纖維對(duì)通道壓裂支撐劑團(tuán)影響研究

摘 要： 通道壓裂技術(shù)作為一項(xiàng)新型的增產(chǎn)措施，其裂縫導(dǎo)流能力比常規(guī)壓裂高幾個(gè)數(shù)量級(jí)，在低滲透和非常規(guī)油氣藏的開發(fā)中取得了良好的效果。纖維在通道壓裂中具有固砂、攜砂、減阻、助返排等作用。實(shí)驗(yàn)研究了纖維長(zhǎng)度和濃度對(duì)支撐劑團(tuán)穩(wěn)定性的影響，優(yōu)選出纖維長(zhǎng)度6mm、濃度0.5%。壓裂液中纖維越長(zhǎng)、濃度越大，支撐劑團(tuán)沉降越慢，優(yōu)選壓裂液中加入纖維長(zhǎng)度為10mm，濃度為0.6%。實(shí)驗(yàn)結(jié)果對(duì)通道壓裂現(xiàn)場(chǎng)施工具有一定的指導(dǎo)意義。

關(guān)鍵詞：通道壓裂 纖維長(zhǎng)度 纖維濃度 支撐劑團(tuán) 通道率

中圖分類號(hào)：TE357 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1003-9082（2016）05-0298-01

高速通道壓裂是通過不均勻支撐劑充填來實(shí)現(xiàn)的。支撐劑顆粒之間不均勻鋪置形成支撐劑團(tuán)，提供油氣流動(dòng)的高導(dǎo)流通道，滲透率接近于無限大。通道壓裂有以下優(yōu)點(diǎn)：實(shí)現(xiàn)不均勻支撐劑充填；無支撐劑壓裂液和纖維束混合使用，事故率降低；由于支撐劑團(tuán)存在，擴(kuò)大壓裂區(qū)域，裂縫導(dǎo)流能力提高[1-3]。通道壓裂液中添加纖維后，增產(chǎn)效果顯著。纖維在通道壓裂中具有攜砂、固砂、減阻、助返排等作用。

一、纖維對(duì)支撐劑團(tuán)穩(wěn)定性影響

1.纖維長(zhǎng)度對(duì)支撐劑團(tuán)穩(wěn)定性的影響

實(shí)驗(yàn)方案：分別用長(zhǎng)度為4mm、6mm、10mm和12mm的聚乙烯醇纖維配置纖維濃度為0.9%的支撐劑團(tuán)，稱取質(zhì)量分別為1g、2g、3g、4g和5g的支撐劑團(tuán)各4個(gè)，把質(zhì)量相同的4個(gè)支撐劑團(tuán)同時(shí)加入裝有600ml水的大燒杯中，攪拌器的轉(zhuǎn)速調(diào)至1000r/min，持續(xù)時(shí)間4min，分別稱出4個(gè)支撐劑團(tuán)的質(zhì)量，取平均值。

圖1 纖維長(zhǎng)度對(duì)支撐劑團(tuán)穩(wěn)定性的影響

支撐劑與纖維均勻混合，形成空間網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的復(fù)合型支撐劑，能提高支撐劑團(tuán)的穩(wěn)定性。由圖1的單條曲線可見，纖維越長(zhǎng)，支撐劑團(tuán)的剩余百分比越大，即支撐劑團(tuán)穩(wěn)定性越好。當(dāng)纖維長(zhǎng)度超過6mm，支撐劑團(tuán)剩余質(zhì)量增加不明顯，因此纖維長(zhǎng)度最優(yōu)值為6mm。

2.纖維濃度對(duì)支撐劑團(tuán)穩(wěn)定性的影響

實(shí)驗(yàn)方案：用長(zhǎng)度為12mm的聚乙烯醇纖維分別配置纖維濃度為0.3%、0.5%、0.7%、0.9%和1.1%的支撐劑團(tuán)，實(shí)驗(yàn)過程與1.1中相同。

圖2 纖維濃度對(duì)支撐劑團(tuán)穩(wěn)定性的影響

由圖2單條曲線可見，纖維濃度越大，剩余質(zhì)量百分比越大，支撐劑團(tuán)越穩(wěn)定，支撐劑顆粒與更多的纖維相互纏繞成團(tuán)，形成的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)更加穩(wěn)固，支撐高速通道。當(dāng)纖維濃度達(dá)到0.5%時(shí)，支撐劑團(tuán)的穩(wěn)定性顯著提升，接近于峰值，超過此濃度后，穩(wěn)定效果增加不明顯。

通過優(yōu)選，在配置支撐劑團(tuán)時(shí)，應(yīng)用的纖維長(zhǎng)度和濃度分別選用6mm和0.5%。

二、壓裂液中纖維對(duì)支撐劑團(tuán)沉降的影響

1.壓裂液中纖維長(zhǎng)度對(duì)支撐劑團(tuán)沉降的影響

實(shí)驗(yàn)方案：分別用長(zhǎng)度為4mm、6mm、10mm和12mm的纖維配置壓裂液，纖維濃度為0.9%，倒入量筒，記錄不同質(zhì)量的支撐劑團(tuán)從量筒上方沉降到量筒底部的時(shí)間。

圖3 壓裂液中纖維長(zhǎng)度對(duì)支撐劑團(tuán)沉降的影響

由圖3可知：隨著纖維長(zhǎng)度的增加，支撐劑團(tuán)的沉降時(shí)間逐步增加，纖維增長(zhǎng)有利于網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的形成，更好地穩(wěn)砂固砂。當(dāng)纖維長(zhǎng)度為10mm時(shí)，實(shí)驗(yàn)效果較好。

2.壓裂液中纖維濃度對(duì)支撐劑團(tuán)沉降的影響

實(shí)驗(yàn)方案：分別配置濃度為0.3%、0.5%、0.7%、0.9%和1.1%纖維壓裂液，纖維長(zhǎng)度為12mm，記錄不同質(zhì)量的支撐劑團(tuán)從量筒上方沉降到量筒底部的時(shí)間。

圖4 壓裂液中纖維濃度對(duì)支撐劑團(tuán)沉降的影響

如圖4所示，當(dāng)支撐劑團(tuán)質(zhì)量為1g時(shí)，隨著纖維濃度的增大，沉降速率減小，有利于支撐劑團(tuán)在裂縫中的運(yùn)移，纖維濃度接近0.9%時(shí)，達(dá)到最佳效果。繼續(xù)增加纖維，沉降速率減小的幅度降低。隨著支撐劑團(tuán)質(zhì)量的增大，纖維濃度對(duì)其沉降速度的影響越來越小，沉降時(shí)間也越來越短。

三、結(jié)論

1.實(shí)驗(yàn)研究了纖維長(zhǎng)度和濃度對(duì)支撐劑團(tuán)穩(wěn)定性的影響，優(yōu)選出纖維長(zhǎng)度6mm、濃度0.5%，支撐劑團(tuán)穩(wěn)定性好。

2.壓裂液中纖維越長(zhǎng)、濃度越大，支撐劑團(tuán)沉降越慢。優(yōu)選壓裂液中加入纖維長(zhǎng)度為10mm，濃度為0.6%。

參考文獻(xiàn)

[1]劉向軍. 高速通道壓裂工藝在低滲透油藏的應(yīng)用[J]. 油氣地質(zhì)與采收率，2015，22（2）：122-126.

[2]許國(guó)慶，張士誠(chéng)，王雷，韓晶玉. 通道壓裂支撐裂縫影響因素分析[J]. 斷塊油氣田，2015，22（4）：534-537.

[3]鐘森，任山，黃禹忠，林立世. 高速通道壓裂技術(shù)在國(guó)外的研究與應(yīng)用[J]. 中外能源，2012，17（6）：39-42.

作者簡(jiǎn)介：邵俊杰，男，（1991-），碩士，主要從事油氣田儲(chǔ)層改造。