刘浩琦, 陈富红, 余致理, 龚伟, 罗西, 林魂

油气藏评价与开发 2025, 15 (3): 528-536. DOI:10.13809/j.cnki.cn32-1825/te.2025.03.021

摘要（68）

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水力压裂作为页岩气藏开发的重要技术，如何有效提高深层页岩储层“狭长缝”内的支撑剂铺置效果成为目前亟须解决的难题。研究基于模拟深层页岩储层狭长裂缝的平板实验装置，对压裂液黏度、注入排量、支撑剂粒径、加砂质量浓度、裂缝宽度、支撑剂类型等参数进行对比实验，以了解支撑剂颗粒在深层页岩储层狭长裂缝内的沉降运移规律。结果表明：与宽缝相比，相同条件下支撑剂颗粒在深层页岩狭长缝内形成的砂堤前缘坡度降低，前后砂堤高度差距减少，支撑剂颗粒的整体铺置效果更加均匀平缓；在深层页岩狭长缝内，末端砂堤面积占整体砂堤面积的比重随压裂液黏度、注入排量的增大而增大，而加砂质量浓度对其影响程度较低；微小粒径支撑剂颗粒同样对末端砂堤的铺置具有促进作用，并且更有利于整体砂堤的均匀铺置；深层页岩狭长缝内裂缝宽度的收缩对收缩前裂缝内的砂堤铺置无明显影响，但会阻碍收缩后裂缝内支撑剂颗粒的流动铺置。收缩后裂缝内砂堤的覆盖面积减小，平衡高度降低，砂堤整体铺置更加均匀。但支撑剂的沉降量减少，同时增大了深层页岩储层裂缝有效压裂支撑的难度。该实验研究成果可为深层页岩储层的压裂改造设计提供有力的支撑。

对比实验1、7、8的实验结果可知（图7）：当加砂质量浓度从140 kg/m3增至160 kg/m3时，平衡高度的百分比从8.1%增至14.5%，涨幅为6.4个百分点；覆盖面积的百分比从10.6%增至17.1%，涨幅为6.5个百分点。而当加砂质量浓度从160 kg/m3增至180 kg/m3时，平衡高度的百分比从14.5%增至16.5%，涨幅为2个百分点；覆盖面积的百分比从17.1%增至17.7%，涨幅仅为0.6个百分点，说明加砂质量浓度的增大对支撑剂的整体铺置效果具有促进作用，但其促进作用会在加砂一定质量浓度后得到减弱。同时，3种加砂质量浓度下的末端砂堤占比从45.9%增至49.4%，涨幅为3.5个百分点，这表明深层页岩狭长缝内末端砂堤的铺置对加砂质量浓度的敏感性不高。与中浅层页岩相比，深层页岩水力裂缝宽度狭窄。随着加砂质量浓度的增大，单位体积内的支撑剂量增加，颗粒间的相互作用力随之增强，加快了支撑剂颗粒的沉积，因此，裂缝入口段和中间段砂堤的高度上升、面积增大，进而导致携砂液流体的过流断面减小。在流体流量一定的条件下，支撑剂颗粒的水平速度增大，相同水平位移内支撑剂颗粒的沉降量减少，所以末端砂堤未出现明显提升。