填砂裂縫的導(dǎo)流能力課件

1、第三節(jié) 支撐劑 教學(xué)目的 掌握填砂裂縫的導(dǎo)流能力的含義，了解對(duì)支撐劑性能的要求，及支撐劑的類(lèi)型，掌握支撐劑在裂縫內(nèi)的分布情況，了解支撐劑的選擇條件。教學(xué)重點(diǎn)、難點(diǎn)教學(xué)重點(diǎn) 1、填砂裂縫的導(dǎo)流能力 2、支撐劑性能要求及類(lèi)型 3、支撐劑的選擇教學(xué)難點(diǎn) 支撐劑在裂縫內(nèi)的分布教法說(shuō)明課堂講授并輔助以多媒體課件展示相關(guān)的數(shù)據(jù)和圖表教學(xué)內(nèi)容 1、支撐劑的性能要求 2、支撐劑的類(lèi)型 3、支撐劑在裂縫內(nèi)的分布 4、支撐劑的選擇第三節(jié) 支撐劑填砂裂縫的導(dǎo)流能力： 在油層條件下，填砂裂縫滲透率與裂縫寬度的乘積，常用FRCD表示，導(dǎo)流能力也稱(chēng)為導(dǎo)流率。一、支撐劑的性能要求(1)粒徑均勻，密度小(2)強(qiáng)度大，破碎率小

2、(3)圓度和球度高(4)雜質(zhì)含量少(5)來(lái)源廣，價(jià)廉二、 支撐劑的類(lèi)型按其力學(xué)性質(zhì)分為兩大類(lèi)：脆性支撐劑如石英砂、玻璃球等特點(diǎn)是硬度大，變形小，在高閉合壓力下易破碎韌性支撐劑如核桃殼、鋁球等特點(diǎn)是變形大，承壓面積大，在高閉合壓力下不易破碎目前礦場(chǎng)上常用的支撐劑有兩種：一是天然砂；二是人造支撐劑（陶粒）。(一)天然砂主要礦物成分是粗晶石英適用于淺層或中深層的壓裂，成功率很高。(二)人造支撐劑(陶粒)礦物成份是氧化鋁、硅酸鹽和鐵鈦氧化物形狀不規(guī)則，強(qiáng)度很高，適用于深井高閉合壓力的油氣層壓裂。陶粒的密度很高，特別在深井條件下由于高溫和剪切作用，對(duì)壓裂液性能的要求很高。(三)樹(shù)脂包層支撐劑中等強(qiáng)度，密

3、度小，便于攜砂與鋪砂。三、支撐劑在裂縫內(nèi)的分布支撐劑在裂縫內(nèi)的分布規(guī)律隨裂縫類(lèi)型(水平、垂直縫)和攜砂液性能而異。(一)全懸浮型支撐劑分布高粘壓裂液：壓裂液粘度足以把支撐劑完全懸浮起來(lái)，在整個(gè)施工過(guò)程中沒(méi)有支撐劑的沉降，停泵后支撐劑充滿(mǎn)整個(gè)裂縫內(nèi)，因而攜砂液到達(dá)的位置就是支撐裂縫的位置。裂縫內(nèi)的砂濃度(裂縫內(nèi)砂比)：是指單位體積裂縫內(nèi)所含支撐劑的質(zhì)量。裂縫閉合后的砂濃度(鋪砂濃度)：指單位面積裂縫上所鋪的支撐劑質(zhì)量。地面砂比：?jiǎn)挝惑w積混砂液中所含的支撐劑質(zhì)量?；蛑蝿w積與壓裂液體積之比。 假設(shè)地面每注入體積為VF(m3)的含砂液體為一個(gè)處理單元，時(shí)間t是注入此單元所需的時(shí)間。單元含砂液中濾失

4、的體積百分?jǐn)?shù)：濾失體積百分?jǐn)?shù)：經(jīng)濾失后的縫內(nèi)砂濃度： 在忽略裂縫內(nèi)流動(dòng)阻力的情況下，可以認(rèn)為裂縫內(nèi)的FRCD從縫端到井底是線(xiàn)性增加的，因而要求砂濃度呈線(xiàn)性增加。支撐面積很大，能最大限度地將壓開(kāi)的面積全部支撐起來(lái)。全懸浮型支撐劑分布特點(diǎn)：適合于低滲透率地層，不需要很高的填砂裂縫導(dǎo)流能力就能有很好的增產(chǎn)效果。(二)沉降型支撐劑分布由于剪切和溫度等降解作用,攜砂性能并不能達(dá)到全懸浮 部分支撐劑隨攜砂液一起向縫端運(yùn)動(dòng)，部分可能沉降下來(lái)支撐劑沉降速度、砂堤堆起高度等都與裂縫參數(shù)有關(guān)1.支撐劑在縫高度上的分布 固體顆粒主要受到水平方向液體攜帶力、垂直向下重力以及向上浮力的作用 顆粒相對(duì)于攜帶液有沉降運(yùn)動(dòng)平

5、衡狀態(tài):當(dāng)液體的流速逐漸達(dá)到使顆粒處于懸浮狀態(tài)的能力時(shí)，顆粒處于停止沉降的狀態(tài)。平衡流速：平衡時(shí)的流速，也即攜帶顆粒最小的流速。注入濃度圖6-10 顆粒在縫高上的濃度分布沉降下來(lái)的的砂堤，在平衡狀態(tài)下砂堤的高度為平衡高度砂堤面上的顆粒滾流區(qū)懸浮區(qū)，顆粒分布不均勻，存在濃度梯度無(wú)砂區(qū)增加地面排量 、與區(qū)均將變薄，區(qū)則變厚流速足夠大 區(qū)可能完全消失再增加排量 濃度梯度剖面消失，成為均質(zhì)的懸浮流2.平衡流速平衡流速砂堤的平衡高度利用顆粒自由沉降速度與阻力速度的比值，先得到阻力速度，再求出平衡流速。阻力速度牛頓液體非牛頓液體阻力速度與平衡流速的關(guān)系:層流紊流混砂液密度砂比S表示加砂濃度，砂比是砂堆體積與壓裂液體積之比。3.砂堤的堆起速度當(dāng)縫中流速達(dá)到平衡流速時(shí)，砂堤停止增高，處于平衡狀態(tài)砂堤的堆起速度與砂堤上面過(guò)流高度的變化方向相反4.平衡時(shí)間假設(shè)砂堤達(dá)到平衡高度的95，認(rèn)為已達(dá)到平衡高度四、支撐劑的選擇支撐劑的選擇主要是指選擇其類(lèi)型和粒徑選擇的目的是為了達(dá)到一定的裂縫導(dǎo)流能力對(duì)低滲地層，水力壓裂應(yīng)以增加裂