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改善支撑剂在裂缝中分布的方法

2021-07-14 11:08:34

实际上,支撑剂理论分布的假设是不存在的,砂子粒径不是均一的,支撑剂的粒径是一个分布范围。压裂液在裂缝中的流速是变化的,温度以及压裂液粘度也都不能保持恒定,这样就出现了复杂的布砂现象。同一批支撑剂,大颗粒先沉降,而小颗粒被输送到裂缝远部,直到流速低于平衡流速时才沉降下来。在这种复杂条件下的沉砂及沉砂剖面,可用数值方法在计算机上计算。为使技术上有一定的灵活性,除了加砂程序外,还应当有一套与之相匹配的压裂液程序,以能适应排量与液体粘度变化的要求。

宁夏支撑剂在裂缝高度上的分布

混有砂子的液体进入裂缝后,以水平方向流动。颗粒受有水平方向液体的携带力、垂直向下的重力以及向上的浮力。使用低粘压裂液作为携砂液时,由于颗粒的重力大于浮力与阻力,所以具有很大的沉降倾向,沉在缝底形成砂堤。砂堤减少了携砂液的过水断面,使流速提高。液体的流速逐渐达到使颗粒处于悬浮状态的能力,此时颗粒停止沉降,这种状态称为平衡状态。平衡时的流速称为平衡流速,平衡流速可以定义为携带颗粒小的流速。在此流速下,颗粒的沉积与卷起处于动平衡状态。 

在平衡状态下,在垂直裂缝中颗粒浓度的垂直剖面上存在着差别,可以分为四个区域,。由下往上,一个区域是砂堤区,这部分是沉积下来的砂堤,在平衡状态下砂堤的高度为平衡高度;一个区域是颗粒滚流区;另一个区域是悬砂液区,虽然颗粒都处于悬浮状态,但不是均匀的,存在浓度梯度;上面的区域是无砂区。

在平衡状态下增加地面排量,则砂堤区、颗粒滚流区和无砂区均将变薄,悬砂液区则变厚,如果流速足够大,则沉积下来的砂堤可能完全消失。再进一步增加排量,缝内的浓度梯度剖面消失,成为均质的悬浮流。

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