页岩缝内稠密暂堵颗粒运移沉降规律

作     者：陈青 黄志强 孔祥伟 陈明忠 谢广宇 徐敏 汤宇 李政澔 温帅 

作者机构：长江大学石油工程学院 油气钻完井技术国家工程研究中心(长江大学) 中国石油集团川庆钻探工程有限公司井下作业公司 

出 版 物：《断块油气田》 (Fault-Block Oil & Gas Field)

年 卷 期：2024年

学科分类：0820[工学-石油与天然气工程] 08[工学] 082002[工学-油气田开发工程] 

基　　金：中石油川庆钻探工程有限公司“压裂靶向暂堵关键施工参数优化设计技术及现场试验”(CQCJ-2001-06) 

主　　题：页岩 缝内暂堵压裂 有利封堵位置 CFD-DDPM耦合 暂堵颗粒运移 

摘      要：页岩缝内暂堵压裂的关键在于通过暂堵形成沟通层理和天然裂缝的复杂分支，但关于缝内暂堵颗粒是否能被输送至有利封堵位置的研究尚不充分。为明确缝内暂堵颗粒的输送规律，考虑压裂液携带暂堵颗粒的流动型态，基于流体力学和离散元理论，建立CFD-DDPM耦合模型，研究了压裂液排量、黏度、粒径、用液强度和加砂强度对页岩缝内暂堵颗粒运移沉降规律的影响。结果表明：压裂液排量和用液强度能增强压裂液的携带能力，增大暂堵颗粒的运移距离；较小的暂堵颗粒会受到更强的压裂液剪切力，运移速度较快，而大粒径颗粒易沉降于裂缝底部；较高的加砂强度则有利于缝内暂堵带的快速形成；高黏度压裂液具有增强的悬浮能力，能有效防止颗粒过早沉降。与DPM、DEM模型相比，DDPM模型兼具颗粒的离散性和粒间相互作用，在模拟稠密暂堵颗粒运移时具有较高的精度和准确性。经实际应用验证，该文研究成果对于提高页岩暂堵压裂的效率具有重要意义。