煤粉在支撐裂縫中的運(yùn)移與沉積規(guī)律

劉 巖,張遂安,曹立虎,孟尚志,張?zhí)炝?/p>

(1.中國石油大學(xué)(北京)氣體能源開發(fā)與利用教育部工程研究中心,北京 102249;2.中聯(lián)煤層氣有限責(zé)任公司,北京 100011;3.大港油田石油工程研究院,天津 300280)

煤粉在支撐裂縫中的運(yùn)移與沉積規(guī)律

劉 巖1,張遂安1,曹立虎1,孟尚志2,張?zhí)炝?

(1.中國石油大學(xué)(北京)氣體能源開發(fā)與利用教育部工程研究中心,北京 102249;2.中聯(lián)煤層氣有限責(zé)任公司,北京 100011;3.大港油田石油工程研究院,天津 300280)

針對煤儲層壓裂過程中易產(chǎn)生大量煤粉問題,應(yīng)用LD-1A導(dǎo)流能力測試系統(tǒng)進(jìn)行了支撐裂縫中不同流速、不同煤粉含量的流體流動物模實(shí)驗(yàn),分析了流體在變流速、恒流速和間斷流動下,煤粉在支撐劑充填層中的運(yùn)移、沉積及產(chǎn)出規(guī)律。實(shí)驗(yàn)表明:煤粉運(yùn)移具有一定的臨界流速,不同條件下,臨界流速差別較大,在20～40目石英砂支撐裂縫中,過60目煤粉臨界流速可達(dá)5.20 cm/ min,而過140目煤粉臨界流速為2.01 cm/min;流體流速、支撐劑粒徑、煤粉粒徑、煤粉含量、排采制度等多重因素共同控制煤粉產(chǎn)出量;煤粉容易沉積在支撐裂縫中堵塞支撐劑構(gòu)建的孔隙,對支撐裂縫導(dǎo)流能力的傷害嚴(yán)重。壓裂后有效排出煤粉,可減小堵塞傷害;排采過程中控制流體流速,有利于減少煤粉運(yùn)移及產(chǎn)出。

煤粉;支撐裂縫;運(yùn)移;沉積;煤粉產(chǎn)出量

Key words:coal powder;proppant fracture;migration;deposition;coal powder output

煤是一種抗壓和抗拉強(qiáng)度較低的脆弱介質(zhì),彈性模量小,泊松比高,硬度低。在煤層氣井壓裂過程中,易產(chǎn)生大量煤粉[1-4]。煤粉進(jìn)入支撐裂縫與支撐劑混合,壓裂施工后大量煤粉會滯留在支撐裂縫中,堵塞支撐劑間孔隙,傷害支撐裂縫的導(dǎo)流能力[5]。……