【摘 要】
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近年来,随着常规油气藏勘探开发难度逐渐加大,非常规油气藏如致密油气在世界范围内的油气开采中扮演着重要角色。国家油气资源调查结果显示,目前致密油气田在我国分布范围较广,总含油量巨大,约占全国石油储备量的50%以上,需要采用增产技术手段才可有效的开采此类油气藏。利用水力压裂技术对储层进行改造是开发致密油气藏最常见的一种增产工艺措施,其主要思想是利用压裂施工在储层中形成大表面积人造裂缝,然后泵入支撑剂用
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近年来,随着常规油气藏勘探开发难度逐渐加大,非常规油气藏如致密油气在世界范围内的油气开采中扮演着重要角色。国家油气资源调查结果显示,目前致密油气田在我国分布范围较广,总含油量巨大,约占全国石油储备量的50%以上,需要采用增产技术手段才可有效的开采此类油气藏。利用水力压裂技术对储层进行改造是开发致密油气藏最常见的一种增产工艺措施,其主要思想是利用压裂施工在储层中形成大表面积人造裂缝,然后泵入支撑剂用来支撑这些裂缝,而压裂后裂缝的导流能力是油田增产效果的关键因素。所以,分析致密油气田裂缝导流能力变化规律,可为提高致密油气田压裂设计提供依据。由于海上取样条件限制,本研究首先依据全岩矿物分析、黏土矿物分析、岩石单轴抗压强度、气测渗透率和孔隙度实验结果,采用成份控制法制备了导流模拟实验用标准API岩板;为研究驱替时间、闭合压力、铺砂浓度、支撑剂粒径、驱替液交替驱替和弹性模量等参数对裂缝导流能力的影响规律,采用正交实验设计法确定了导流实验方案;利用SY-DLNL实验模拟系统开展了短期、中期和长期导流能力实验;利用短期、中期和长期导流能力实验数据,建立裂缝导流能力多因素中期和长期数学模型。通过研究主要获得以下成果与认识:（1）短期裂缝导流能力随闭合压力的增大呈指数下降,随支撑剂铺设浓度的增大呈指数增大。在相同条件时,钢板条件下导流随闭合压力增大其降幅大于岩板下导流降幅,且相同时间内钢板条件下导流能力大于岩板条件下。（2）中期裂缝导流能力研究表明,无论地层水或压裂液驱替,36 h后导流能力随时间皆呈下降趋势。在相同条件时,钢板导流随时间下降速率大于岩板和花岗岩,原因是闭合压力的作用使钢板下支撑剂发生颗粒运移和破碎;压裂液驱替下导流随时间增长其降幅大于地层水驱替,原因是压裂液残渣对孔隙吼道的堵塞;随地层水驱替周期增长,实验末期支撑剂粒径增大对导流能力增幅削弱,压裂液反之。驱替液类型、铺砂浓度和闭合压力对导流能力优劣起到关键作用。（3）长期裂缝导流能力研究表明:无论地层水或压裂液驱替,在各影响因素下经过≥60 h驱替后导流随时间增长整体呈现先下降后趋于稳定趋势。闭合压力55 MPa、粒径40/70目、硬地层条件下,地层水驱替250 h铺砂浓度5→10 kg·m-2导流增幅51.6%;铺砂浓度10→15 kg·m-2导流增幅95.2%;铺砂浓度5→15 kg·m-2导流增幅1.96倍。压裂液驱替250 h铺砂浓度5→10 kg·m-2导流增幅1.29倍;铺砂浓度10→15 kg·m-2导流增幅1.34倍;铺砂浓度5→15 kg·m-2导流增幅4.37倍。地层水和压裂液交替驱替研究表明,无论是钢板或岩板条件下,驱替液交替驱替皆无法提高导流能力,但可以降低导流能力随时间的衰减速率。（4）建立的裂缝导流能力多因素数学模型表明:导流能力与闭合压力满足指数相关,导流能力与支撑剂粒径满足线性相关,导流能力与铺砂浓度满足指数相关,导流能力与地层弹性模量满足线性相关,导流能力与驱替时间满足指数相关。（5）导流能力随时间的变化规律表明,导流能力随时间增大呈指数递降,在一定条件下地层水驱替时,导流能力随地层强度增大线性增大;但压裂液驱替时导流能力随地层强度增大其增幅不够显著。而且高弹性模量下（钢板）缝宽随时间基本不变,支撑剂无破碎、嵌入现象;硬地层下缝宽随时间变化较小,支撑剂嵌入较轻;软地层缝宽随时间变化较明显,支撑剂嵌入现象较严重。
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