当前课程知识点:采油工程 > 第八章 水力压裂技术(二) > 8.3 支撑剂 > 8.3.2 裂缝导流能力
同学们好
本节我们学习裂缝的导流能力
首先我们看一下
什么是裂缝的导流能力
压裂的目标
是要形成一条高导流的裂缝
这个高导流的裂缝体现在
一方面裂缝要在支撑剂的
支撑之下
要有足够的宽度
光有足够的宽度还不够
还需要裂缝当中的支撑剂的排列
能够提供一个通畅的
油气流动的通道
这样的两个因素缺一不可
一方面 如果裂缝的宽度比较窄
即使是支撑住的支撑剂之间
有比较通畅的通道
它的导通能力也不强
另外一方面
如果支撑剂支撑的裂缝足够的宽
但是中间充填的支撑剂非常致密
中间没有很通畅的油气的流通通道
那么它的导流能力也不强
因此导流能力的问题
应该兼顾裂缝的宽度
以及裂缝之中渗透力的大小
导流能力就是裂缝闭合之后
裂缝内渗透率与平均缝宽的乘积
这个导流能力就兼顾了
我们刚才所讲的宽度的问题
以及在裂缝之内通道的问题
在计算导流能力的时候
裂缝的宽度如何来确定的
我们来看一个示意图
一般压裂之后形成的裂缝
它的缝宽是不一样的
一般情况之下 在缝口的位置
它的缝宽相对较大
而且在这个缝口当中中部的位置
裂缝的宽度是最大的
我们这里面介绍几个关于缝宽的概念
首先叫做动态缝宽
动态缝宽指的是
施工过程中裂缝的宽度
也就是
在前置液压开裂缝的时候
张开的这条裂缝的宽度
一般情况之下
这条裂缝的动态缝宽
能够达到十个毫米左右
第二叫做支撑缝宽
支撑缝宽指的是
裂缝闭合以后的宽度
这里面我们可以明确地知道
前置液压开的动态缝宽
不等于裂缝闭合的时候
被支撑住的缝宽
一般情况之下
支撑缝宽是3到5毫米左右
而支撑住的缝宽 它的最大的位置
我们称为最大缝宽
平均缝宽指的又是什么
平均缝宽指的是
四分之π乘以最大缝宽
得到的是一条平均缝宽
在计算裂缝导流能力的时候
这个地方的Wf
我们用的就是平均缝宽
通过导流能力的这个定义
我们知道 获取一条高导流的裂缝
就是要使得裂缝的宽度
和裂缝渗透率之间的乘积
要尽可能的大
那么是不是我们在压裂设计的时候
在什么样的情况之下
都要去追求更大的导流能力
我们知道 更大的导流能力
或者是叫更宽的缝宽
在施工中就需要带来更大的施工压力
更多的支撑剂
显然成本就更高
这样的一些成本
是不是在任何情况之下都合适的呢
我们再来看下面的一个概念
叫做无因次的导流能力
这个概念就很好的解决了
刚才提出来的问题
无因次的导流能力指的是
kf乘以w
这就是裂缝的导流能力比上k乘以lf
k指的是地层的渗透率
lf指的是裂缝的半长
在这个无因次的表达式里面
除了关注了裂缝的导流能力之外
还关注了地层的情况
这就给我们一个启示
也就是裂缝 它不是单独存在的
裂缝是存在于储层之中的
裂缝的导流能力是需要跟地层的
供液能力相匹配的
这个地方
我们就提出来匹配
这样的一个概念
无因次导流能力里面
分子上表达的是裂缝的导流能力
它指的是
缝内向井筒输送的能力
而分母上k乘以lf
表达的是地层的渗流能力
也就是地层向裂缝的输送能力
这两个能力的匹配问题
就体现在了
无因次导流能力的这个概念上
也就是 两个能力比较接近
比较匹配的时候
才能够达到所谓的物尽其用
才能使得裂缝的作用发挥到最大
我们来举一个例子
如果对于低渗地层
比如低渗地层里面
渗透率K是比较低的
这个时候我们有有限的支撑剂
也就是支撑剂的总体积是有限的
那么去形成裂缝的时候
如果裂缝的形态可以选择
我们是选择比较宽的裂缝宽度
比较短的裂缝长度
还是比较窄的裂缝宽度
比较长的裂缝长度呢
比较长的裂缝长度呢
这两种情况我们用的支撑剂
是一样多的
我们选哪种
通过无因次的导流能力这个定义式
我们发现如果k值比较小
这个时候我们如果增加lf
也就是增加裂缝的长度
而尽量的减少裂缝的宽度
因为增加了裂缝的长度
总的支撑剂数量有限的情况之下
裂缝宽度自然就减少了
这时候形成的无因次的导流能力
还是匹配的
另外的一种情况
如果地层的渗透率相对比较高
也就是对于中高渗的储层
k值比较大
在k值比较大的情况之下
我们还去追求更长的裂缝长度吗
显然就没有必要了
这个时候我们去追求
更宽的裂缝宽度
而适当减少裂缝的长度
是合适的
这样的例子
跟公路的导通情况
高速公路的修建情况
是非常类似的
如果有几条已经建成的
相对比较通畅的高速公路了
这时候新修建一条高速公路
去沟通已有的这些公路的时候
所修建的这条新的高速公路
当然车道要多
在总的投资有限的情况之下
我们可以尽量的缩短它的长度
但是也要提供足够多的通道
使得已有的高速公路
能够顺畅地并入进来
而对于乡村的公路
如果新修一条乡村公路
去沟通更多的乡村小路的时候
我们还要去追求很宽的车道吗
显然是没有必要的
这时候 我们需要更长的
相对车道更少的这样的一种选择
可以连接更多的乡间小路
因此 以下的这两条结论
是希望同学们记住的
对于低渗地层
水力压裂是以增加裂缝的长度为主
而对于中高渗的地层
水力压裂应增加裂缝的导流能力为主
这就是本节介绍的主要内容
同学们再见
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