通道壓裂支撐劑團(tuán)塊形成過(guò)程及影響因素

呂明錕，曲占慶，郭天魁，王旭東，李 金，王志文

(中國(guó)石油大學(xué)(華東) 石油工程學(xué)院，山東 青島 266580)

引 言

通道壓裂是2010年之后出現(xiàn)的一種新型壓裂方式[1-2]，具有降低支撐劑用量、提高改造效果的優(yōu)點(diǎn)[3-5]。通過(guò)在壓裂液中加入纖維和脈沖泵注，支撐劑與纖維互相包裹形成團(tuán)塊，在裂縫中實(shí)現(xiàn)支撐劑的非均勻鋪置，形成超高導(dǎo)流能力的流動(dòng)通道[6-8]。其中支撐劑與纖維互相包裹的團(tuán)塊(以下簡(jiǎn)稱“團(tuán)塊”)的形成和分布是通道壓裂區(qū)別于常規(guī)壓裂的主要特點(diǎn)，也是決定通道壓裂效果的重要因素。研究通道壓裂團(tuán)塊形成和分布的主要方法是利用平行板設(shè)備進(jìn)行通道壓裂的可視化模擬[9-11]，但目前相關(guān)研究主要對(duì)最終形成的通道形態(tài)進(jìn)行評(píng)價(jià)和影響因素分析，僅能在實(shí)驗(yàn)尺度下提出參數(shù)建議[12-14]，而關(guān)于團(tuán)塊形成過(guò)程、特點(diǎn)和施工因素對(duì)團(tuán)塊形成過(guò)程影響的研究少見(jiàn)，沒(méi)有針對(duì)團(tuán)塊形成和生長(zhǎng)過(guò)程的機(jī)理進(jìn)行研究。為此，本文采用大型復(fù)雜裂縫顆粒運(yùn)移鋪置模擬裝置，在考慮裂縫壁面粗糙和濾失的情況下，進(jìn)行了通道壓裂團(tuán)塊形成過(guò)程的研究，分析了團(tuán)塊形成的機(jī)理和特點(diǎn)，研究了部分施工參數(shù)對(duì)團(tuán)塊形成過(guò)程的影響。

1 實(shí)驗(yàn)設(shè)備及原理

在大型復(fù)雜裂縫顆粒運(yùn)移鋪置模擬裝置的透明有機(jī)玻璃板一側(cè)粘貼不同粒徑的石英砂并開(kāi)一定數(shù)量的濾失孔，分別模擬裂縫的粗糙壁面和濾失；裂縫模塊有一條長(zhǎng)5 m、高0.6 m的主縫(縫寬5 mm)，主縫兩側(cè)分別設(shè)置了不同角度的分支縫(縫寬3 mm)，分支縫長(zhǎng)1 m，在尺度上更加接近真實(shí)地層[15]。

實(shí)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)裝置對(duì)實(shí)際裂縫的科學(xué)模擬，需要保證模擬裂縫和實(shí)際裂縫的雷諾數(shù)Re相同，即

(1)

式中：ρm為模擬裂縫中流體密度，μm為模擬裂縫中流體黏度，Lm為模擬裂縫流場(chǎng)的特征長(zhǎng)度，vm為模擬裂縫流場(chǎng)的特征速度，ρn為實(shí)際裂縫中流體密度，μn為實(shí)際裂縫中流體黏度，Ln為實(shí)際裂縫流場(chǎng)的特征長(zhǎng)度，vn為實(shí)際裂縫流場(chǎng)的特征速度。

選取流場(chǎng)的特征長(zhǎng)度為縫寬w，流場(chǎng)的特征速度為壓裂液的橫向流速v，由于實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｐ偷目p寬直接模擬實(shí)際縫寬，所用的壓裂液的密度、黏度、支撐劑密度與現(xiàn)場(chǎng)相同，所以式(1)化簡(jiǎn)為

vm=vn。

(2)

根據(jù)式(2)可得

(3)

式中：Qn為實(shí)際施工排量(雙翼裂縫)，m3/min；Qm為實(shí)驗(yàn)排量(模擬單翼裂縫)，m3/min；An為實(shí)際裂縫過(guò)流斷面面積，m2；Am為模擬裂縫過(guò)流斷面面積，m2。

由于本文中實(shí)驗(yàn)排量的單位為m3/h，所以式(3)可表示為

(4)

式中：Qm′為實(shí)驗(yàn)排量，m3/h。

2 通道壓裂團(tuán)塊形成過(guò)程及特點(diǎn)

通道壓裂中對(duì)裂縫起支撐作用的是支撐劑與纖維團(tuán)塊，通道的形成本質(zhì)上是團(tuán)塊在裂縫中的不連續(xù)鋪置，研究通道的形態(tài)應(yīng)該從研究裂縫中的團(tuán)塊入手，了解團(tuán)塊形成的機(jī)理和特點(diǎn)，明晰不同參數(shù)對(duì)團(tuán)塊形成過(guò)程的影響，才能有針對(duì)性地改變施工參數(shù)達(dá)到團(tuán)塊的理想鋪置，獲得較好的通道形態(tài)。通過(guò)大型可視化顆粒運(yùn)移模擬裝置，進(jìn)行通道壓裂模擬實(shí)驗(yàn)，分析纖維與支撐劑團(tuán)塊的形成過(guò)程和特點(diǎn)。

先前的研究表明[9]，通道壓裂實(shí)驗(yàn)中由于流場(chǎng)復(fù)雜，近井裂縫對(duì)于團(tuán)塊的形成和分布具有較大影響，所以為了減小近井復(fù)雜流場(chǎng)的影響，選取距注入井筒2～3 m處的裂縫進(jìn)行分析。實(shí)驗(yàn)壓裂液黏度20 mPa·s，纖維比例3 %，排量6 m3/h，砂比5 %，脈沖時(shí)間25 s。

如圖1所示，左圖為第一個(gè)纖維脈沖之后纖維團(tuán)的鋪置形態(tài)，右圖為實(shí)驗(yàn)最終的鋪置形態(tài)，壓裂液流動(dòng)方向由左向右(文中流動(dòng)方向均為由左向右)。對(duì)比團(tuán)塊的位置發(fā)現(xiàn)，由于濾失的設(shè)計(jì)使濾失孔處具有濾失的功能和粗糙度突變，纖維脈沖之后的纖維團(tuán)和最終的團(tuán)塊大部分形成于濾失孔處，少部分在裂縫較為粗糙的位置。

右圖絕大部分團(tuán)塊中有明顯的白色純纖維團(tuán)，通過(guò)與左圖中纖維團(tuán)的位置對(duì)比發(fā)現(xiàn)，右圖團(tuán)塊中的白色纖維團(tuán)與左圖的纖維團(tuán)位置基本相同，實(shí)驗(yàn)最終獨(dú)立團(tuán)塊的數(shù)量和左圖纖維團(tuán)的數(shù)量也基本一致，說(shuō)明最終的團(tuán)塊是在第一個(gè)纖維脈沖所形成的纖維團(tuán)的基礎(chǔ)上形成的，第一個(gè)纖維脈沖的作用是在裂縫中尋找濾失和粗糙部位， 并且以纖維團(tuán)的形式將濾失和粗糙表現(xiàn)出來(lái)，纖維團(tuán)成為后續(xù)團(tuán)塊生長(zhǎng)的基礎(chǔ)。第一個(gè)纖維脈沖之后的纖維團(tuán)的位置和分布基本決定了最終團(tuán)塊的位置和分布。

圖1 團(tuán)塊初始與最終分布對(duì)比Fig.1 Comparison of initial and final distribution of fiber agglomerates in crack

針對(duì)團(tuán)塊的形成過(guò)程，如圖1所示，選取了(a)、(b)、(c)3處進(jìn)行分析，分別選取了第一個(gè)纖維脈沖后25 s、50 s、120 s、170 s、210 s和最終形態(tài)進(jìn)行對(duì)比，如圖2所示。通過(guò)圖2可以發(fā)現(xiàn)，通道壓裂過(guò)程中團(tuán)塊的生長(zhǎng)是以纖維團(tuán)為基礎(chǔ)，以逆壓裂液流動(dòng)方向生長(zhǎng)，混有支撐劑的團(tuán)塊大部分在白色纖維團(tuán)的上游形成。

圖2 不同時(shí)刻團(tuán)塊形態(tài)對(duì)比Fig.2 Comparison of morphology of fiber agglomerates at different time points

對(duì)比不同階段的團(tuán)塊形態(tài)，分析團(tuán)塊的形成規(guī)律，可將團(tuán)塊按形成過(guò)程分為3類：延伸生長(zhǎng)型、合并生長(zhǎng)型和交替變化型，分別對(duì)應(yīng)圖2中的(a)、(b)、(c)處所示團(tuán)塊。

延伸生長(zhǎng)型團(tuán)塊以第一個(gè)纖維脈沖纖維團(tuán)為基礎(chǔ)，在整個(gè)實(shí)驗(yàn)過(guò)程中一直逆壓裂液流動(dòng)方向生長(zhǎng)，部分團(tuán)塊會(huì)因沖刷而斷裂，團(tuán)塊整體細(xì)長(zhǎng)，團(tuán)塊之間幾乎不會(huì)發(fā)生合并。如圖2中(a)處，團(tuán)塊一直在逆壓裂液流動(dòng)方向生長(zhǎng)，在170 s時(shí)，已經(jīng)向前延伸了很長(zhǎng)；圖2中(a)處下方團(tuán)塊在210 s時(shí)發(fā)生斷裂，斷開(kāi)團(tuán)塊留在裂縫中形成一個(gè)獨(dú)立的團(tuán)塊；如果斷開(kāi)的團(tuán)塊穩(wěn)定性較差，則會(huì)被壓裂液向裂縫深部攜帶或者沖散。

合并生長(zhǎng)型團(tuán)塊是由于第一個(gè)纖維脈沖后形成的纖維團(tuán)較大，所以生長(zhǎng)迅速，與相鄰團(tuán)塊合并，合并后兩團(tuán)塊之間的通道消失，壓裂液轉(zhuǎn)向，最終團(tuán)塊面積較大。如圖2中(b)處右側(cè)團(tuán)塊，在纖維脈沖之后形成的纖維團(tuán)較大，在50～120 s的過(guò)程中其生長(zhǎng)迅速，與左側(cè)團(tuán)塊發(fā)生合并，合并后團(tuán)塊沒(méi)有明顯增大。在纖維濃度較大的情況下這種合并常見(jiàn)，團(tuán)塊相互合并，液流轉(zhuǎn)向，部分合并后的團(tuán)塊繼續(xù)生長(zhǎng)，合并其他團(tuán)塊，最終團(tuán)塊連接成片，形成一條或幾條互不連通的通道。

針對(duì)上述兩種生長(zhǎng)形態(tài)的團(tuán)塊，要想增加其形成通道的連通性，需要讓延伸的團(tuán)塊斷開(kāi)，減少團(tuán)塊的合并，最簡(jiǎn)單的方式就是適當(dāng)增加排量。這在以前的研究[9]中已經(jīng)得到證實(shí)。

交替變化型團(tuán)塊由于受到較強(qiáng)沖蝕(排量較大、黏度較大)或者附近流場(chǎng)復(fù)雜時(shí)，團(tuán)塊生長(zhǎng)受到限制，團(tuán)塊生長(zhǎng)到一定程度之后出現(xiàn)生長(zhǎng)-沖蝕的交替變化，團(tuán)塊的面積通常較小。如圖2中(c)處團(tuán)塊在120 s之后的大小交替變化，團(tuán)塊在裂縫中既沒(méi)有持續(xù)延伸，也沒(méi)有與其他團(tuán)塊合并，這主要由于(c)處團(tuán)塊在持續(xù)生長(zhǎng)的(a)處團(tuán)塊下游，流場(chǎng)不斷變化，團(tuán)塊的生長(zhǎng)受到抑制。這種形態(tài)的團(tuán)塊在近井裂縫中常見(jiàn)，團(tuán)塊的大小受復(fù)雜流場(chǎng)的影響，在體積很小時(shí)便進(jìn)入交替變化階段，造成近井團(tuán)塊體積小，不能對(duì)裂縫有效支撐，裂縫最終的通道率較大。

對(duì)單個(gè)團(tuán)塊形成過(guò)程的觀察分析發(fā)現(xiàn)，團(tuán)塊的逆壓裂液流動(dòng)方向生長(zhǎng)使大部分團(tuán)塊中纖維以“C”型分布(圖3)， 這樣團(tuán)塊在受高速壓裂液沖擊時(shí)有很好的穩(wěn)定性。

圖3 團(tuán)塊細(xì)節(jié)Fig.3 Detail drawing of fiber agglomerate

相關(guān)研究[16]表明，團(tuán)塊在受高閉合壓力時(shí)，會(huì)發(fā)生較大形變，團(tuán)塊被壓散，支撐劑層被壓實(shí)，此時(shí)團(tuán)塊具有較好的穩(wěn)定性。但目前壓裂施工為了減少儲(chǔ)層傷害，需要盡早盡快地進(jìn)行壓裂液返排，如果選擇在井口壓力較高、破膠時(shí)間較短的情況下進(jìn)行返排，返排初期裂縫施加在團(tuán)塊上的壓力較小，支撐劑層沒(méi)有被充分壓實(shí)，纖維的“C”型結(jié)構(gòu)受反向高黏液體沖刷時(shí)則不再具有很好的穩(wěn)定性，可能會(huì)導(dǎo)致團(tuán)塊部分解體，團(tuán)塊對(duì)裂縫的支撐效果變差。所以在選擇通道壓裂返排時(shí)機(jī)時(shí)，應(yīng)根據(jù)井口壓力考慮施加在團(tuán)塊上的閉合壓力是否達(dá)到使團(tuán)塊相對(duì)穩(wěn)定的壓力值。

3 團(tuán)塊形成過(guò)程的影響因素

3.1 壓裂液排量對(duì)團(tuán)塊形成過(guò)程的影響

分別對(duì)8 m3/h(線性流速0.74 m/s)和4 m3/h(線性流速0.37 m/s)兩個(gè)排量實(shí)驗(yàn)過(guò)程前、中、后期3個(gè)階段的團(tuán)塊形態(tài)進(jìn)行對(duì)比分析。

壓裂液排量對(duì)團(tuán)塊生長(zhǎng)的影響主要為3個(gè)方面， 一是在第一個(gè)纖維脈沖之后(圖4前期)， 低排量時(shí)裂縫中纖維團(tuán)的數(shù)量明顯比高排量多， 裂縫平面上均有分布，而高排量時(shí)纖維團(tuán)在裂縫的下半部分沒(méi)有分布。這說(shuō)明排量的增大會(huì)使纖維在裂縫中的滯留難度增大，減弱纖維脈沖對(duì)裂縫粗糙和濾失的表現(xiàn)作用。

圖4 不同壓裂液排量下前、中、后期團(tuán)塊對(duì)比Fig.4 Comparison of morphology of fiber agglomerates in the front,middle and late stages under different displacement

從實(shí)驗(yàn)中期的圖片對(duì)比來(lái)看，團(tuán)塊大部分在第一個(gè)纖維脈沖形成的纖維團(tuán)的基礎(chǔ)上生長(zhǎng)。大排量時(shí)團(tuán)塊橫向生長(zhǎng)明顯，縱向生長(zhǎng)緩慢，形成長(zhǎng)且窄的形態(tài)；而小排量團(tuán)塊橫縱方向生長(zhǎng)較均勻，沒(méi)有出現(xiàn)嚴(yán)格的水平生長(zhǎng)。這主要是因?yàn)榕帕枯^大時(shí)，壓裂液中的纖維和支撐劑的運(yùn)移速度較大，纖維和支撐劑在團(tuán)塊上繼續(xù)滯留的難度變大，形成的團(tuán)塊也會(huì)受到較強(qiáng)的沖擊，縱向窄的形態(tài)有利于保持穩(wěn)定，并且裂縫中需要更多的通道供壓裂液流動(dòng)，所以團(tuán)塊的縱向生長(zhǎng)受限。在后期對(duì)比中可以發(fā)現(xiàn)，低排量時(shí)隨著團(tuán)塊縱向生長(zhǎng)，彼此之間發(fā)生合并，團(tuán)塊在裂縫平面上所占的面積比增大，而高排量時(shí)團(tuán)塊已經(jīng)很長(zhǎng)，橫向繼續(xù)生長(zhǎng)會(huì)發(fā)生斷裂，團(tuán)塊橫向基本不再生長(zhǎng)，開(kāi)始緩慢縱向生長(zhǎng)，但團(tuán)塊之間相對(duì)獨(dú)立，通道整體保持了較為良好的連通狀態(tài)。

對(duì)比高排量前、中、后期3個(gè)階段裂縫下部區(qū)域，在第一個(gè)纖維脈沖時(shí)沒(méi)有形成纖維團(tuán)，之后一直沒(méi)能形成團(tuán)塊。而低排量下，團(tuán)塊可以通過(guò)較為均勻的橫縱向生長(zhǎng)，團(tuán)塊之間的合并，使團(tuán)塊在裂縫中有較好的分布，不會(huì)出現(xiàn)很大面積的未支撐區(qū)域。所以，在濾失較大、裂縫壁面較粗糙的地層中，初期易形成纖維團(tuán)，可以適當(dāng)增加排量來(lái)提高通道的連通性；在閉合應(yīng)力大，巖石粗糙度低的地層中，適當(dāng)減小排量，擴(kuò)大團(tuán)塊支撐面積。

3.2 纖維比例對(duì)團(tuán)塊形成過(guò)程的影響

進(jìn)行了纖維比例(纖維質(zhì)量與支撐劑質(zhì)量的比值)1 %和3 %的通道壓裂實(shí)驗(yàn)。分別在實(shí)驗(yàn)前期和中期選取了距實(shí)驗(yàn)開(kāi)始相同時(shí)刻的團(tuán)塊形態(tài)進(jìn)行對(duì)比(圖5)。

圖5 不同纖維比例下前、中期團(tuán)塊對(duì)比Fig.5 Comparison of morphology of fiber agglomerates in the front,middle and late stages under different fiber proportions

從圖5不同纖維比例前期對(duì)比可以看出，在第一個(gè)纖維脈沖之后，高纖維比例實(shí)驗(yàn)中形成的纖維團(tuán)的數(shù)量多，團(tuán)塊的體積大。所以較高的纖維比例能夠使裂縫粗糙和濾失得到更好的體現(xiàn)，在裂縫粗糙度低、濾失低的情況下，前期可以適當(dāng)增加纖維比例，來(lái)獲得更好的纖維團(tuán)數(shù)量和分布。

實(shí)驗(yàn)中期對(duì)比可以看出，低纖維比例下由于前期形成的纖維團(tuán)的體積小，壓裂液中纖維的比例低，導(dǎo)致大部分團(tuán)塊的生長(zhǎng)緩慢，團(tuán)塊體積變化小，而高纖維比例時(shí)大部分團(tuán)塊生長(zhǎng)迅速，部分團(tuán)塊發(fā)生合并。

低纖維比例實(shí)驗(yàn)后期，團(tuán)塊緩慢增大之后，由于纖維比例較低，團(tuán)塊的穩(wěn)定性不夠，一部分團(tuán)塊會(huì)整個(gè)發(fā)生運(yùn)移(而不是生長(zhǎng)部分的斷裂)，運(yùn)移的團(tuán)塊一部分被沖散，一部分直接與其他團(tuán)塊結(jié)合形成較大的團(tuán)塊，所以低纖維比例下最終團(tuán)塊的分布位置與第一個(gè)纖維脈沖所形成的纖維團(tuán)的位置有較大差異。高纖維比例下所形成的團(tuán)塊具有較好的穩(wěn)定性，團(tuán)塊雖然后期會(huì)發(fā)生部分?jǐn)嗔眩珗F(tuán)塊的大小和分布較均勻；后期的團(tuán)塊橫向生長(zhǎng)緩慢，開(kāi)始逐漸縱向生長(zhǎng)，發(fā)生彼此之間的合并。所以如果通道壓裂縫長(zhǎng)較長(zhǎng)，持續(xù)高纖維比例的注入，中部裂縫中的團(tuán)塊可能會(huì)發(fā)生合并，導(dǎo)致通道連通性變差，對(duì)深部裂縫的壓裂效果產(chǎn)生較大影響。

3.3 壓裂液黏度對(duì)團(tuán)塊形成過(guò)程的影響

對(duì)黏度分別為5、10、50 mPa·s的壓裂液進(jìn)行對(duì)比實(shí)驗(yàn)分析，結(jié)果如圖6所示。

從圖6可以看出，黏度由5 mPa·s增加到10 mPa·s時(shí)，纖維團(tuán)的體積增大；在黏度迅速增加到50 mPa·s之后，纖維團(tuán)的數(shù)量和體積明顯減小。這主要是因?yàn)轲ざ容^低時(shí)，纖維在壓裂液中的分布不穩(wěn)定，易上浮導(dǎo)致了注入問(wèn)題，部分纖維沒(méi)能注入裂縫，但從裂縫中纖維團(tuán)的分布看，由于壓裂液在裂縫中的高速流動(dòng)，使得纖維沒(méi)有明顯的上浮趨勢(shì)。高黏度壓裂液由于其良好的攜帶性能，使得纖維在裂縫中滯留變得困難。

從團(tuán)塊的生長(zhǎng)形態(tài)來(lái)看，低黏壓裂液中團(tuán)塊的橫向和縱向生長(zhǎng)較均勻，黏度在50 mPa·s時(shí)，由于前期纖維團(tuán)較小和壓裂液黏度較高，沖刷作用嚴(yán)重，團(tuán)塊呈現(xiàn)明顯的橫向生長(zhǎng)，縱向幾乎不生長(zhǎng)。低黏壓裂液實(shí)驗(yàn)后期裂縫底部出現(xiàn)部分砂堤，說(shuō)明壓裂液對(duì)于支撐劑的攜帶能力不強(qiáng)，使得支撐劑在裂縫中過(guò)早地沉降，由于壓裂液對(duì)于纖維的攜帶能力要遠(yuǎn)大于對(duì)支撐劑的攜帶能力，所以在支撐劑沉降之后，纖維依然能較好地向裂縫深部運(yùn)移，如果壓裂液不能將支撐劑攜帶到裂縫深部，則會(huì)形成不包裹支撐劑的純纖維團(tuán)塊，裂縫不能得到有效支撐。

圖6 不同壓裂液黏度下前、中期團(tuán)塊對(duì)比Fig.6 Comparison of morphology of fiber agglomerates in the front,middle and late stages under different fracturing fluid viscosity

3.4 分支縫中團(tuán)塊形成過(guò)程的特點(diǎn)

圖7所示為30°分支縫中團(tuán)塊形成的過(guò)程，分支縫與主縫相連。從前期第一個(gè)纖維脈沖團(tuán)塊的分布可以看出裂縫中纖維團(tuán)的數(shù)量較多，分布較均勻，與主縫中纖維團(tuán)分布的最大不同是纖維團(tuán)不再主要集中在濾失孔處，在除濾失孔的其他裂縫壁面上也形成了較多的纖維團(tuán)。主要原因是設(shè)備分支縫的縫寬是3 mm，主縫的縫寬為5 mm，縫寬的減小使裂縫粗糙度對(duì)纖維團(tuán)形成的影響加大，也就是在縫寬較小的裂縫中，更容易形成團(tuán)塊。

另外， 整個(gè)裂縫面上均勻地形成纖維團(tuán)說(shuō)明實(shí)驗(yàn)開(kāi)始時(shí)分支縫與主縫是相通的。到了實(shí)驗(yàn)中期可以看到，攜砂液只在裂縫下部注入，此時(shí)分支縫上部入口已經(jīng)被纖維團(tuán)塊封堵。此時(shí)壓裂液向裂縫上部攜帶支撐劑非常困難，所以處于裂縫右上角的團(tuán)塊沒(méi)有壓裂液的沖刷，形成了結(jié)構(gòu)不穩(wěn)定的零星狀分布團(tuán)塊，零星狀團(tuán)塊的形成區(qū)域是壓裂液沒(méi)有有效流經(jīng)的區(qū)域。

圖7 分支縫中團(tuán)塊形成的過(guò)程Fig.7 Forming process of fiber agglomerates in branch crack

實(shí)驗(yàn)后期在實(shí)驗(yàn)沒(méi)有停止的情況下，分支縫中就幾乎沒(méi)有了壓裂液的流動(dòng)，此時(shí)分支縫入口幾乎完全被團(tuán)塊充填，這種現(xiàn)象在分支縫角度增大之后更加明顯。

所以分支縫中團(tuán)塊生長(zhǎng)過(guò)程與主縫的區(qū)別在于：分支縫縫寬小，流量小，使纖維的滯留受粗糙度的影響變大，能夠在前期形成數(shù)量更多、分布更均勻的纖維團(tuán)，但是由于分支縫與主縫夾角的存在，團(tuán)塊更容易在分支縫入口處形成，造成分支縫中壓裂液流量減小，使進(jìn)入分支縫中的支撐劑數(shù)量減少，實(shí)際分支縫的充填不理想。在實(shí)際應(yīng)用中，可以通過(guò)前期針對(duì)分支縫合理減小纖維長(zhǎng)度或支撐劑粒徑來(lái)解決這個(gè)問(wèn)題。

4 結(jié) 論

(1)第一個(gè)纖維脈沖之后裂縫的粗糙情況和濾失情況會(huì)以纖維團(tuán)的形式表現(xiàn)出來(lái)，之后團(tuán)塊以纖維團(tuán)為基礎(chǔ)逆壓裂液流動(dòng)方向生長(zhǎng)。

(2)按照形成過(guò)程可將團(tuán)塊分為3類：延伸生長(zhǎng)型、合并生長(zhǎng)型和交替變化型。其中延伸生長(zhǎng)型和合并生長(zhǎng)型可以通過(guò)適當(dāng)增加排量來(lái)提高通道之間的連通性，交替變化型大多出現(xiàn)在近井裂縫流場(chǎng)復(fù)雜的區(qū)域；團(tuán)塊內(nèi)部纖維“C”字型排列使得團(tuán)塊具有較好的穩(wěn)定性，但返排時(shí)應(yīng)注意返排時(shí)機(jī)的選擇。

(3)較高的壓裂液排量和較大的壓裂液黏度會(huì)使團(tuán)塊的縱向生長(zhǎng)受到限制，主要以橫向生長(zhǎng)為主；排量較低和纖維比例較大時(shí)團(tuán)塊縱向生長(zhǎng)明顯，后期團(tuán)塊之間會(huì)發(fā)生合并；纖維比例較小時(shí)團(tuán)塊穩(wěn)定性變差，已經(jīng)形成的團(tuán)塊易運(yùn)移或者解體。

(4)裂縫縫寬減小會(huì)使裂縫壁面粗糙度對(duì)纖維滯留的影響變大，分支縫口處易發(fā)生團(tuán)塊堵塞，零星狀分布團(tuán)塊表明壓裂液沒(méi)有有效流經(jīng)，可通過(guò)減小纖維長(zhǎng)度和支撐劑粒徑緩解堵塞。