高阶煤支撑剂嵌入模型

作     者：张遂安 曹立虎 谭扬军 刘岩 王伟 黄兆鑫 

作者机构：中国石油大学(北京)煤层气研究中心 气体能源开发与利用教育部工程研究中心北京102249 

出 版 物：《科技导报》 (Science & Technology Review)

年 卷 期：2014年第32卷第14期

页      面：54-58页

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：国家科技重大专项(2011ZX05034-003 2011ZX05061 2011ZX05062 2011ZX05063) 

主　　题：高阶煤 坚固性系数 支撑剂嵌入 缝宽模型 压嵌模型 

摘      要：支撑剂嵌入煤层会损害压裂支撑裂缝导流能力。目前关于煤岩支撑剂嵌入的研究主要为实验研究,缺乏相应的理论数值计算模型。为此,对沁水盆地端氏、曲堤和候村高阶煤层的支撑剂进行嵌入实验,分析了闭合压力和煤岩坚固性系数对支撑剂嵌入的影响;根据Langmuir定律,推导出二维多层支撑剂嵌入煤岩的缝宽模型和压嵌模型,利用实验数据对模型进行了验证。结果表明:支撑剂嵌入煤岩时,存在临界嵌入压力,煤岩坚固性系数越小,临界嵌入压力越小,支撑剂越易嵌入煤岩;在闭合压力小于30 MPa时,支撑剂嵌入煤岩程度小于支撑剂粒径的1/2时,模型计算结果与实验测试结果相似程度较高,推导出的缝宽模型和压嵌模型能有效指导沁水盆地高阶煤层的水力压裂施工设计。