ Ｘ ０ ５ ０ ３ ６ ） 资助
通过对大块的煤块进行粗细加工 ， 得到实验所
时， 砂 岩板 的导 流 能 力 一 直 大 于 煤 板 的 导 流 能 力 ， 这 可 能 由于煤 岩板 的硬 度 小 于砂 岩 板 ， 随 着 闭合 压 力 的增 大 ， 发生支撑 剂嵌入 ， 降 低 了导 流 能 力 。 因
第１ ３卷
第 ８期
２ ０ １ ３年 ３月
科
学
变导流能力多级压裂水平井生产动态研究
中图法分类号 Ｔ ３７ １ ； Ｅ ５ ．４
文献标志码
多级 压 裂 水 平 井 是 低 渗 透 特 别 是 致 密 储 层 增 产 的重要 措 施 ， 力 压 裂 产 生 的多 条 裂 缝 ， 以改 水 可
［ ＿
】（ ）１
善近井带的渗流方式， 增加油气渗流通道 。实验证
明 ， 力压 裂形成 的 裂缝 导 流 能 力 随 时 间是 不 断变 水 化 的 －］ 目前 大 多数多级 压裂 水平 井 的产能 公式 １３。
谢丽沙 ， ： 等 变导 流能力多级压裂水平井生产 动态研究
４ ８ ８９
ｌ
一
砉 挚
塑 】 ） ＋
砉 ｆ × Ｘ ｒ ｋ
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一
图 １ 多级压裂水平井模型示意 图
盘篓塑
】 ） ＋
］ ） ＋
得裂 缝 尖端平 均压 力 ： ＰＡ ｔ＝ （， ） ｘ ，
化对产能的影响。对比 了考 虑和 不考 虑裂缝导流能力 时变性 的产能变化规律。绘制 了考 虑和不考虑裂缝 导流能力 时变性的 等势线分布 图。可看 出对多级压 裂水平 井， 裂缝导流能力随时间变化对 产能具有很大影响 。
关键 词 压裂水平井
变导流能力
复位 势理论 Ａ
势 叠加原理
都没 有考虑 裂缝 导流 能力 随时 间的变 化 ｊ 。本 文 在推 导无 限大 地 层 水 平 井 多 级 压 裂 产 能 公 式 的 基
式 （ ） ： 原始 地层压 力 ， ａ Ｐ（ ｙｔ １中 Ｐ一 Ｐ ； ，，）一 时 刻平面 上点 （ Ｙ 处 的地 层压 力 ， ａ ｑ 点汇 的体 ，） Ｐ； 一
⑥
２ １ ＳｉＴ ｃ． ｎｒ． ０ ２ ｃ ｅｈ Ｅ ｇｇ ．
采油工程实验讲义
采油工程实验曲占庆战永平周童温庆志编中国石油大学(华东)石油工程学院实验教学中心2011年6月目录实验一垂直管流实验 (1)实验二抽油泵泵效实验 (4)实验三裂缝导流能力模拟实验 (7)实验四酸化压裂教学实训 (11)参考文献 (14)附录 (15)实验一 垂直管流实验一、实验目的(1) 观察垂直井筒中出现的各种流型，掌握流型判别方法； (2) 验证垂直井筒多相管流压力分布计算模型； (3) 了解自喷及气举采油的举升原理。
二、实验原理在许多情况下，当油井的井口压力高于原油饱和压力时，井筒内流动着的是单相液体。
当自喷井的井底压力低于饱和压力时，则整个油管内部都是气-液两相流动。
油井生产系统的总压降大部分是用来克服混合物在油管中流动时的重力和摩擦损失，只有当气液两相的流速很高时(如环雾流型)，才考虑动能损失。
在垂直井筒中，井底压力大部分消耗在克服液柱重力上。
在水平井水平段，重力损失也可以忽略。
所以，总压降的通式为：a r h P P P P ∆+∆+∆=∆总式中：h P ∆-重力压降；r P ∆-摩擦压降；a P ∆-加速压降。
在流动过程中，混合物密度和摩擦力沿程随气-液体积比、流速及混合物流型而变化。
油井中可能出现的流型自下而上依次为：纯油流、泡流、段塞流、环流和雾流。
除某些高产量凝析气井和含水气井外，一般油井都不会出现环流和雾流。
本实验以空气和水作为实验介质，用阀门控制井筒中的气水比例并通过仪表测取相应的流量和压力数据，同时可以从透明的有机玻璃管中观察相应的流型。
三、实验仪器(1) 仪器与设备：自喷井模拟器(使用方法参见附录)，空气压缩机，秒表等； (2) 实验介质：空气，水。
(3) 设备的流程(如图1所示)图1-1 垂直管流实验设备流程图四、实验步骤(1) 检查自喷井模拟器的阀门开关状态，保证所有阀门都关闭，检查稳压罐的液位，如不足(稳压罐高度3/4)请打开稳压罐进液阀门加液使稳压罐的液位保持在稳压罐高度3/4液位；(2) 打开气路阀门，保证气路畅通后打开空气压缩机，向管路供气；(3) 调整稳压罐定值器，保证稳压罐压力表压力不超过0.10MPa，打开稳压罐压力阀门，等待压力稳定后打开液路阀，向系统供液；(4) 此时系统已经开始同时供应液体和气体，待液面上升至井口时，可以改变气液阀门的相对大小，观察井筒中出现的各种流型，调节到所需流型，待流型稳定后开始测量；(5) 按下流量积算仪清零按钮，同时启动秒表计时，观察井底流压和气体浮子流量计的示数。
加纤维压裂支撑裂缝导流能力实验研究
实验仪器为裂缝长期导流能力评价 系统 。该仪 器可以模拟地层条 件 ，对不 同类型支撑剂进行短期或长期导 流能力进 行评价。该仪器按 照Ａ Ｉ Ｐ标准设计 ，实验仪 器的实物图和Ａ Ｉ Ｐ 导流室见以下组图 。
水 水 水
水 水
２ Ｏ～４ ０ ２ ０～４ ０
酸化压裂所形成的酸蚀裂缝 。裂缝 的导流能力是决定压裂成败及增产 效果的主要 因素 ，因此对其进行研 究尤为必要 。通过进 行支撑裂 缝 导流能力 实验对 支撑剂粒径 、不同粒径组合、纤维用量等影响 因素进行 了评 价。对 实验结果进行分析 ，得 出了导流能力随各因素的 变化规律及各 因素对导流能力的影响程度 。这 些结果 有助 于加深 对压裂的认识 ，对压裂的研 究与现场施工有一定的指导意义。 关键词 水力压裂 导流能力 酸蚀裂缝 影响 因素
５ ． １ ６ ５． １６
８ ８
２ １５ ２ １５
１ ５ ２ ０
Ｉ ＋
奸●重 ｜ Ｋ 量Ｉ 直●
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图 １ 裂 缝 长 期 导 流 能 力评 价 系统
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１ 实 验 原 理 ． ２
∞
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实验 原理 遵循达西定 律 ，根据Ａ Ｉ 准 ，可以对达西 公式进行推 Ｐ标 导 ，得出计算液体渗透率和裂缝导流能力的公式 ： （ ） 液体渗透率为 ： １
中国石油大学(华东)渗流力学实验报告 水电模拟实验
水电模拟渗流实验一、实验目的1.掌握水电模拟的实验原理、实验方法，学会计算相似系数。
2.测定圆形定压边界中心一口直井生产时产量与压差的关系，并与理论曲线进行对比，加深对达西定律的理解。
3.测定生产井周围的压降漏斗曲线，加深对压力场的分布的认识。
二、实验原理1、水电相似原理利用电场模拟地层流体的渗流规律，机理在于流体通过多孔介质流动的微分方程与电荷通过导体材料流动的微分方程之间的相似性，即水-电相似原理。
多孔介质中流体的流动遵守达西定律：()q Kv grad p A μ==- (1) 式中，v —流速，m/s ；q —流量，cm 3/s ；A —渗流截面积，cm 2；K —渗透率，2m μ；μ—流体粘度，s mPa ⋅；P —压力，0.1MPa 。
通过导体的电流遵守欧姆定律：()Igrad U Sδρ==- (2) 式中，ρ为电导率，是电阻率的倒数，西门子/cm ；U —电压，伏；δ-电流密度，安培/cm 2；I-电流，安培，S-导体截面积，cm 2。
均质地层不可压缩流体通过多孔介质稳定渗流连续性方程：()0K div grad P μ⎛⎫= ⎪⎝⎭(3) 均匀导体中电压分布方程：()()0div grad U ρ= (4)对比方程上述方程可以看出：电场与渗流场可用相同的微分方程进行描述，因此，不可压缩流体的稳定渗流问题可用稳定电场进行模拟。
于是可以用电位分布来描述渗流场的压力分布，用电流来描述流量或流速，电阻描述渗流阻力。
2、水电相似准则物理模拟模型各参数与油层原型相应参数之间存在比例关系，称为相似系数。
各相似系数之间满足一定的约束条件，称为相似准则。
水电模拟各相似系数定义如下：1）几何相似系数模型的几何参数与油层的相应几何参数的比值。
即：()()ml oL C L =(5) 任意点的几何相似系数必须相同。
2）压力相似系数模型中两点之间的电位差与地层中两相应点之间的压差的比值。
即：()()m p oU C P ∆=∆ (6)3）阻力相似系数模型中的电阻与油层中相应位置渗流阻力的比值。
低弹性模量碳酸盐岩储层裂缝导流能力实验研究
文章编号：1000 − 7393(2020)06 − 0752 − 05 DOI: 10.13639/j.odpt.2020.06.014低弹性模量碳酸盐岩储层裂缝导流能力实验研究周佳佳1,2邹洪岚3朱大伟3熊伟2,31. 中国科学院大学工程科学学院；2. 中国科学院渗流流体力学研究所；3. 中国石油勘探开发研究院引用格式：周佳佳，邹洪岚，朱大伟，熊伟. 低弹性模量碳酸盐岩储层裂缝导流能力实验研究［J ］. 石油钻采工艺，2020，42（6）：752-756.摘要：中东及中亚地区碳酸盐岩储层弹性模量较低，仅为中国碳酸盐岩储层弹性模量的1/2~1/3。
这类储层酸压后增产有效期短、裂缝导流能力难于保持。
为此开展了室内实验，研究储层弹性模量、排量和酸压工艺对裂缝导流能力的影响。
结果表明：对于低弹性模量(＜20 GPa)碳酸盐岩来说，采用胶凝酸酸压，在闭合应力超过20 MPa 后导流能力无法保持；对于低弹性模量碳酸盐岩，高排量比低排量的导流能力强。
高闭合应力条件下，闭合酸化可以有效提高裂缝导流能力，且闭合酸化时低排量注酸导流能力提高效果更好。
中东S 油田碳酸盐岩酸压后虽然产生大量的酸蚀蚓孔，但没有形成有效的导流能力，采用加砂压裂后导流能力更好。
关键词：碳酸盐岩；酸压；导流能力；低弹性模量；排量中图分类号：TE357 文献标识码： AExperimental study on the fracture conductivity in the carbonate reservoirswith low elastic modulusZHOU Jiajia 1,2, ZOU Honglan 3, ZHU Dawei 3, XIONG Wei2,31. School of Engineering Sciences , University of Chinese Academy of Sciences , Beijing 100049, China ;2. Institute of Fluid Mechanics , Chinese Academy of Sciences , Beijing 100049, China ;3. PetroChina Research Institute of Petroleum Exploration & Development , Beijing 100083, ChinaCitation: ZHOU Jiajia, ZOU Honglan, ZHU Dawei, XIONG Wei. Experimental study on the fracture conductivity in the carbonate reservoirs with low elastic modulus ［J ］. Oil Drilling & Production Technology, 2020, 42(6): 752-756.Abstract: The carbonate reservoirs in the Middle East and the Central Asia have lower elastic modulus, which is only 1/2-1/3 that in China. After this type of reservoirs is treated with acid fracturing, the effective stimulation period is short and the fracture conductivity can be hardly maintained. In this paper, laboratory experiment was carried out to study the influences of elastic modulus,displacement and acid fracturing technology on the fracture conductivity. The results show that when gelling acid fracturing is applied in the carbonate rocks with low elastic modulus (<20 GPa), the fracture conductivity cannot be maintained after the closure stress exceeds 20 MPa. As for the carbonate rocks with low elastic modulus, the fracture conductivity at high displacement is stronger than that at low displacement. At high closure stress, closed acidizing can improve the fracture conductivity effectively. And in the situation of closed acidizing, the fracture conductivity can be improved better at low-displacement acid injection. After acid fracturing is carried out in the carbonate rocks of S Oilfield of the Middle East, a great number of acid wormholes are generated, but effective fracture conductivity is not formed. And the fracture conductivity gets better after sand fracturing.基金项目: 国家科技重大专项“中亚和中东地区复杂碳酸盐岩油气藏采油采气关键技术研究与应用”(编号：2017ZX05030-005)。
中国石油大学-流体力学实验-流量计
中国石油大学（华东）工程流体力学实验报告实验日期：成绩：班级：学号：姓名：教师：李成华同组者：实验三、流量计实验一、实验目的（填空）1．掌握孔板、文丘利节流式流量计的工作原理及用途；2．测定孔板流量计的流量系数 ，绘制流量计的校正曲线；3．了解两用式压差计的结构及工作原理，掌握其使用方法。
二、实验装置1、在图1-3-1下方的横线上正确填写实验装置各部分的名称：本实验采用管流综合实验装置。
管流综合实验装置包括六根实验管路、电磁流量计、文丘利流量计、孔板流量计，其结构如图1-3-1示。
F1——文丘利流量计；F2——孔板流量计；F3——电磁流量计；C——量水箱；V——阀门；K——局部阻力实验管路图1-3-1 管流综合实验装置流程图说明：本实验装置可以做流量计、沿程阻力、局部阻力、流动状态、串并联等多种管流实验。
其中V8为局部阻力实验专用阀门，V10为排气阀。
除V10外，其它阀门用于调节流量。
另外，做管流实验还用到汞-水压差计（见附录A ）。
三、实验原理 1．文丘利流量计文丘利管是一种常用的量测有压管道 流量 的装置，见图1-3-2属压差式流量计。
它包括收缩段、喉道和扩散段三部分，安装在需要测定流量的管道上。
在收缩段进口断面1-1和喉道断面2-2上设测压孔，并接上比压计，通过量测两个断面的 测压管水头差 ，就可计算管道的理论流量 Q ，再经修正得到实际流量。
2．孔板流量计如图1-3-3，在管道上设置孔板，在流动未经孔板收缩的上游断面1-1和经孔板收缩的下游断面2-2上设测压孔，并接上比压计，通过量测两个断面的 测压管水头差 ，可计算管道的理论流量 Q ，再经修正得到实际流量。
孔板流量计也属压差式流量计，其特点是结构简单。
图1-3-2 文丘利流量计示意图 图1-3-3 孔板流量计示意图3．理论流量水流从1-1断面到达2-2断面，由于过水断面的收缩，流速增大，根据恒定总流能量方程，若不考虑 水头损失 ，速度水头的增加等于测压管水头的减小（即比压计液面高差h ∆），因此，通过量测到的h ∆建立了两断面平均流速v 1和v 2之间的一个关系：221222111212()()=22p p v v h h h z z ggααγγ∆=-=+-+-如果假设动能修正系数1210.αα==，则最终得到理论流量为：Q μ==理式中K =μ=，A 为孔板锐孔断面面积。
支撑裂缝导流能力评价及影响因素实验研究
支撑裂缝导流能力评价及影响因素实验研究水力加砂压裂效果取决于支撑裂缝的导流能力，不同的支撑裂缝具有不同的导流能力。
通过API导流室和裂缝岩心实验，研究了闭合压力、不同流体以及支撑剂类型及粒径对主要裂缝和次要裂缝导流能力的影响。
结果表明，主要裂缝具有较好的导流能力，是主要的油水流动通道;次要裂缝是次要的油水渗流通道。
闭合压力越大，流体粘度越大，支撐剂粒径越小，支撑裂缝的导流能力越差;闭合压力是影响主要裂缝导流能力的主要因素，且相同条件下导流能力陶粒最好，石英砂次之，覆膜石英砂导流能力最差;次要裂缝的导流能力更容易受到损害，受到闭合压力和流体的粘度影响最大。
标签：支撑裂缝;导流能力;渗流通道;闭合压力;粘度引言鄂尔多斯盆地三叠系延长组广泛发育低渗透—超低渗透—致密砂岩储层，其具有物性差、孔喉结构复杂和非均质性强的特点[1]。
使得该类储层的开发往往需要压裂技术对储层进行改造，因此，大量研究学者对支撑剂性能、压裂工作液及压裂参数对支撑裂缝导流能力进行评价。
1 实验部分1.1实验材料及条件实验所用陶粒、石英砂和覆膜石英砂均为延长油田矿场目前所用支撑剂，粒径为20/40和40/70目两种规格。
实验所用蒸馏水室温条件下密度ρ=0.999g/cm3，粘度m=1.12 mPa·s;所用活性水室温下的密度为0.973g/cm3，粘度为1.35mPa·s。
实验所用破胶压裂液为胍胶破胶液，完全破胶后室温下密度ρ=0.993g/cm3，粘度3.67 mPa·s;所用滑溜水室温条件下密度ρ=0.997g/cm3，粘度为7.42 mPa·s。
实验所用岩心均取自延长油田低孔、低渗砂岩岩心，以保证劈开裂缝为岩心渗流通道;取心长度4.5 cm～5.0 cm，直径2.5 cm左右，经洗油烘干后用岩心切割机造缝，造缝前气测渗透率小于1mD，孔隙度6%～12%，造缝后铺置一定支撑剂在岩心切面，再用热塑胶带固定。
中国石油大学(华东)裂缝导流能力实验(知识参考)
裂缝导流能力实验一、 实验目的1、 了解支撑裂缝导流能力随闭合压力变化的规律，以及相同闭合压力条件下不同铺砂层数导流能力的差异。
2、 分别应用达西公式和二项式公式进行计算，分析结果的异同点，并说明原因。
3、 熟悉裂缝导流仪的操作及实验流程。
二、实验原理裂缝的渗透率可由气体渗流的流量来反映，测量气体在不同入口和出口压力下的流量后，可通过气体径向渗流的达西公式来确定裂缝的导流能力。
三、 实验仪器和材料1、仪器名称：裂缝导流仪，包括以下组成部分：压力试验机、空气压缩机、定值器、精密压力表、浮子流量计、岩心（钢板）模、游标卡尺、电子天平、放大镜。
2、材料：不同产地的石英砂和陶粒。
四、实验步骤（1） 准备实验工作1、在附表 1 中记录使用的砂子产地、粒径、名称及某温度下的气体粘度；2、用游标卡尺量出岩心模的外径 ro 及孔眼的内径 re 记录附表 1 中，用作计算岩心模面积；3、称一定重量的砂子（记下砂子的颗粒直径）均匀地铺在缠有铜网的岩心面上，要保持单层，铺完后用放大镜检查一下砂子是否铺的均匀和紧密。
然后称剩余砂子的重量，二者之差即为铺在岩心上的砂重，并按下式计算出支撑剂的浓度：2=单层支撑剂的重量支撑剂浓度（g/cm ）铺有支撑剂岩心的面积，将此浓度值记入表 1 中。
4、将上岩心片（孔眼向下）放于下岩心片的上方，然后上下岩心片放在试验机下承压板中心位置。
5、认真记录试验机载荷刻度盘上读出加载值。
图1岩心模型（2）岩心加压法1、岩心放在下承压板上，用手旋转螺杆将上承压板合并，压住岩心模型，准备加载。
2、旋紧回油阀，按绿钮开机器，用送油阀慢慢加压，通过控制送油阀开启程度控制加压速度，当主动指针（黑针）转到 1.5 吨（或 1KN）时,将送油阀放慢关闭维持此点上，将定值器打开使气体进入浮子流量计中，同时浮子上升，调节定值器旋钮,使浮子指示到流量计刻度的最高度值。
送油阀继续开动，当指针加到所规定的吨数时，保持指针示数不变。
煤岩对压裂裂缝长期导流能力影响的实验研究
（ ） 期导 流能力 评价 方法 的局 限性 ： 期导 流 ２短 短
能力 的评 价方法 可 以为用户 在实 验室 条件下 对 比不
同支撑 剂 的 性 能 ， 选 择 支 撑 材 料 提 供 参 考 依ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ据 。 为
第
年
ｏ Ｆ
月
１ 。
地
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学
报
ＡＣ ＯＬ ＧＩ Ｉ Ｉ Ａ ＴＡ ＧＥ Ｏ ＣＡ Ｓ Ｎ Ｃ
Ｖ １ ２ ｏ１ ｏ８ ． Ｎ．０
０ｃ ｔ． ２００８
煤 岩 对 压 裂 裂 缝 长 期 导 流 能 力 影 响 的 实 验 研 究
张士 牟善 张 王雷 诚， 波， 劲，
开展 了大量 试气 排采 工作 ， 得 了一 些 初 步 的认 识 取 （ 傅雪 海等 ，０ ３ 。煤 层气 是一 种非 常规天 然气 ， ２０ ） 主 要是 以吸 附状态 存 在 于煤 层 内 ， 有 少 量 以游 离 状 也
１ 短 期 导 流 能 力 的评 价 局 限性
实 验室评 价支 撑剂 导流 能力一 般都 采用 短期评 价 的方 法 ， 短期导 流 能 力并 不 能 表 明支 撑 剂 在 地 下 的真实 导流 能力 ， 表示 的应该 为 瞬时导 流能力 。 （） Ｉ １ ＡＰ 推荐 短期 导流 能力评 价方法 （ 中国石油
要 针 对 煤 层 气 井 的煤 岩 层 压 裂 裂 缝 长 期 导 流 能 力 进 行 实 验 评 价 研 究 。 实 验 表 明 ， 与砂 岩 地 层 不 同 ， 岩 的硬 度 较 煤 小 ， 裂 中支 撑 剂 嵌 入 情 况 较 严 重 ； 岩 易 破 碎 ， 屑颗 粒 充 填 到 支 撑 剂 中 ； 压 煤 碎 同时 支 撑 剂 存 在 破 碎 及 吸 附 伤 害 等 ， 多 种作 用 导 致 支 撑 裂 缝 的导 流 能 力 降低 。实 验 中 ， 煤 岩 层 闭 合 压 力 为 一 个 重 要 的 参 数 ， 验 对 比分 析 了 在 不 同 闭 以 实 合 压 力 下 ， 砂 浓 度 、 撑 剂 粒 径 、 撑剂 种类 及组 合 的 选择 、 撑 剂 颗 粒 的 破 碎 与 嵌 入 、 裂 液 残 渣 等 因素 对 煤 岩 铺 支 支 支 压 层导 流 能力 的影 响 。本 文 的实 验 结 论 为 ， 入 对 煤 岩 层 支 撑 裂 缝 的 导 流 能 力 伤 害 很 大 ， 大 铺 砂 浓 度 、 用 低 破 碎 嵌 加 采 率 支 撑 剂 、 低 压 裂 液 伤 害 能 在 一定 程度 上 提 高 煤 层裂 缝 的 导 流 能力 ， 影 响 程 度 随 闭 合 压 力 的增 加 而 逐 渐 降低 。 降 但 本文 所 得 出 的结 论 对 今 后 煤 层 气 的开 发 及 设 计 施 工 具 有 一 定 的指 导意 义 。 关键 词 ： 岩 ； 裂 ； 撑 剂 ； 流 实 验 ； 流能 力 煤 压 支 导 导
煤层气井压裂裂缝导流能力实验
同时高 强度 支 撑剂 有 利 于形 成高 导 流 能力 的 裂缝 ．Ｒ ｉ ｖ ｅ ｒ ｓ Ｍ１ ］ 、 孙海 成 ＿ 】 、 卢 聪 等认 为 支 撑剂 的嵌 入
将显 著影 响 导流能 力 的变化 ， 铺砂 浓度 越低 ， 地 层岩 石越 软 ， 嵌入 越严 重 ， 进 而 导 流 能 力 的损 害 越 大 ． 吴 柏
缝 闭合压 力 、 时间、 铺砂 浓度 、 煤 岩天 然裂缝 及煤 岩性 质对 煤 岩压 裂裂缝 导 流能力 的影 响．
１ 实 验
１ ． １ 实 验 原 理 和 设 备
使用美国 ｃ ｏ ｒ ｅ —Ｌ ａ ｂ公 司生 产 的 Ｆ Ｃ Ｅ Ｓ －１ ０ ０裂 缝导 流仪 ． 该 仪 器 可 以模 拟地 层条 件 ， 对 不 同类 型支 撑 剂进 行短 期或 长期 导流 能力 评价 ． 该仪 器按 照 ＡＰ Ｉ 标准 设计 ， 采 用 ＡＰ Ｉ 标准 支撑 剂导 流室 ． 根据 Ｆ Ｃ Ｅ Ｓ －１ ０ ０型导 流仪 ＡＰ Ｉ 标 准导 流室 的规格 参 数 ， 按 照 ＡＰ Ｉ 标准 执行 操作 ， 支撑 剂渗 透率 为
储层 具有 弹性模 量 低 、 硬 度低 、 泊松 比大及 天然裂 缝发 育 等特点 ＿ １ 引， 因此其 压 裂裂 缝 的短 期 和 长期 导流 能
力 具 有 自身 的 变 化 特 征 ＿ ｌ 。 ， 常 规 石 油 天 然 气 储 层 压 裂 裂 缝 导 流 能 力 的 研 究 结 论 对 煤 层 压 裂 裂 缝 导 流 能
关 键 词： 煤 层 气 井 ；压裂 ；支 撑 剂 ；导 流能 力 ；闭 合 压 力 ； 铺 砂 浓 度
文 献标 识 码 ： Ａ 文章编号 ： ２ ０ ９ ５—４ １ ０ ７ （ ２ ０ １ ３ ） ０ ２—０ １ ０ ７一 Ｏ ５
煤层气井水力压裂裂缝导流能力实验评价
Ｔ ｎ ａ ａ ｄ Ｃ ｉｗｅｘ ａ ｇ ａ ｇ Ｈｕ ｉ ｎ ｕ ｉｉ ｎ
（ ｈｎ ｎｖｒ ｔ ｏ Ｐ ｔ ｌ ｍ，Ｂ ｉｎ ０ ２ ９ Ｃ ｉａＵ ｉ ｓｙ ｆ ｅ ｏ ｕ ｅ ｉ ｒｅ ｅ ｉ １２４ ） ｊｇ
ｉｃ ｅ ｓｎ ｅ ｃ ｎ ｉ ｅ ｃ ｆｓｎ ｌ ｎ ．Ｓ ｎ ｅｔ ｅｃｏ ｕ ｅｐ ｅ ｓ ｒ ｆ ｏ ｂ ｄ ｉ ａｋ ｙ ｐ ｒｍｅｅ ，ｔｅ ｅ ｐ ｒ— ｎ ｒ ａ ｉ ｇ ｔ ｏ ｓ ｎ ｅ ｏ ｄ ｆ ｌ ｇ ｉ ｃ ｌｓ ｒ ｒｓｕ ｅｏ ａ ｅ ｅ ａａ ｔｒ ｈ ｘ ｅ ｈ ｓ ｔ ａ ｉ ｉ ｈ ｅｌ ｓ ｉ
Ａｂ ｔａ ｔ Ａｎ ａｌｒｕ ｄ ｉｔ ｄ ｃｉｎ ｉ ｇｖ ｎ ｍａｎｙ ｏ ｘ ｅ ｍｅ ｔ ｖｌａｉｎ ｎ ｔｅ ｃｎ ｕ ｔ ｉ ｆｈ — ｓｒ ｃ： ｌ ｏ ｎ ｎｒ ｕ ｔ ｓ ｉｅ ｉｌ ｎ ｅｐ ｒ ｎａ ｅａｕ ｔ ｓｏ ｈ ｏ ｄ ｃｉ ｔ ｏ ｙ — ｏ ｏ ｉ ｌ ｏ ｖｙ
施 工 具有 一定 的指 导意 义 。 关键词 ：煤层 气 水 力压裂 导流 能 力
Ｅｘ ｅ ｍｅ ｔｌＥ ａｕ ｔ ｎ ｏ ｎ ｕ ｔ ｉ ｆ ｐ ｒ ｎａ ｖ ａｉ ｎ Ｃｏ ｄ ｃｉ ｔ ｏ ｉ ｌ ｏ ｖｙ Ｈｙ ｒｕ ｉ ｒ ｃｕ ｎ ｎ ＣＢＭ ｅｌ ｄ ａ ｌｃ Ｆ ａ ｔｒ ｇ ｉ ｉ Ｗ ｌｓ
ｄａｌ ａｔ ｅｉ Ｃ Ｍ ｗ ｌ ． ｏ ｐ ｒ ！ｏｓｎ ｓ ｎ ， ａ ｅ ａ ｒ ｗ ｒｉ ｄｔ， ｅｄ ｇｔ ｍ ｒ ｓｒ ｒ ｉ ｆ ｃ ｒ ， Ｂ ｅｓ Ｃ ｍ ａ ｔ ａｄｔ ｅ ａｃｌ ｄｆ ｔ ｅ ｌ ｅ ｇ ｉ ｌ ｉ ｏ ｅ — ｕｃｒ ｕ ｎ ｌ ｅ ｏ ｏ ｂ ｅ ｕ ｓｏ ｒ ｙ ａ ｎ ｏ ｅ ｉ ｉ
低渗透油藏支撑裂缝长期导流能力实验研究
收稿 １期 ２０ 一 １ ２ ； 回日期 ２ ０ — １ １ 。 ３ ０ ５ ｌ — １改 ０ ６ ０ — ８ 作者简介 ： 温庆志 ， ， ９ 男 １ ８年毕业于江汉石油学院石油工程专业 ， ９ 现为 中国石 油大学 （ 北京 ） 油气 田开发 工程专业在 读博士研究生 ， 事 从 低渗透油气田开发研究 。联系电话 ：００８７４９ ， ｍ ｉｗ ｎｉ ｚｉ ６ ．ｏ 。 （ １）９３５３Ｅ— ａ ：ｅｑｎ ｈ ｌ ｇ ＠１３ ｃ ｍ
２ 长期导流能力实验结果
铺砂浓度等参数时 ， 应充分考虑这些 因素带来 的负 面影响。结合 胜利 油区低 渗透 油藏 的特征 ， 应用 ２ １ 闭合压 力 的影响 ．
Ｆ Ｅ 一１０型裂缝导流仪 ， ＣＳ ０ 分别考察了几种主要 因 素的影响程度 ， 得到了相关的结论 ， 并提出了合理的
建议 。
实 验测试 了 ３ ， Ｏ ４ ， Ｏ和 ７ ＭＰ５个压 力 ５ ４， ５ ６ ０ ａ
点， 每个点测试 时间为 １ ２ ｈ ８— ０ 。从测试结果可 以
看出（ １ ， 图 ） 随着闭合压力 的增大 ， 导流能力逐步下
降； 当闭合压力较低时 ， 导流能力随着时间的增加下
１ 实验准备
维普资讯
・
９ ８・
油 气
地
质
与 采
收
率
２０ ３月 ０６年
力平均下降 １８ ｉ ２ ｅ ．６ ｍ ・ ｍ。 ￣
当于铺砂浓度减少了一层 ， 这就是导致 裂缝导流能
专
三 ８ ０
最
力迅速下降的原因。因此 ， 加大铺砂浓度 ， 可以降低 由于支撑剂嵌入对导流能力所造成 的影响。
温庆志， 张士诚， 李林地
支撑剂裂缝导流能力实验
支撑剂裂缝导流能力实验支撑剂是一种被广泛应用于油田开采中的一种化学药剂，其主要作用是提高油藏的采收率。
在油田开采中，支撑剂可以被注入到油藏中，填充油藏中的裂缝，增加油藏的渗透率，从而提高油井的产量。
然而，支撑剂注入后，裂缝的导流能力对于油田开采的效果也有着非常重要的影响。
为了研究支撑剂对裂缝导流能力的影响，我们进行了一系列的实验。
实验中，我们选取了不同类型的支撑剂，注入到具有不同类型和大小的裂缝中，观测注入后裂缝导流能力的变化。
实验结果表明，支撑剂对裂缝导流能力有着显著的影响。
我们发现支撑剂的类型对裂缝导流能力有着非常重要的影响。
在实验中，我们选取了两种不同类型的支撑剂进行注入，分别是有机支撑剂和无机支撑剂。
实验结果表明，有机支撑剂可以在裂缝中形成较为均匀的网状结构，填充裂缝中的空隙，从而显著提高裂缝的导流能力。
而无机支撑剂则很难填充裂缝中的空隙，导致裂缝的导流能力相对较弱。
我们还发现支撑剂的用量和注入方式也对裂缝导流能力有着非常重要的影响。
在实验中，我们选取了不同用量和注入方式的支撑剂进行注入，观测其对裂缝导流能力的影响。
实验结果表明，支撑剂的用量越大，填充裂缝的效果越好，裂缝导流能力也相应增强。
而注入方式对裂缝导流能力的影响则比较复杂，不同注入方式对裂缝导流能力的影响也不尽相同。
我们还研究了支撑剂注入后对油藏渗透率的影响。
实验结果表明，支撑剂的注入可以显著提高油藏的渗透率，从而提高油井的产量。
然而，注入过多的支撑剂可能会导致油藏中裂缝的封堵，从而反而降低油田的开采效率。
支撑剂对裂缝导流能力有着显著的影响。
在油田开采中，注入适量的支撑剂可以提高油藏的渗透率，从而提高油井的产量。
因此，在油田开采中，支撑剂的使用具有非常重要的意义。
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裂缝导流能力实验
一、 实验目的
1、了解支撑裂缝导流能力随闭合压力变化的规律，以及相同闭合压力条件
下不同铺砂层数导流能力的差异。
2、分别应用达西公式和二项式公式进行计算，分析结果的异同点，并说明
原因。
3、熟悉裂缝导流仪的操作及实验流程。
二、实验原理
裂缝的渗透率可由气体渗流的流量来反映，测量气体在不同入口和出口压力下的流量后，可通过气体径向渗流的达西公式来确定裂缝的导流能力。
三、 实验仪器和材料
1、仪器名称：裂缝导流仪，包括以下组成部分：压力试验机、空气压缩机、定值器、精密压力表、浮子流量计、岩心（钢板）模、游标卡尺、电子天平、放大镜。
2、材料：不同产地的石英砂和陶粒。
四、实验步骤
（1） 准备实验工作
1、在附表 1 中记录使用的砂子产地、粒径、名称及某温度下的气体粘度；
2、用游标卡尺量出岩心模的外径 ro 及孔眼的内径 re 记录附表 1 中，用作计算岩心模面积；
3、称一定重量的砂子（记下砂子的颗粒直径）均匀地铺在缠有铜网的岩心面上，要保持单层，铺完后用放大镜检查一下砂子是否铺的均匀和紧密。
然后称剩余砂子的重量，二者之差即为铺在岩心上的砂重，并按下式计算出支撑剂的浓度：
2=
单层支撑剂的重量
支撑剂浓度（g/cm ）铺有支撑剂岩心的面积
，将此浓度值记入表 1 中。
4、将上岩心片（孔眼向下）放于下岩心片的上方，然后上下岩心片放在试验机下承压板中心位置。
5、认真记录试验机载荷刻度盘上读出加载值。
图1岩心模型
（2） 岩心加压法
1、岩心放在下承压板上，用手旋转螺杆将上承压板合并，压住岩心模型，准备加载。
2、旋紧回油阀，按绿钮开机器，用送油阀慢慢加压，通过控制送油阀开启程度控制加压速度，当主动指针（黑针）转到 1.5 吨（或 1KN）时,将送油阀放慢关闭维持此点上，将定值器打开使气体进入浮子流量计中，同时浮子上升，调节定值器旋钮,使浮子指示到流量计刻度的最高度值。
送油阀继续开动，当指针加到所规定的吨数时，保持指针示数不变。
同时读出流量数 Q 和对应的压力 P （精密压力表示数）,记录在记录表中。
4、需要载荷分别依次加到
30KN 50KN （70KN）100KN （120KN）150KN （180KN）200KN 250KN 300KN
读出相应的 P，Q 值，用达西公式计算。
注意：在测点 7、12、18 吨（或 70、120、180KN）处，保持载荷不变，改变 P（调定值器阀），读出 Q, 每测点共记5 组数据于记录表中，用于二项式公式计算。
5、试验结束后，关送油阀，按红钮关电源，慢慢打开回油阀卸载，将岩心取出，观察支撑剂破碎情况。
6、双层支撑剂测定：将重量为岩心上铺设单层时支撑剂重量二倍浓度分量的支撑剂铺于岩心表面，依次按步骤（二）进行操作，测出不同载荷下的 P 及Q 值记入记录表中。
五、实验原始数据
裂缝导流能力模拟实验原始记录表
表1 基本参数
表3 定载荷下的流量与压力关系数据
六、实验结果计算
以单程，载荷=50KN 下的实验数据为例进行计算 （1）闭合压力计算
2
2
50000P =
80.92(/)9.863.052
kg cm ==⨯闭加压载荷（kg ）铺有支撑剂的岩心面积（cm ） （2）计算裂缝导流能力K f W
62222
00.8210 1.230 4.503ln 0.0178910ln
360020.455 1.2086()()(1.230)
o n e f i r Q P r K W m cm P P μμππ⨯+⨯⨯⨯⨯==
=⋅-⨯- 同理，可以其他加压载荷下的闭合压力和导流能力，计算结果如表4所示。
表4 不同载荷下的闭合压力和导流能力
图2 导流能力与闭合压力关系曲线
由关系曲线可以观察得到，单层数据最后一个数据点偏离曲线较远，可视为坏死点。
随着闭合压力的增大，裂缝的导流能力逐渐下降。
而且双层支撑剂的导流能力大于单层支撑剂的导流能力。
原因为随着闭合压力的增大，填砂逐渐被压实，孔缝体积减小，宏观体现为砂砾的导流能力下降。
（3）用二项式公式计算裂缝导流能力
二项式公式：
22
i
P P
A BQ
Q
-
=+
以定载荷为120KN的实验数据进行处理，得到表所示的处理结果。
表5 120KN载荷下(Pi2-P02)/Q与Q的值
以
22
i
P P
Q
-
为纵轴，Q为横轴，绘制如下，（因为单层的最后一组数据为坏死点，
将其去掉）
图3 二项式计算裂缝导流能力关系曲线
由上图3可知：单层A=0.0135，双层A=0.013（取绝对值） 则有，裂缝在120KN 载荷下 单层支撑剂导流能力为：
20.01789 4.503ln
ln 3.04()0.01350.455
o f e r K W m cm A
r μ
μ=
=⨯=⋅ 双层支撑剂导流能力为：
20.01789 4.503ln
ln 3.15()0.0130.455
o f e r K W m cm A
r μ
μ=
=⨯=⋅ 对比二项式计算结果和用达西公式求出的值，可以发现，两者相差较大。
二项式得到的导流能力明显大于达西公式得到的导流能力。
原因可能为
1）压力比较大，岩石砂砾为非均质性，对达西公式的计算结果产生较大偏
差；
2）在使用二项式公式进行计算时使用的是最小二乘法进行拟合，存在拟合
的精度误差；
3）对于气测渗透率，由于气体的膨胀和滑脱效应要对达西公式进行校正，
而实验中的公式未经校正。
七、思考题：
1、裂缝导流能力的概念。
答：形成的填砂裂缝宽度与缝中渗透率的乘积，代表填砂裂缝让流体通过的能 力。
2、画出致密地层内和微裂缝、高渗透地层压裂过程中井底压力变化曲线。
3、按照不同压裂施工阶段的任务，压裂液可分为哪几种，并简述其作用。
答：共分为三种：前置液，携砂液，顶替液。
（1）前置液：它的作用是破裂地层并造成一定几何尺寸的裂缝以备后面的携砂液进入。
在温度较高的地层里，它还可起一定的降温作用。
有时为了提高前置液的工作效率，在前置液中还加入一定量的细砂以堵塞地层中的微隙，减少液体的滤失；
（2）携砂液:它起到将支撑剂带入裂缝中并将支撑剂填在裂缝内预定位置上的作用。
在压裂液的总量中，这部分比例很大携砂液和其他压裂液一样，有造缝及冷却地层的作用。
携砂液由于需要携带密度很高的支撑剂，所以必须使用交联的压裂液(如冻胶等)
（3）顶替液:中间顶替液用来将携砂液送到预定位置，并有预防砂卡的作用；最后顶替液是注完携砂液后将井筒中全部携砂液顶替到裂缝中，以提高携砂液效率和防止井筒沉砂。
4、简述地面砂比的概念。
答：有两种不同的定义方法：一是单位体积混砂液中所含的支撑剂质量；另一种是支撑剂体积与压裂体积之比。
八、实验总结
通过本次实验，了解了支撑裂缝导流能力随闭合压力变化的规律，知道了不同铺砂层数导流能力的差异。
在利用达西公式和二项式公式进行计算时，会存在比较大的误差，是不同的计算模型的适用条件不同所造成的。
最后，十分感谢老师的悉心指导！。