文献类型：学位论文

作　　者：徐阳

导　　师：曲海 吴峙颖

授予单位：重庆科技学院

学科专业：石油与天然气工程

授予学位：硕士

学位年度：2024

语　　种：中文

摘　　要：水力压裂是非常规油气开采中提高油气采收率必不可少的环节，支撑剂的铺置效果对于裂缝的导流能力以及储层的开发效率和产量有着决定性的影响。裂缝表面粗糙程度会极大地影响支撑剂的运移和分布。本研究采用物理实验与数值模拟相结合的方法，将支撑剂颗粒微观运动轨迹和砂床宏观变化过程相结合，揭示支撑剂在粗糙裂缝内的运移和输送机制，对研究如何将支撑剂输运更远有重要意义。　　裂缝的粗糙壁面对支撑剂有阻滞作用，支撑剂受力更复杂，支撑剂易在近井口处堆积;物理实验研究了支撑剂和压裂液性质等影响因素对支撑剂运移规律的影响，当压裂液黏度增加到 6 mPa·s，颗粒以团簇的形势在优势通道内流动，与黏度压裂液混合的支撑剂容易在粗糙裂缝内发生聚集，形成指状团聚现象;4.04 %高砂比支撑剂易快速沉降，并在入口处形成较高的砂床，逐渐堵塞注入口，导致更大的注入压力;3900 kg/m3高密度支撑剂能够有效地填充粗糙裂缝内的空隙，提高砂床整体的稳定性;在携砂液速度0.48 m/s 下，粗糙壁面的阻滞作用减弱，砂床分布更均匀，0.15 m/s 速度下砂床铺置面积更大，且容易堵塞注入口;100/140 目粒径支撑剂受粗糙壁面影响较小，悬浮力作用更大，更容易被输运到粗糙裂缝深处，提高携砂液承载能力和使用小粒径支撑剂有助于避免注入口堵塞并改善远端裂缝的导流能力，多种因素的共同作用可以使得支撑剂在粗糙裂缝内达到更好的铺置效果。　　6 mPa·s 黏度流体中流场为顺畅且平滑的流线，1 mPa·s 黏度流体输送颗粒的主要特征是扭曲的不规则流线、涡旋、颗粒沉降和分散，不稳定的流动和涡旋可以分散聚集的颗粒，避免颗粒堵塞;1 mPa·s 黏度清水中速度场比 6 mPa·s 黏度滑溜水中更均匀，速度场和涡度场也更大。基于固�

关 键 词：非常规油气开采  水力压裂 粗糙裂缝  支撑剂 运移规律 数值模拟

分 类 号：TE357.1]