加纤维压裂支撑裂缝导流能力实验研究
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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
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２ １５ ２ １５
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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
学 术 研 讨
红 科 技 ２ １年第４ ０ ２ 期
加纤维压裂支 撑裂 缝导流能 力实验研 究
曲 占 庆 翟 恒 立 温 庆 志 胡 蓝 霄
中 国 石 油 大 学 （ 东 ）石 油 工 程 学 院 华 ．
摘 要
２ ６ ０ 山 东 青 岛 ６０ ０
水力压 裂是 油水井进 行增产增 注的有 效措 施 ，其 目的是在地 层形成高导流能 力的裂缝 ，包括水力压 裂形成 的支撑 裂缝和
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（ ） 裂缝导流能力为 ： ２
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２ 实验 结 果及 分 析
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（ 式２）
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（ ）单一支撑剂粒 径。该组实 验的 目的是 研究单一 支撑剂粒径 １ 对导 流能 力的 影响 。实验 采用 强度均 为６ＭＰ ，粒径 分别 为２ ～ ０ ９ ａ ０ ４ 目、 ～６ 目和 ６Ｊ ０ 目 的 支 撑 剂 。 在 常 温 下 ，铺 砂 浓 度 为 ０ ｆ～１０ ８ ｇ ２ 测得 的导流能 力变化 ，实验结 果如图２ ｋ／ ， ｍ 所示。
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图４ 不 同 纤 维质 量浓 度 时损 失 率 随 闭合 压 力 的 变化 曲 线
从 图３ 可以看出 ，随着纤维质量浓度的增大 ，使得导流能 力下 和４ 降。并且 ， 着闭合压力的增大 ，下降速率慢慢 减小。 随 掺 入纤维之后 ，对支撑剂充填层的导流能 力造成影 响的主要是 两 个 因素 ：纤维分散状态和闭合压力 。在低 闭合压 力时 ， 是纤维起 主要 作 用 ；在高闭合压力时 ，是闭合压力和纤维共 同起主要作用 。由于纤 维并不 是很理 想的的分散在支撑剂充填层 中，相 比于未掺 入纤维 时 ，
介 质 粒径 ． ｎ ｍ ｃ ｔ
２ ～４ ０ ０ ２ ～４ ０ ０ ２ ～４ ０ ０
沙量， ｇ
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浓度 ， ｋ／ ｇ ｍ
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温度。度 ， ％
１ 实验 仪 器及 实 验原 理
１１ 实验 仪 器 ．
４ 一０ （ ６ 目和６ ～１０ ） ０ ０ 目的支撑剂 ，下降率 分别为７ ． ％和６ ． ％。因 ２３ ２ ８７ ８ 此可以看到 ，随着闭合压力 的增大 ， 导流能 力的下降率是很大的。因 此 ，在选择 支撑剂 的粒径 时 ，要 充分对地 层 的闭合压 力有清楚 的认 识 ，选择合适的 支撑剂粒径 。 （ 纤维质 量浓 度 。该组 实验采用２ ～ （ ２） ０ ４ 目的支撑 剂按 铺砂浓 】 度 为８ ｇ 。 ｋ ／ ，纤 维质 量浓度 分别 为０ 、５ 、１ ％和 ｌ ％。在 常温 ｍ ％ ％ ０ ５ 下 ，测得的导流能力变化 。实验方案 表见表 ｌ 实验结果如 图３ ， 。
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图３ 不 同纤维质量浓度时导流能力随闭合压力的 变化曲线
可 以计算 出 ，相比于纤 维质 量浓度 为０ ％时 ，支撑 裂缝导流能 力
的损失率 ，绘制 出曲线 ，如 图４ 示。 所
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图２ 不同单一粒径导流能力随闭合压力的关 系曲线
有 一部分别渗流通道被纤维 占据 ，在渗流断面上 ，支撑 剂颗粒 所 占的 面 积份 额减小 ，因而 ，导流能力减小 。在 高闭合压力之 下 ，支撑剂充 填层被 充分压实 ，纤维所 占的渗流截面进一步增 大，占据更多的渗流 通道 ，因而 ， 这两个 因素的共同作 用下 ，导流能力减小。 在
低渗透 油藏 气流动孔 喉半径小 ，渗透率低 ，单井低产 ，采油速度 小 ，采 出程度低 ， 水困难 ，递减严重。基质渗透率低是低渗透储层 注 最 主要 的表现 。对这类储层的开发 ，基本都要进行 压裂 改造。虽然压
裂的种类很多 ，但是决定压裂成败 的条件是能 否在储层中产生一条高 导 流能 力的裂缝 ，所以要对影响导流能力 的因素进 行研 究。本文通过 实验 的方 法对 影响导 流能力的因素进行了研究。
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 。
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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
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图 １ 裂 缝 长 期 导 流 能 力评 价 系统
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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
学 术 研 讨
红 科 技 ２ １年第４ ０ ２ 期
加纤维压裂支 撑裂 缝导流能 力实验研 究
曲 占 庆 翟 恒 立 温 庆 志 胡 蓝 霄
中 国 石 油 大 学 （ 东 ）石 油 工 程 学 院 华 ．
摘 要
２ ６ ０ 山 东 青 岛 ６０ ０
水力压 裂是 油水井进 行增产增 注的有 效措 施 ，其 目的是在地 层形成高导流能 力的裂缝 ，包括水力压 裂形成 的支撑 裂缝和
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（ ） 裂缝导流能力为 ： ２
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２ 实验 结 果及 分 析
ｐ ｃｌ ｍ ・ｎ
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（ ）单一支撑剂粒 径。该组实 验的 目的是 研究单一 支撑剂粒径 １ 对导 流能 力的 影响 。实验 采用 强度均 为６ＭＰ ，粒径 分别 为２ ～ ０ ９ ａ ０ ４ 目、 ～６ 目和 ６Ｊ ０ 目 的 支 撑 剂 。 在 常 温 下 ，铺 砂 浓 度 为 ０ ｆ～１０ ８ ｇ ２ 测得 的导流能 力变化 ，实验结 果如图２ ｋ／ ， ｍ 所示。
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图４ 不 同 纤 维质 量浓 度 时损 失 率 随 闭合 压 力 的 变化 曲 线
从 图３ 可以看出 ，随着纤维质量浓度的增大 ，使得导流能 力下 和４ 降。并且 ， 着闭合压力的增大 ，下降速率慢慢 减小。 随 掺 入纤维之后 ，对支撑剂充填层的导流能 力造成影 响的主要是 两 个 因素 ：纤维分散状态和闭合压力 。在低 闭合压 力时 ， 是纤维起 主要 作 用 ；在高闭合压力时 ，是闭合压力和纤维共 同起主要作用 。由于纤 维并不 是很理 想的的分散在支撑剂充填层 中，相 比于未掺 入纤维 时 ，
介 质 粒径 ． ｎ ｍ ｃ ｔ
２ ～４ ０ ０ ２ ～４ ０ ０ ２ ～４ ０ ０
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５ １ ６ ５ １ ６ ５ １ ６
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１ 实验 仪 器及 实 验原 理
１１ 实验 仪 器 ．
４ 一０ （ ６ 目和６ ～１０ ） ０ ０ 目的支撑剂 ，下降率 分别为７ ． ％和６ ． ％。因 ２３ ２ ８７ ８ 此可以看到 ，随着闭合压力 的增大 ， 导流能 力的下降率是很大的。因 此 ，在选择 支撑剂 的粒径 时 ，要 充分对地 层 的闭合压 力有清楚 的认 识 ，选择合适的 支撑剂粒径 。 （ 纤维质 量浓 度 。该组 实验采用２ ～ （ ２） ０ ４ 目的支撑 剂按 铺砂浓 】 度 为８ ｇ 。 ｋ ／ ，纤 维质 量浓度 分别 为０ 、５ 、１ ％和 ｌ ％。在 常温 ｍ ％ ％ ０ ５ 下 ，测得的导流能力变化 。实验方案 表见表 ｌ 实验结果如 图３ ， 。
Ｋ ：—
图３ 不 同纤维质量浓度时导流能力随闭合压力的 变化曲线
可 以计算 出 ，相比于纤 维质 量浓度 为０ ％时 ，支撑 裂缝导流能 力
的损失率 ，绘制 出曲线 ，如 图４ 示。 所
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图２ 不同单一粒径导流能力随闭合压力的关 系曲线
有 一部分别渗流通道被纤维 占据 ，在渗流断面上 ，支撑 剂颗粒 所 占的 面 积份 额减小 ，因而 ，导流能力减小 。在 高闭合压力之 下 ，支撑剂充 填层被 充分压实 ，纤维所 占的渗流截面进一步增 大，占据更多的渗流 通道 ，因而 ， 这两个 因素的共同作 用下 ，导流能力减小。 在
低渗透 油藏 气流动孔 喉半径小 ，渗透率低 ，单井低产 ，采油速度 小 ，采 出程度低 ， 水困难 ，递减严重。基质渗透率低是低渗透储层 注 最 主要 的表现 。对这类储层的开发 ，基本都要进行 压裂 改造。虽然压
裂的种类很多 ，但是决定压裂成败 的条件是能 否在储层中产生一条高 导 流能 力的裂缝 ，所以要对影响导流能力 的因素进 行研 究。本文通过 实验 的方 法对 影响导 流能力的因素进行了研究。