非常规储层压裂支撑剂高效铺置技术研究与实践.pptxVIP

非常规油气压裂支撑剂高效铺置技术研究与实践;汇报提纲;;;现象二：致密气采用高密度压裂技术，平均单井产量提升7倍以上，但递减较快；同时部分井压后大量出砂情况，单井最大出砂量达到180m3（出砂率6.7%）。;问题一：大量支撑剂堆积在主裂缝，分支缝进液不进砂，有效支撑体积小

页岩压裂产生大量次级裂缝、诱导裂缝和天然裂缝的次生裂缝网络（50-200μm），在压裂过程中会吸取高达70-90％的液体总量。

目前常规粒径支撑剂尺寸难以进入这些裂缝网络，次生裂缝网络将有可能收缩和闭合，使得大部分改造体积（SRV）在生产阶段失效。;复杂动态缝宽尺寸分布;问题二：支撑剂平面上输送距离短，纵向上快速沉降在裂缝下部，且砂堤稳定性差

（1）压裂液粘度低，支撑剂沉降速度快，支撑剂输送距离短

粘度越小，悬浮的支撑剂越少，支撑剂运移距离越近；

流体从高粘变为低粘时，沉降坡面角显著提高，说明流体的携带能力显著减弱；

粘度越小，入口无砂区越小，入口坡面角越大，说明入口受射流的冲刷越弱。;（2）排量、粘度、粒径等工程参数和材料的参数不匹配，砂堤稳定性差

支撑剂砂堆稳定性判别实质上为流体冲刷后砂堆的变化程度；

小粒径、高粘度、大排量下支撑剂砂堆更稳定。;（3）低粘滑溜水压裂时纤维逸出率高，支撑剂沉降剖面和缝长改善效率低

前期实验和实践表明纤维可改善支撑剂沉降剖面，提高支撑剂铺置长度。

但纤维和支撑剂以及压裂液的难以有效耦合，纤维会在压裂液中大量逸出，特别是滑溜水体系里面。纤维不但没有效果，反而对返排、携砂、生产造成危害。

如：低粘滑溜水中，纤维在压裂液中逸出率达50%，严重影响携砂能力，达不到预期效果。;四、非常规油气体积压裂高效铺置解决思路;汇报提纲;一、建立了一套基于PIV的支撑剂输送铺置机理研究实验系统及评价方法;2、建立了粒子图像分离和固-液两相速度场算法，实现了两相流场定量化表征

建立了以粒子图像增强-两相粒子分离-两相速度解释为核心的缝内两相粒子图像解释算法，通过对原始图像的像素级分析与处理，实现了缝内支撑剂与压裂液的速度表征。

通过硬件装置研发，联合测试实验方法构建、两相速度解释程序建立，形成了一整套研究支撑剂输送机理的物模系统及评价方法，实现对支撑剂输送研究从定性到定量的跨越。;1、揭示了特征区域压裂液的流动机理

单相流场测试表明，流体在缝内流动过程中呈现出由高速向低速、由复杂向稳定的变化规律。

根据涡强分布，将流场分为射流强涡区、紊流过渡区和稳定发展区。

相应，支撑剂在裂缝内发生沉降的支撑剂运动状态大致划分为近井地带紊流阶段、近井地带堆积阶段和充分发展阶段。;;3、获取了主裂缝中支撑剂输送铺置规律

开展了实验室尺度下不同泵注排量、支撑剂性质、流体性质等工况下主裂缝中支撑剂铺置规律，获得了主缝中不同位置的铺置高度变化规律。支撑剂在低粘滑溜水输送过程，沉降堆积是必然现象，裂缝远端和高度方向上缺乏有效支撑。低粘情况下需寻求辅助手段改变铺置状态。;4、明确了纤维辅助携砂可调控主裂缝中支撑裂缝形态

通过“变排量+变黏度+变密度+纤维辅助”工艺试验，明确了纤维可以有效调控支撑剂砂堤形态，极大了提高支撑剂输送能力，改善了支撑裂缝铺置剖面。

Ⅰ型;认识一：近井地带流动模式对运移铺置过程影响较大，可从材料、泵注过程对其调控

缝口各种尺度的旋涡主导了支撑剂的运动和沉降模式，实验发现，可以通过液体黏度、射孔方式和泵注模式对缝口射流偏转角、涡结构进行调整，进而控制支撑剂铺置过程。;认识二：粉砂及以上粒径支撑剂入次缝能力弱，需泵入更小粒径支撑剂

70/140目石英砂进入1mm次缝后，形成较大的沉降坡面角，表明“滚落”和“悬浮”对其入缝过程同样重要，且在次缝中运移距离较短。

100/200目石英砂坡面角较小，表明其“悬浮”入缝概率更大，运移沉降距离更远。;认识三：通过材料、泵注工艺可以实现缝内支撑长度或者高度的调整，但难以大幅度提高支撑体积，需要考虑引入辅助材料调节支撑剂颗粒群的微观结构

滑溜水携砂时支撑剂会在裂缝中形成紧实堆积体（体积分数约0.6），有限的注入无法形成全缝铺置。

以纤维为骨架，可以构建支撑剂团的松散堆积体，有效提高铺置体积。;五、形成全缝支撑剂高效铺置技术;核心材料研发——悬砂曳丝;核心材料研发——结构稳定剂

采用石墨烯纳米材料技术研发专利产品—结构稳定剂，结构稳定剂与悬砂曳丝、聚合物均有较强的吸附结合作用，因此结构稳定剂能增强聚合物在悬砂曳丝表面结合力，通过聚合物在溶液中形成空间网状结构。;五、形成全缝支撑剂高效铺置技术;五、形成全缝支撑剂高效铺置技术;五、形成全缝支撑剂高效铺置技术;2、微纳米颗粒支撑工艺

技术理念：基于支撑剂入缝条件，利用微细颗粒（200/400目）粒径小、密度低的特点，进入并支撑次生微裂缝，在次生微裂缝形成不连续点状或