纤维对通道压裂支撑剂团影响研究

摘 要： 通道压裂技术作为一项新型的增产措施，其裂缝导流能力比常规压裂高几个数量级，在低渗透和非常规油气藏的开发中取得了良好的效果。纤维在通道压裂中具有固砂、携砂、减阻、助返排等作用。实验研究了纤维长度和浓度对支撑剂团稳定性的影响，优选出纤维长度6mm、浓度0.5%。压裂液中纤维越长、浓度越大，支撑剂团沉降越慢，优选压裂液中加入纤维长度为10mm，浓度为0.6%。实验结果对通道压裂现场施工具有一定的指导意义。

关键词：通道压裂 纤维长度 纤维浓度 支撑剂团 通道率

中图分类号：TE357 文献标识码：A 文章编号：1003-9082（2016）05-0298-01

高速通道压裂是通过不均匀支撑剂充填来实现的。支撑剂颗粒之间不均匀铺置形成支撑剂团，提供油气流动的高导流通道，渗透率接近于无限大。通道压裂有以下优点：实现不均匀支撑剂充填；无支撑剂压裂液和纤维束混合使用，事故率降低；由于支撑剂团存在，扩大压裂区域，裂缝导流能力提高[1-3]。通道压裂液中添加纤维后，增产效果显著。纤维在通道压裂中具有携砂、固砂、减阻、助返排等作用。

一、纤维对支撑剂团稳定性影响

1.纤维长度对支撑剂团稳定性的影响

实验方案：分别用长度为4mm、6mm、10mm和12mm的聚乙烯醇纖维配置纤维浓度为0.9%的支撑剂团，称取质量分别为1g、2g、3g、4g和5g的支撑剂团各4个，把质量相同的4个支撑剂团同时加入装有600ml水的大烧杯中，搅拌器的转速调至1000r/min，持续时间4min，分别称出4个支撑剂团的质量，取平均值。

图1 纤维长度对支撑剂团稳定性的影响

支撑剂与纤维均匀混合，形成空间网状结构的复合型支撑剂，能提高支撑剂团的稳定性。由图1的单条曲线可见，纤维越长，支撑剂团的剩余百分比越大，即支撑剂团稳定性越好。当纤维长度超过6mm，支撑剂团剩余质量增加不明显，因此纤维长度最优值为6mm。

2.纤维浓度对支撑剂团稳定性的影响

实验方案：用长度为12mm的聚乙烯醇纤维分别配置纤维浓度为0.3%、0.5%、0.7%、0.9%和1.1%的支撑剂团，实验过程与1.1中相同。

图2 纤维浓度对支撑剂团稳定性的影响

由图2单条曲线可见，纤维浓度越大，剩余质量百分比越大，支撑剂团越稳定，支撑剂颗粒与更多的纤维相互缠绕成团，形成的网状结构更加稳固，支撑高速通道。当纤维浓度达到0.5%时，支撑剂团的稳定性显著提升，接近于峰值，超过此浓度后，稳定效果增加不明显。

通过优选，在配置支撑剂团时，应用的纤维长度和浓度分别选用6mm和0.5%。

二、压裂液中纤维对支撑剂团沉降的影响

1.压裂液中纤维长度对支撑剂团沉降的影响

实验方案：分别用长度为4mm、6mm、10mm和12mm的纤维配置压裂液，纤维浓度为0.9%，倒入量筒，记录不同质量的支撑剂团从量筒上方沉降到量筒底部的时间。

图3 压裂液中纤维长度对支撑剂团沉降的影响

由图3可知：随着纤维长度的增加，支撑剂团的沉降时间逐步增加，纤维增长有利于网状结构的形成，更好地稳砂固砂。当纤维长度为10mm时，实验效果较好。

2.压裂液中纤维浓度对支撑剂团沉降的影响

实验方案：分别配置浓度为0.3%、0.5%、0.7%、0.9%和1.1%纤维压裂液，纤维长度为12mm，记录不同质量的支撑剂团从量筒上方沉降到量筒底部的时间。

图4 压裂液中纤维浓度对支撑剂团沉降的影响

如图4所示，当支撑剂团质量为1g时，随着纤维浓度的增大，沉降速率减小，有利于支撑剂团在裂缝中的运移，纤维浓度接近0.9%时，达到最佳效果。继续增加纤维，沉降速率减小的幅度降低。随着支撑剂团质量的增大，纤维浓度对其沉降速度的影响越来越小，沉降时间也越来越短。

三、结论

1.实验研究了纤维长度和浓度对支撑剂团稳定性的影响，优选出纤维长度6mm、浓度0.5%，支撑剂团稳定性好。

2.压裂液中纤维越长、浓度越大，支撑剂团沉降越慢。优选压裂液中加入纤维长度为10mm，浓度为0.6%。

参考文献

[1]刘向军. 高速通道压裂工艺在低渗透油藏的应用[J]. 油气地质与采收率，2015，22（2）：122-126.

[2]许国庆，张士诚，王雷，韩晶玉. 通道压裂支撑裂缝影响因素分析[J]. 断块油气田，2015，22（4）：534-537.

[3]钟森，任山，黄禹忠，林立世. 高速通道压裂技术在国外的研究与应用[J]. 中外能源，2012，17（6）：39-42.

作者简介：邵俊杰，男，（1991-），硕士，主要从事油气田储层改造。