深部煤层气转向压裂缝内暂堵剂运移封堵数值模拟摘要
在煤层气开发过程中,由于深部煤岩塑性强、地应力差大,主要采用暂堵转向压裂技术促进缝网复杂扩展,但压裂现场数据表明,部分压裂段暂堵参数不合理,未能实现暂堵剂在裂缝中的成功架桥封堵,导致裂缝转向失败进而影响压裂效果。考虑裂缝内支撑剂砂堤对暂堵剂运移的影响,基于计算流体动力学(CFD)和离散元方法 (DEM)耦合建立了煤岩水力裂缝内暂堵剂颗粒运移封堵数值模型,探究了不同施工参数下暂堵剂颗粒架桥行为和暂堵效率。结果表明:暂堵剂注入时粒径体积比最佳为4∶1;压裂液黏度、暂堵剂体积分数、流体注入速度等关键因素会影响暂堵卡堵架桥时间、架桥暂堵体积大小和卡堵距离;入口缝宽与暂堵剂体积无显著关联,不同裂缝缝宽均能有效暂堵。研究成果为深部煤层气的现场暂堵转向工艺及人工缝网调控机制提供了理论指导。
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