压裂液的滤失性
(2013-09-11 17:54:28)
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压裂液滤失性造壁性滤失系数 |
分类: 油田杀菌剂 |
压裂液的滤失性
压裂液从裂缝壁面向地层内部的滤失(leakoff)经历了三个过程。首先由于压裂液中固相在裂缝壁面形成滤饼,压裂液经过滤饼向地层滤失,该过程为压裂液造壁性控制的滤失过程,相应的影响区域称为滤饼区;然后滤液侵入地层,该过程为压裂液粘度控制的滤失过程,相应的影响区域称为侵入区;侵入区以外广大地区是受地层流体压缩和流动控制的第三个区域,称为压缩区。尽管每种机理控制的滤失系数都可以独立导出,但在压裂过程中是同时起作用、共同影响压裂液效率。
1.压裂液的造壁性滤失系数
多数压裂液本身就有造壁性,加入降滤剂后,造壁性更强。压裂液的造壁性一方面有利于减少压裂液向地层的滤失,提高压裂液效率;另一方面也容易在裂缝壁面形成固相堵塞。用造壁性滤失系数反映造壁性对滤失影响的程度,用实验方法测定。
1)静态滤失系数测定
高温高压静滤失仪。滤筒底部有带孔的筛座,其上放置滤纸或岩心片。筒内有压裂液,在恒温下加压,下口处放一量筒。记录滤失量与时间数据,整理为图6-10所示静态滤失曲线。
形成滤饼前,流体滤失很快,形成滤饼后,滤失量受滤饼控制而渐趋稳定。总滤失量与时间的关系用方程描述。
静态滤失系数一般用于筛选评价压裂液体系。
2) 动态滤失系数测定
动滤失仪。调节注液系统排量,模拟压裂液在裂缝中流动。由于压裂液出口有回压,部分压裂液将从岩心滤失到出口端而流出。用岩心两端压差模拟裂缝内外压差,可保证动滤失仪的实验条件与地层条件基本相似。动态滤失系数主要用于压裂设计提供参数。
用动、静滤失仪测得的结果。动滤失条件下滤失比静态滤失大得多,但也有相反情况。尽管动、静滤失量差别较大,但动滤失测量复杂,目前仍大量采用静滤失法评定。
2 受压裂液粘度控制的滤失系数
压裂液粘度比地层油粘度大得多,假设压裂液侵入过程满足达西流动定律,且为刚性活塞驱动。
3 受地层流体压缩性控制的滤失系数
压裂液在较高的净应力作用下进入地层,而地层流体被压缩后让出一部分空间使压裂液才得以滤失进来。忽略岩石体积膨胀,基于地层流体的压缩性和达西渗滤方程推导出受地层流体压缩和流动控制的滤失系数
假设滤失外缘为无限远,比较合符垂直裂缝的滤失特征;但一般不合符水平裂缝的滤失情况,除非储层巨厚。
4 综合滤失系数
从滤失过程看,压裂液的滤失受三种机理控制,但可以用一个综合指标,即综合滤失系数反映共同作用的结果。
目前广泛采用调和平均法(Smith,1965)计算综合滤失系数,即将三种滤失控制机理视为电工学中的三个电容,综合滤失系数相当于它们串联的结果。
实际上压裂液滤失过程中的总压降Dp为滤饼区、侵入区和压缩区压降之和。因而提出了分压降法计算综合滤失系数。
对于非造壁性压裂液,不存在滤饼影响,总压降为侵入区压降Dpv和压缩区压降Dpc之和,
由此看出,按分压降法计算的综合滤失系数小于调和平均法计算结果,且综合滤失系数接近于三种滤失控制过程中最小的滤失系数。实际工作中,若造壁性滤失系数较小,可以此作为压裂液的综合滤失系数。
5 温度对滤失系数的影响
随着油气勘探开发向深层进军,储层温度达到100oC左右甚至200oC,对压裂液流变性和滤失性有非常大的影响。压裂过程中,相对低温的压裂液通过井筒和裂缝与高温地层产生热交换从而影响到压裂液的就地温度场。通常,压裂液粘度随温度增加而减小。在压裂液设计中必须考虑温度场对压裂液的影响,一般通过室内实验评价。
联系人:宋先生 电话13305313047
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