成理工采油工程实验指导05裂缝导流能力实验.docx

实验五裂缝导流能力实验水力压裂已是目前各油田提高油气井产量、增加可采储量、充分挖掘油气田潜力的有效措施。随着水力压裂工艺的日趋成熟，关于压裂机理的实验研究也迅速发展起来裂缝导流能力是指裂缝传导（输送）流体的能力。一般认为，裂缝导流能力与地层闭合压力、岩石硬度有关，也与选用支撑剂的性质和支撑剂在裂缝中的分布及排列层数（指单位裂缝面的支撑剂量，单位公斤/米2）有关。但鉴于地层闭合压力与岩石硬度在既定井深和地层特性条件下为定值，所以支撑剂的类型、强度、粒径、质量以及支撑剂在裂缝中的分布和排列层数即成为影响裂缝导流能力大小的主要因素。支撑裂缝导流能力的大小，一般以裂缝支撑剂层的渗透率与裂缝宽度的乘积为衡量其大小的定量指标。支撑裂缝导流能力实验，是一个关于压裂机理研究的室内实验。其装置是模拟压裂中形成的支撑裂缝在闭合压力、地层温度及液体影响下，研究其导流能力变化的规律和影响因素的主要设备。本实验对本科生是选开实验，对研究生可以为设计型实验。同时，在本科生的毕业设计中可以成为较好的设计实验项目。一、实验目的在压裂工艺设计中，对于所要求的增产比，保证必要的支撑裂缝的导流能力将是一个关键性的设计依据。本实验就是试图从机理上回答一如何才能保证支撑裂缝具有较高的导流能力这一问题。通过模拟实验研究可以找到影响导流能力的主要因素（如支撑剂强度、浓度、粒径等）和提高其导流能力的主要途径，为加砂压裂施工提供合理的工艺参数，使压裂取得好的效果。二、实验内容1、研究在一定模拟温度和闭合压力的情况下，试验各种支撑剂的抗压强度、破碎率、支撑剂嵌入裂缝的深度2、研究在一定模拟温度和闭合压力的情况下，模拟裂缝支撑剂铺置不同时，短期或长期导流能力变化规律。3、分析研究支撑剂类型、粒径、铺置浓度、地层温度、闭合压力、岩石硬度等因素对支撑裂缝导流能力的影响。4、测定压裂液对支撑裂缝导流能力的影响。三、实验原理一般认为，水力压裂施工所获得的增产效果取决于支撑剂的有效性。当张开裂缝在闭合压力下重新闭合时,而支撑剂使用权裂缝面保持张开。充满支撑剂的裂缝改善了井底附近的渗流状况,从而使油气井的产量增加。油气层水力压裂的增产效果（即增产倍数），取决于支撑裂缝的有效长度，以及支撑裂缝的导流能力。裂缝导流能力与增产率的关系曲线见图51所示。O11三1.H删7H/图51.垂直裂绛增产宓曲线由图可知：1、支撑裂缝的有效长度越长，支撑裂缝和导流能力越高，则油井的增产倍数越大。2、对于渗透率较高的油层，因不易获得较大的（KfWf/Ko）比值，一般位于横坐标200左侧，故压裂的效果，更依赖于裂缝导流能力的大小。如果能确定KfWf与地层闭合压力、岩石硬度、砂粒的直径、砂粒排列层数等因素间的定量关系式，并找出影响KfWf的主要因素，就可以人为的控制某些主要因素（如排列层数）来满足增产倍数对导流能力的要求。本实验就是试图模拟水平裂缝（或垂直裂缝）地层温度、地层上复岩石压力下，不同类型支撑剂所支撑的裂缝导流能力。由各种实验条件下支撑裂缝的导流能力（即KfWf值），可以分析得出导流能力的变化规律以及影响因素。注：由于该套实验仪器费用较高、利用率较低、设计生产难度均较大，目前国内还没有定型产品，所以该实验哲无法开设。与仪器配套的实验步骤、实验装置流程及注意的问题也就应根据将来所购买的仪器再进行具体的编写。