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。

支撑剂颗粒的沉降运移受到重力、阻力、浮力等因素的影响，而这些因素直接取决于支撑剂粒径的大小[24]。对比实验1、9、10的实验结果可看出（图8）：当支撑剂粒径为40/70目时，观察到裂缝入口端、出口端均出现具有一定坡度的砂堤，其中入口端砂堤坡度为24°，出口端砂堤坡度为13°，砂堤整体形态起伏较大，前后砂堤高度相差最大为32 cm，测得平衡高度的百分比、覆盖面积的百分比以及末端砂堤占比分别为22.7%、28.9%、43.5%。当支撑剂粒径减小到100/200目时，砂堤整体铺置趋于均匀平缓，前后砂堤起伏明显减弱，并测得平衡高度的百分比、覆盖面积的百分比以及末端砂堤占比分别为5.7%、7.3%、47.1%。结果表明：平衡高度的百分比、覆盖面积的百分比随支撑剂粒径的减小而减小，但末端砂堤占比随着支撑剂粒径的减小而增大，这说明微小粒径支撑剂颗粒对深层页岩狭长缝内末端砂堤的铺置效果具有促进作用，更倾向于在狭窄裂缝远端沉降进而形成砂堤。所以微小粒径支撑剂更有利于深层页岩狭长缝内压裂支撑的均匀铺置。