多因素影响下的页岩支撑裂缝导流能力计算

朱怡晖 （中国石油大学 （北京）石油工程学院，北京102249）

贾长贵，蒋廷学 （中国石化石油工程技术研究院，北京100101）

水力压裂技术作为提高单井产量的基本工程手段广泛应用于各类油藏，目的在于在井筒附近地层形成一条供油气流动的高导流能力通道。压裂中大量使用支撑剂，使裂缝在压裂施工后仍能保持张开状态。支撑剂的使用对一次成功的水力压裂施工来说是十分重要的，决定了油气井生产过程中的导流能力［1］。影响支撑裂缝导流能力的因素有很多，笔者针对四川某地区页岩储层，重点研究支撑剂种类、粒径、闭合压力、铺砂浓度和时间对支撑裂缝导流能力的影响［2］，并得到多因素影响下的导流能力综合计算方法，从而为页岩区块支撑剂的选择提供优化参考。

1 试验设备及原理

试验使用FCES-100型裂缝导流仪，试验过程严格遵循API标准。试验用页岩岩板代替金属板，长度17．7cm，宽度3．8cm，厚度1～2cm，端部呈半圆形，用来模拟裂缝［3］。

试验原理是根据达西定律来测定支撑剂的导流能力，达西定律公式为：

式中：K 为岩心渗透率，D；Q为流量，cm3／s；μ为流体黏度，mPa·s；L为测压孔之间的长度，cm；A为流通面积，cm2；Δp 为压差，kPa。

2 试验方案及结果分析

试验采用取自四川某地区的页岩岩心样品，X射线衍射矿物成分测试结果显示：石英质量分数为39．0%～56．0%，长石质量分数为5．0%～14．0%，碳酸盐质量分数为4．0%～20%，黏土矿物 （伊-蒙混层、伊利石、高岭石和绿泥石）质量分数为14．0%～42．7%。

页岩力学试验结果显示，所用页岩样品弹性模量平均为10．3GPa，与北美主要页岩区块相比，弹性模量偏低。……