煤粉在支撑裂缝中的运移与沉积规律

刘 岩,张遂安,曹立虎,孟尚志,张天林

(1.中国石油大学(北京)气体能源开发与利用教育部工程研究中心,北京 102249;2.中联煤层气有限责任公司,北京 100011;3.大港油田石油工程研究院,天津 300280)

煤粉在支撑裂缝中的运移与沉积规律

刘 岩1,张遂安1,曹立虎1,孟尚志2,张天林3

(1.中国石油大学(北京)气体能源开发与利用教育部工程研究中心,北京 102249;2.中联煤层气有限责任公司,北京 100011;3.大港油田石油工程研究院,天津 300280)

针对煤储层压裂过程中易产生大量煤粉问题,应用LD-1A导流能力测试系统进行了支撑裂缝中不同流速、不同煤粉含量的流体流动物模实验,分析了流体在变流速、恒流速和间断流动下,煤粉在支撑剂充填层中的运移、沉积及产出规律。实验表明:煤粉运移具有一定的临界流速,不同条件下,临界流速差别较大,在20～40目石英砂支撑裂缝中,过60目煤粉临界流速可达5.20 cm/ min,而过140目煤粉临界流速为2.01 cm/min;流体流速、支撑剂粒径、煤粉粒径、煤粉含量、排采制度等多重因素共同控制煤粉产出量;煤粉容易沉积在支撑裂缝中堵塞支撑剂构建的孔隙,对支撑裂缝导流能力的伤害严重。压裂后有效排出煤粉,可减小堵塞伤害;排采过程中控制流体流速,有利于减少煤粉运移及产出。

煤粉;支撑裂缝;运移;沉积;煤粉产出量

Key words:coal powder;proppant fracture;migration;deposition;coal powder output

煤是一种抗压和抗拉强度较低的脆弱介质,弹性模量小,泊松比高,硬度低。在煤层气井压裂过程中,易产生大量煤粉[1-4]。煤粉进入支撑裂缝与支撑剂混合,压裂施工后大量煤粉会滞留在支撑裂缝中,堵塞支撑剂间孔隙,伤害支撑裂缝的导流能力[5]。……