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粗糙壁面压裂裂缝内支撑剂运移铺置特征

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采用铸模工艺对岩石露头粗糙劈裂裂缝面进行立体重建,搭建大型可视化粗糙裂缝实验装置并开展支撑剂运移实验,研究粗糙壁面裂缝内支撑剂运移铺置的典型特征及其内在机制,分析裂缝倾斜程度、裂缝宽度以及压裂液黏度对支撑剂在粗糙裂缝内运移铺置的影响规律.研究表明:裂缝的粗糙特征会引起流道形状和流体流动模式的改变,导致支撑剂运移时易发生桥接堆积并形成未充填区,携砂液出现窜流、反向流和绕流等多种复杂流动形式,并影响砂丘堆积的稳定性;支撑剂在倾斜粗糙裂缝内具有更高的铺置率,实验中相较于垂直裂缝其铺置率最大增加了22.16个百分点,但砂丘的稳定性差;缝宽减小会加剧支撑剂的桥接堆积并导致更高的泵注压力;增大压裂液黏度能够减轻裂缝面粗糙特征引起的支撑剂桥接堆积.
Characteristics of proppant transport and placement within rough hydraulic fractures
A three-dimensional reconstruction of rough fracture surfaces of hydraulically fractured rock outcrops is carried out by casting process,a large-scale experimental setup for visualizing rough fractures is built to perform proppant transport experiments.The typical characteristics of proppant transport and placement in rough fractures and its intrinsic mechanisms are investigated,and the influences of fracture inclination,fracture width and fracturing fluid viscosity on proppant transport and placement in rough fractures are analyzed.The results show that the rough fractures cause variations in the shape of the flow channel and the fluid flow pattern,resulting in the bridging buildup during proppant transport to form unfilled zone,the emergence of multiple complex flow patterns such as channeling,reverse flow and bypassing of sand-carrying fluid,and the influence on the stability of the sand dune.The proppant has a higher placement rate in inclined rough fractures,with a maximum increase of 22.16 percentage points in the experiments compared to vertical fractures,but exhibits poor stability of the sand dune.Reduced fracture width aggravates the bridging of proppant and induces higher pumping pressure.Increasing the viscosity of the fracturing fluid can weaken the proppant bridging phenomenon caused by the rough fractures.

reservoir fracturingrough fractureproppanttransport and placement characteristicsbridging buildup

黄海、郑永、王毅、王海柱、倪军、王斌、杨兵、张文通

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西安石油大学石油工程学院,西安 710065

陕西省二氧化碳封存与提高采收率重点实验室,西安 710075

陕西省油气井及储层渗流与岩石力学重点实验室,西安 710065

中国石油塔里木油田公司油气田产能建设事业部,新疆库尔勒 841000

中国石油大学(北京)油气资源与工程全国重点实验室,北京 102249

陕西延长石油(集团)有限责任公司,西安 710075

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储层压裂 粗糙裂缝 支撑剂 运移铺置特征 桥接堆积

国家重点研发计划陕西杰出青年科学基金陕西省创新能力支撑计划陕西省自然科学基础研究计划国家自然科学基金国家自然科学基金

2022YFE01372002022JC-372023-CX-TD-312024JC-YBQN-03815187424052204021

2024

10.11698/PED.20230545

石油勘探与开发
中国石油天然气股份有限公司勘探开发研究院 中国石油集团科学技术研究院

石油勘探与开发

CSTPCD北大核心
影响因子：4.977
ISSN：1000-0747
年,卷(期)：2024.51(2)
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