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体积压裂是非常规油气储层实现商业开发的必要措施,体积压裂造就的复杂裂缝中支撑剂的充填铺置状态直接决定了压后效果,要实现复杂裂缝中支撑剂的有效铺置,明确其运移铺置规律至关重要。但目前复杂裂缝中支撑剂的运移铺置规律研究鲜有报道。为有效地开展实验和数值模拟研究,“复杂裂缝”被简化为由一条主裂缝加一级分支裂缝构成的“组合裂缝”。通过大型可视化组合裂缝支撑剂运移铺置模拟实验装置首先开展了组合裂缝中支撑剂运移铺置规律实验研究,进而建立了组合裂缝中支撑剂的运移铺置数学模型,基于此模型,利用FLUENT软件二次开发手段开展了组合裂缝中支撑剂运移铺置规律数值模拟研究,明确了储层参数、压裂施工参数与压裂材料参数等对组合裂缝中支撑剂运移铺置规律的影响,最后利用CMG软件建立了压裂产能模型优化裂缝参数结合组合裂缝中支撑剂运移铺置影响因素研究结论,优化了单一裂缝和组合裂缝的压裂施工方案设计。研究结果表明:储层参数、压裂施工参数与压裂材料参数对单一主裂缝中支撑剂的运移铺置均产生影响,部分参数影响结果如下:滤失系数由0增至4.56×10-4m/(?),砂堤高度增长12.5%;排量由5.4m3/h增至21.6m3/h,砂堤高度减小79.1%;支撑剂密度由2450kg/m3增至3030kg/m3,砂堤高度增长44.9%;分支缝的存在使得单一主裂缝中砂堤高度增加,砂堤高度增加幅度为33%～101.8%。单一主裂缝中对支撑剂运移铺置的影响由高至低分别为:排量、支撑剂粒径、砂比、支撑剂密度、压裂液粘度和滤失系数;考虑支撑剂颗粒间的相互作用建立了砂浓度修正系数,考虑缝宽较小及壁面粗糙建立了壁面效应修正系数,考虑裂缝壁面滤失建立了滤失修正系数,综合考虑上述三点建立了单一主裂缝中支撑剂沉降数学模型。建立了考虑分支缝角度、分支缝与主缝缝宽比的组合裂缝携砂液分流模型;利用数值模拟方法研究了各因素对不同类型裂缝中支撑剂运移铺置的影响规律,对单一裂缝而言,较大携砂液排量、较小粒径支撑剂、较低密度支撑剂、较高砂比、较大密度压裂液及较大粘度压裂液均是有利于支撑剂长距离输送的人为可控因素;对组合裂缝而言,较小粒径支撑剂、较大携砂液排量、较低密度支撑剂、较大砂比、较高粘度压裂液及较大密度压裂液均是有利于支撑剂在分支缝中有效铺置的人为可控因素,在压裂设计时应考虑在施工条件允许范围内按照上述顺序选择合理的施工参数以确保单一及组合裂缝压裂时支撑剂的有效铺置。经压裂软件模拟,与传统压裂施工方案相比,优化后的单一裂缝和组合裂缝压裂施工方案可获得更长的有效支撑裂缝或裂缝网络。论文结合实验研究、理论分析和数值模拟手段,明确了组合裂缝中支撑剂的运移铺置规律,对指导压裂施工方案设计具有重要意义。