关于页岩气压裂施工砂堵原因研究

关于页岩气压裂施工砂堵原因研究

页岩气压裂施工是一种常用的增产技术，通过将高压液体注入页岩层中，使其裂开并

形成高渗透通道，从而提高页岩气的产量。在压裂过程中，有时会出现砂堵现象，即注入

液中的颗粒物质在裂缝中聚集，导致裂缝通道部分或全部被阻塞，从而减小产能。本文将

对页岩气压裂施工砂堵的原因进行研究。

1. 砂堵物质的来源：页岩气压裂施工中，主要使用的砂砾颗粒物质来自于压裂液中

的砂颗粒和地层中的砂屑。在注入液进入裂缝时，由于流动速度的变化和裂缝中颗粒物质

的悬浮状态，砂颗粒易聚集成砂堵。

2. 流动状态的影响：砂堵与液相流态的流速和流动方式密切相关。当流速较低时，

颗粒物质易聚集在裂缝中，形成砂堵。而当流速较高时，颗粒物质的悬浮状态更容易维持，砂堵现象相对较少。

3. 砂堵与压裂液性质：压裂液性质对砂堵产生影响。黏度较高的压裂液会增加颗粒

物质的聚集能力，因为黏度较高的液相更容易与颗粒物质发生碰撞和聚集，从而形成砂

堵。

4. 地层裂缝山脊与低渗透区域：在页岩气压裂施工中，裂缝通道的形成是提高产能

的关键。并非所有裂缝通道都能提供足够的气体通道。在基于地质和流动特征的模拟实验中，发现在具有山脊形状的裂缝中更容易形成砂堵。当裂缝中存在山脊时，液相流速分布

不均匀，容易形成砂堵。

5. 液／固相互作用：裂缝中的固相颗粒物质在液相作用下，会发生沉积和沉降。当

颗粒物质从液相中沉降时，易聚集在裂缝中形成砂堵。

页岩气压裂施工砂堵产生的原因与砂堵物质的来源、流动状态、压裂液性质、地层裂

缝形态以及液／固相互作用密切相关。针对这些原因，可采取一系列的措施来减少砂堵的

发生，如调整压裂液性质、改变施工参数、优化设计等，从而提高页岩气压裂施工的效

果。