煤系致密粉砂岩N2泡沫压裂特性试验
肖贺成1
梁卫国1
李文达2
王在勇1
柴望阳1
1.太原理工大学原位改性采矿教育部重点试验室,山西太原 030024;太原理工大学矿业工程学院,山西太原 0300242.太原理工大学原位改性采矿教育部重点试验室,山西太原 030024
摘要：低用水量、低储层伤害、高返排效率的泡沫压裂是低压、低渗、强水敏煤系储层开发的潜在技术之一,但相关研究与应用主要聚焦于泡沫稳定性与流变性能优化,其压裂增渗特征研究不足.鉴于此,开展了不同泡沫干度(泡沫中气体体积分数)的N2泡沫、清水与N2气体压裂煤系致密粉砂岩的裂缝起裂扩展规律对比研究,并评价了裂缝面形态和导流能力特征.结果表明:①泡沫为气液混合物,其压缩性介于清水和N2气体之间,且泡沫干度越高,压缩性越强,压裂增压时间越长;②泡沫呈现高黏、低滤失特性,其岩石破裂压力高于清水和N2气体,且岩石破裂压力与泡沫干度正相关,泡沫干度越高,岩石破裂压力越高;③压裂液排量影响岩石破裂压力,40、20 mL/min排量下,90％干度泡沫的破裂压力分别高于清水15.66、6.08 MPa;④泡沫压裂的水力输入能量和声发射能量高于清水,且随着泡沫干度升高,其破裂时的最大和累积声发射能量均越大;⑤纯N2气体压裂致密粉砂岩的水力输入能量最高,但主要用于气体压缩,其破裂时的声发射能量最低,压后重注压力高,造缝能力弱.泡沫干度提高,无因次裂缝面积和粗糙度均增加,进而泡沫压裂裂缝导流能力高于清水和N2气体.强水敏储层泡沫流体可替代常规水基高黏压裂液,形成粗糙度和面积更大的高导流裂缝,可为强水敏煤系储层高效压裂增渗开采提供理论指导.
关键词：煤系储层N2泡沫压裂泡沫干度裂缝形态导流能力
分类号：TE377(油气田开发与开采)
资助基金：国家区域创新发展联合基金资助项目(U22A20167)山西省基础研究计划资助项目(20210302124664)
论文发表日期：2025-03-31
在线出版日期：2025-08-15（本平台首次上网日期，不代表文献的发表时间）
页数：12( 1683-1694 )
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