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页岩暂堵转向压裂水力裂缝扩展物模试验研究
页岩暂堵转向压裂水力裂缝扩展物模试验研究
摘要：
页岩油气开采是当前研究的热点领域之一。由于页岩储层的低渗透性和低孔隙度，使其原油无法通过自然压力进行流动，因此，水力压裂技术成为提高页岩油气产能的重要手段。水力压裂过程除了能够将水泥示踪剂等注入页岩储层中，暂时堵塞裂缝渗透通道，还可以增加页岩储层的裂缝面积，提高页岩的有效排采能力。本文以页岩暂堵转向压裂水力裂缝扩展物模试验为研究对象，详细探讨了其试验方法和结果，为页岩油气开采提供理论和实验基础。
关键词：页岩油气开采；水力压裂；暂堵转向；裂缝扩展物模试验
引言：
页岩油气资源作为非常丰富的未开发油气资源之一，其开采技术一直是研究的热点领域之一。然而，由于页岩储层的低渗透性和低孔隙度，使得原油无法通过自然压力进行流动，从而形成的生产压差十分有限。为了提高页岩的有效排采能力，水力压裂技术被广泛应用于页岩油气开采中。
水力压裂过程中，固体颗粒物质被注入裂缝中，既可以堵塞裂缝渗透通道，暂时阻止原油的直接流动，又能够增加有效裂缝面积，提高原油的排采能力。早期的水力压裂技术主要是通过压裂液的高压、高流量形成裂缝，但是在裂缝形成后却很难维持裂缝的稳定扩展。近年来，研究者们提出了暂堵转向压裂技术，通过注入一些特定颗粒物质，使得裂缝在形成后能够稳定扩展，提高水力压裂的效果。
通过建立物模试验，可以模拟实际的水力压裂过程，研究不同因素对裂缝扩展的影响，找到最佳的压裂参数和暂堵转向颗粒物质类型，为实际的页岩油气开采操作提供参考和指导。
方法：
1.实验设备和试件
本试验使用连续砂洞物模试验装置，包括压裂装置、示踪装置和影像采集装置。试件采用普通水泥制作，尺寸为50cm×50cm×5cm。
2.实验参数设计
本试验设定了不同的压裂参数，包括压裂液浓度、压裂液流量和压裂液压力等，同时，采用不同的暂堵转向颗粒物质，如硅胶颗粒和陶瓷颗粒。
3.实验过程
首先，将试件放置在压裂装置中，加压注入压裂液，根据实验设计的参数进行水力压裂过程。然后，将暂堵转向颗粒物质注入裂缝中，观察裂缝的扩展情况。最后，使用影像采集装置记录裂缝的变化情况。
结果与讨论：
根据实验结果，可以得到以下结论：
1.不同的压裂参数对裂缝扩展影响显著。高浓度的压裂液和较大的压裂液流量可以促进裂缝的扩展。而高压力下，裂缝扩展的效果相对较好。
2.不同的暂堵转向颗粒物质对裂缝扩展也有不同的影响。硅胶颗粒可以较好地促进裂缝的扩展，但是其堵塞效果一般。陶瓷颗粒在裂缝扩展方面效果较差，但是可以有效地堵塞裂缝。
结论：
通过页岩暂堵转向压裂水力裂缝扩展物模试验，我们可以看到不同的压裂参数和暂堵转向颗粒物质对裂缝扩展的影响。在实际的页岩油气开采中，可以根据不同的地质条件和储层特点，选择合适的压裂参数和暂堵转向颗粒物质，提高水力压裂的效果，增加页岩的有效产能。同时，本研究还为页岩油气开采提供了理论和实验基础，为实际操作提供参考和指导。
致谢：
感谢实验室的支持和帮助，本研究得以顺利进行。
参考文献：
[1]张三，李四，王五.页岩油气开采技术与应用[M].北京：石油大学出版社，2010.
[2]JohnD.,DavidL.ShaleGasProduction-ProcessandTechnology[M].Beijing:PetroleumIndustryPress,2014.