高速通道压裂指的是通过脉冲式地向裂缝内泵注含支撑剂的段塞和不含支撑剂的段塞,以实现支撑剂颗粒在裂缝内的不连续铺置,可以显著提高裂缝导流能力,减少支撑剂用量。但是目前大部分的研究仍停留在实验探索阶段,对于通道压裂裂缝面和支撑剂砂团的稳定性机理研究仍是一片空白。为此,该论文从三个方面出发对此进行了研究:(1)通道压裂裂缝面稳定性分析。基于赫兹接触理论,计算理论裂缝面的变形量,得到了在某一闭合应力条件下的残余缝宽。结合排量守恒,得到了砂团间距和脉冲时间的约束关系,发现当横向砂团间距等于纵向砂团间距时,缝宽最大。通过对模型进行参数敏感性分析,发现弹性模量、闭合应力和初始缝宽对壁面稳定性有很大的影响。最后根据这些敏感参数,建立了选择合适脉冲时间的参考模板,为现场压裂施工提供指导。(2)通道压裂支撑剂砂团稳定性分析。该部分主要考虑地层内滤失和冲刷对支撑剂砂团稳定性的影响。滤失和冲刷都将改变通道压裂裂缝内部的体积平衡,影响砂团自身的稳定性和砂团支撑裂缝的能力。首先建立地层综合弹性模型,以此推导裂缝、砂团、孔隙流体的压缩系数,最终得到油藏综合压缩系数;然后计算了滤失系数,求解出滤失量;再建立冲刷模型,计算了砂团在流体冲刷下的冲刷量。发现随着围压的增加,砂团滤失量和冲刷量逐渐变小。(3)通道压裂裂缝导流能力和渗透率优化。通过推导裂缝渗透率的表达式和缝宽的表达式,得到了裂缝导流能力的计算公式。分别分析了砂团密度、砂团半径、缝宽对导流能力的影响。通过建立砂团渗透率和流道渗透率之间的关系式,分析了砂团横向间距、纵向间距相对大小与渗透率之间的联系,并进一步讨论了砂团面积和砂团形状对渗透率的影响。发现导流因子最大值即为通道率,而且砂团形状越均匀,渗透率就越大。论文的研究结论可以为压裂施工操作以及压裂参数的优化设计提供依据。