鄒雨時，石善志，張士誠，俞天喜，田剛，馬新仿，張兆鵬

（1. 中國石油大學(xué)（北京）油氣資源與探測國家重點實驗室，北京 102249；2. 新疆油田公司工程技術(shù)研究院，新疆克拉瑪依 834000）

0 引言

準噶爾盆地瑪湖凹陷礫巖油田具有儲集層埋藏深、非均質(zhì)程度高等特點，儲量動用難度極大，是致密油開發(fā)的全新領(lǐng)域[1-2]。近年來采用水平井體積壓裂技術(shù)開發(fā)，實現(xiàn)了產(chǎn)量突破[3-4]，但開采成本高，目前無有效的降本增效措施?，敽[巖儲集層巖相特征復(fù)雜[5-7]，認識“巖相”控制下的水力裂縫擴展、支撐劑運移及導(dǎo)流能力的變化規(guī)律，對優(yōu)化該類致密油壓裂工藝參數(shù)具有重要意義。

針對礫巖儲集層水力裂縫擴展規(guī)律，國內(nèi)外研究人員已開展了深入的理論研究。礫巖中礫石與基質(zhì)礦物成分不同，礫石與基質(zhì)的變形、強度等力學(xué)特征差異顯著，如瑪湖凹陷百口泉組砂礫巖中礫石硬度可達基質(zhì)硬度的5倍以上[7]。因此，礫巖儲集層強力學(xué)非均質(zhì)性可導(dǎo)致水力裂縫遇礫發(fā)生止裂、偏轉(zhuǎn)和穿透等多種復(fù)雜現(xiàn)象，同時水平應(yīng)力差大小和礫石特征（粒徑大小、含量、分選與分布）分別影響了水力裂縫的宏觀走向和局部形態(tài)，而迂曲繞礫、局部分支是礫巖儲集層水力裂縫的重要形態(tài)特征[8-10]。然而，支撐劑在該迂曲縫內(nèi)的運移鋪置規(guī)律尚不明確，且相應(yīng)的導(dǎo)流能力變化認識有限。

目前，壓裂縫內(nèi)支撐劑運移規(guī)律研究已得到長足發(fā)展，主要采用樹脂玻璃單平板[11-12]或正/斜交多平板裝置[13-14]研究縫內(nèi)砂堤形態(tài)。然而，上述人造裂縫單元為光滑平板，對礫巖儲集層的迂曲裂縫形態(tài)不適用。針對此問題，Raimbay等[15]打磨樹脂玻璃粗糙表面，以仿真粗糙縫面形態(tài)。但是，上述方法也無法準確還原礫巖裂縫的真實迂曲度和縫面粗糙度。與此類似，當前大多數(shù)導(dǎo)流能力實驗采用 API（美國石油協(xié)會）標準的鋼片或表面平滑的巖板[16]，所模擬的是平直裂縫內(nèi)的導(dǎo)流能力變化，縫面形態(tài)與真實形態(tài)相差甚遠。甄懷賓等[17]采用水泥和鵝卵石制備砂礫巖巖板，仿真模擬支撐劑在礫石和基質(zhì)處的破碎、嵌入程度差異，但該人造裂縫仍無法代表礫巖儲集層的迂曲粗糙裂縫。

綜上所述，前期支撐劑運移和導(dǎo)流能力研究主要針對平面縫，較少考慮縫面迂曲和粗糙度的影響。一般情況下，壓裂實驗所得到的裂縫形態(tài)類似于儲集層真實裂縫形態(tài)，但多數(shù)壓裂實驗通常不加砂[18]，即支撐劑運移實驗獨立于壓裂實驗，未充分利用壓后裂縫。因此，本文采用準噶爾盆地瑪湖凹陷二疊系上烏爾禾組井下巖心，設(shè)計了一套小尺寸真三軸攜砂壓裂一體化實驗流程，并以壓后裂縫形態(tài)為基準，應(yīng)用3D打印技術(shù)構(gòu)建礫巖壓后粗糙縫面巖板模型[19]，進而分析復(fù)雜巖相、迂曲粗糙縫體系下的支撐劑運移規(guī)律，研究不同粗糙縫面對導(dǎo)流能力的影響，為不同巖相礫巖壓裂加砂參數(shù)優(yōu)化提供技術(shù)支持。

1 加砂壓裂模擬實驗

1.1 礫巖巖石力學(xué)性質(zhì)

礫巖巖樣取自瑪湖凹陷二疊系上烏爾禾組瑪湖 1井和瑪湖11井。礫石成分主要為火成巖，礫石間充填細礫質(zhì)或砂質(zhì)雜基，泥質(zhì)膠結(jié)或鈣泥質(zhì)膠結(jié)。根據(jù)礫石粒徑和顆粒支撐方式可將巖樣劃分為雜基支撐細礫巖和顆粒支撐中礫巖[5-6]。瑪湖1井巖樣礫石粒徑5～10 mm，顆粒呈懸浮狀被雜基包圍，屬于雜基支撐細礫巖相（見圖1a）；瑪湖11井巖樣礫石粒徑10～40 mm，顆粒與顆粒相互接觸，屬于顆粒支撐中礫巖相（見圖1b）。

圖1 不同巖相礫巖巖心端面照片

表 1、表 2分別為不同類型礫巖三軸壓縮（圍壓30 MPa）與抗拉強度實驗數(shù)據(jù)、礫石與基質(zhì)納米壓痕實驗數(shù)據(jù)?？梢钥吹?，不同類型礫巖力學(xué)性質(zhì)差異相對較?。ㄒ姳?），但礫石與基質(zhì)間力學(xué)性質(zhì)差異顯著（見表2），礫石呈現(xiàn)出高強度、大硬度、強斷裂韌性的特點[7]，而基質(zhì)的平均彈性模量、硬度和斷裂韌性值均比礫石低得多。因此，顆粒支撐礫巖主要形成繞礫迂曲裂縫，且礫石間膠結(jié)物含量少，膠結(jié)強度相對較低，更易破裂；而雜基支撐礫巖趨于形成相對平直裂縫（見圖2）。

表1 不同巖相礫巖巖石力學(xué)參數(shù)測試結(jié)果

表2 基質(zhì)與礫石巖石力學(xué)參數(shù)測試結(jié)果

圖2 不同巖相礫巖抗拉強度測試后破裂形態(tài)

1.2 巖樣制備

利用線切割儀將不同巖相井下全直徑礫巖巖心均切割成80 mm′80 mm′100 mm的長方體試樣。在正方形面中心垂向鉆取直徑為15 mm、深度為53 mm的孔眼，然后將外徑12 mm、長58 mm的鋼管（模擬井筒）下放至距孔眼底部5 mm處，并使用高強度環(huán)氧樹脂膠固結(jié)井筒[10]。

1.3 實驗儀器及流程

采用小尺寸真三軸水力壓裂模擬裝置（見圖3）開展攜砂壓裂實驗。基于儲集層實際地應(yīng)力和實驗設(shè)備性能，確定壓裂模擬實驗水平應(yīng)力差為12 MPa，排量50 mL/min，加砂濃度15 g/100 mL。

圖3 小尺寸真三軸水力壓裂裝置示意圖（據(jù)文獻[18]修改）

實驗流程：①將巖樣放置在巖心室內(nèi)，通過液壓加載系統(tǒng)首先將三向應(yīng)力增加至水平最小主應(yīng)力（sh=5 MPa），關(guān)閉Z軸液壓管線閥門；然后繼續(xù)增加應(yīng)力至水平最大主應(yīng)力（sH=17 MPa），關(guān)閉Y軸液壓管線閥門；最后將應(yīng)力增加至垂向應(yīng)力（sv=20 MPa），關(guān)閉X軸液壓管線閥門，并通過液壓伺服系統(tǒng)維持三向應(yīng)力大小。②將15 g石英砂支撐劑（粒徑0.075 mm（200目）/0.048 mm（300目），以下簡稱“2030”支撐劑）倒入密閉定量加砂裝置砂罐1中，30 g石英砂支撐劑（粒徑0.212 mm（70目）/0.106 mm（140目），以下簡稱“7014”支撐劑）倒入密閉定量加砂裝置砂罐 2中，啟動攪拌泵。將混有熒光劑的滑溜水壓裂液（黏度約10 mPa·s）注滿中間容器，利用恒速恒壓泵以恒定排量將中間容器內(nèi)的壓裂液注入到井筒內(nèi)，井口的壓力傳感器同步采集壓裂過程中的壓力變化。待壓裂管線、井筒充滿壓裂液后，井口壓力上升至約5 MPa（低于破裂壓力），開啟砂罐1出砂口閥門，支撐劑與壓裂液混合后進入壓裂管線，加砂約1 min后關(guān)閉砂罐1的出砂口閥門，隨后開啟砂罐2出砂口閥門，完成不同粒徑支撐劑泵注切換。巖樣破裂后持續(xù)注入混砂漿，直至壓力急劇升高后停泵結(jié)束實驗。單組實驗累計泵注液量300 mL。③采用CT掃描圖像、示蹤劑分布及巖樣剖分綜合分析識別巖樣表面、內(nèi)部的裂縫形態(tài)以及支撐劑分布情況。

2 支撐裂縫導(dǎo)流能力測試實驗

2.1 巖板制備

針對雜基支撐細礫巖和顆粒支撐中礫巖兩類巖相，分別開展導(dǎo)流能力測試。實驗采用不同巖相的礫巖平面巖板和粗糙面巖板。其中，礫巖平面巖板導(dǎo)流測試用以明確不同巖相下礫石、基質(zhì)含量差異對導(dǎo)流能力的影響（未考慮縫面粗糙度）；不同巖相粗糙面巖板用于分析礫巖迂曲縫不同縫面粗糙度對導(dǎo)流能力的影響。

巖板制作：①API平面巖板，采用API標準制作，長度17.7 cm，寬度3.8 cm，厚度2 cm，端部呈半圓形（見圖 4）；②3D打印粗糙面板，首先加工制作長度17.7 cm，寬度3.8 cm，厚度6.0～7.0 cm的端部半圓巖板，隨后沿1/2厚度處劈裂巖板為2片（以劈裂裂縫作為壓后裂縫），單片厚度3.0～3.5 cm（見圖5）；隨后使用3D打印裝置掃描任一單片巖板的表面粗糙度，進而重構(gòu)縫面形貌數(shù)字模型；最后使用高強度樹脂材料逐層打印，構(gòu)建粗糙面打印巖板（見圖5）。本文分別構(gòu)建了雜基支撐細礫巖和顆粒支撐中礫巖的粗糙面打印巖板。其中，雜基支撐細礫巖縫面凸起尺度平均為±2 mm，最大凸起約±4 mm；顆粒支撐中礫巖縫面凸起尺度平均為±7 mm，最大凸起約±15 mm。

圖4 不同巖相礫巖API標準平面巖板

圖5 不同巖相礫巖粗糙縫面3D打印導(dǎo)流能力測試巖板

2.2 實驗方案與步驟

選用不同類型巖板，與支撐劑、鋪砂濃度組合，設(shè)計 8套實驗方案（見表 3），采用 FCES-100型導(dǎo)流儀[16]開展實驗，測試流程如下：①將測試巖板放置于導(dǎo)流室，將極少量0.85 mm（20目）/0.425 mm（40目）石英砂支撐劑分散于 2片巖板之間，以形成具有初始縫寬的支撐裂縫。②選用0.425 mm（40目）/0.212 mm（70目）（以下簡稱“4070”支撐劑）和“7014”石英砂支撐劑，每種支撐劑分別考慮 1 kg/m2（API標準6.45 g）和5 kg/m2（API標準32.25 g）兩種鋪砂濃度。采用質(zhì)量分數(shù)為2%的KCl溶液，依靠定量攜砂裝置與恒速恒壓泵將不同鋪砂濃度下對應(yīng)的 API標準量支撐劑，以50 mL/min的排量泵入支撐裂縫，實現(xiàn)鋪置。③將導(dǎo)流室加載閉合應(yīng)力，以2～5 mL/min流量泵注質(zhì)量分數(shù)為2%的KCl溶液，開始測試。實驗閉合應(yīng)力由20 MPa開始，以10 MPa增幅，逐步增加至60 MPa，每個壓力點測試 24 h。以鋼板裂縫為對比基礎(chǔ)，分析不同巖相礫巖平面巖板和粗糙面巖板裂縫內(nèi)導(dǎo)流能力的變化規(guī)律。

表3 裂縫導(dǎo)流測試方案

3 實驗結(jié)果及分析

3.1 不同巖相礫巖加砂壓裂特征

3.1.1 礫巖壓裂裂縫形態(tài)及支撐劑鋪置

圖 6為雜基支撐細礫巖壓后水力裂縫形態(tài)。由圖可知，試樣壓后形成一條整體沿水平最大主應(yīng)力方向延伸的雙翼裂縫（縫1和縫2），水力裂縫局部遇小礫石發(fā)生一定的偏轉(zhuǎn)（見圖6a）。縫1整體較平直，近井縫口寬度較大，遠井縫寬變窄，平均縫寬100～120 μm（見圖6b）；較大粒徑“7014”支撐劑主要在近縫口和井底堆積，較小粒徑“2030”支撐劑可以在近縫口、中段多層鋪置，遠井端逐步變成單層、間斷鋪置，支撐劑鋪置的距離約占縫長的70%（見圖6c）?？p2情況與縫1整體相似，但縫2平均縫寬略大，支撐劑運移鋪置更遠，鋪置距離約占縫長的90%（見圖6d、6e）?？p2端部存在一條繞礫細分支縫，寬度不足70 μm，未見支撐劑充填（見圖6e）。

圖6 雜基支撐細礫巖水力裂縫形態(tài)及支撐劑平面鋪置CT圖像

圖7為顆粒支撐中礫巖壓后水力裂縫形態(tài)，主要形成一條整體沿水平最大主應(yīng)力方向延伸的雙翼裂縫（縫1和縫2）和一條整體沿水平最小主應(yīng)力方向延伸的單翼裂縫（縫 3），水力裂縫局部遇大礫石發(fā)生顯著偏轉(zhuǎn)（見圖7a）。CT掃描圖像顯示巖樣內(nèi)部裂縫非常迂曲，縫寬多變，平均縫寬不足50 μm（見圖7b）?？p1主要沿礫石界面起裂，由水平最小主應(yīng)力方向逐步轉(zhuǎn)向水平最大主應(yīng)力方向擴展，較大粒徑支撐劑完全在縫口和井底堆積，而較小粒徑支撐劑可以在近井短距離多層鋪置，在繞礫石“辮狀”破裂帶處間斷、截止鋪置，支撐劑鋪置距離不足30%（見圖7c）?？p2更為迂曲，且近井存在繞礫擴展間斷多分支裂縫，支撐劑運移至此截止，充填距離同樣不足30%?？p3繞礫石起裂不充分，縫寬極窄，未見支撐劑進入。實驗發(fā)現(xiàn)，與雜基支撐細礫巖相比，顆粒支撐中礫巖水力裂縫更加粗糙迂曲，整體縫寬更窄，支撐劑運移距離較短，且鋪置層數(shù)較少。

圖7 顆粒支撐中礫巖水力裂縫形態(tài)及支撐劑平面鋪置CT圖像

3.1.2 礫巖壓裂曲線特征

攜砂壓裂過程中，兩種類型礫巖壓力響應(yīng)特征差異較大。雜基支撐細礫巖破裂壓力約11.1 MPa（見圖8），壓裂30～93 s為“2030”支撐劑注入階段，也是裂縫延伸的主要階段，期間壓力出現(xiàn)一次較大波動，主要是支撐劑在裂縫內(nèi)的運移、堆積所致；93～275 s為“7014”支撐劑的注入階段，整體上壓力呈平穩(wěn)上升趨勢，高于破裂壓力。支撐劑泵注結(jié)束時（275 s）達到峰值壓力 14.7 MPa，而后壓力快速下降。在 300 s時停泵，壓力下降速率約為0.37 MPa/s。

圖8 雜基支撐細礫巖壓裂過程中壓力與時間關(guān)系曲線

顆粒支撐中礫巖破裂壓力約14.1 MPa，壓裂45～104 s為“2030”支撐劑注入階段（見圖9）。泵注“7014”支撐劑時，在220 s時出現(xiàn)砂堵，壓力迅速上升到15.7 MPa，降低排量至40 mL/min，持續(xù)注入直至255 s，期間壓力小幅波動，無快速上升現(xiàn)象；重新提高排量至50 mL/min，持續(xù)注入直至300 s，壓力平穩(wěn)，隨后停泵，壓力緩慢下降，下降速率約為0.082 MPa/s，遠小于雜基支撐細礫巖的停泵瞬時壓降速率。對照圖 7可知，砂堵階段（220～255 s）井底壓力較高，縫1和縫 2縫口寬度變大，使得極少量“7014”支撐劑進入縫口。由于顆粒支撐礫巖水力裂縫極度迂曲，繞礫處縫寬衰減明顯，阻礙了支撐劑運移，在泵注支撐劑過程中，壓力波動幅度更大。

圖9 顆粒支撐中礫巖壓裂過程中壓力與時間關(guān)系曲線

3.2 不同巖相礫巖導(dǎo)流能力

3.2.1 平面巖板導(dǎo)流能力

圖10為鋼板、雜基支撐細礫巖板和顆粒支撐中礫巖板夾持支撐劑的裂縫導(dǎo)流能力測試結(jié)果（實驗方案1—3）。整體而言，鋼板裂縫導(dǎo)流能力最大，顆粒支撐中礫巖次之，雜基支撐細礫巖最小。20 MPa低閉合應(yīng)力下，兩種礫巖巖板與鋼板的導(dǎo)流能力接近。閉合應(yīng)力由20 MPa依次增加至40 MPa和60 MPa，鋼板裂縫導(dǎo)流能力分別依次下降65.0%和15.5%，而礫巖裂縫導(dǎo)流能力下降幅度更大，這是因為礫巖基質(zhì)膠結(jié)物硬度較低，隨閉合應(yīng)力增大支撐劑嵌入明顯，同時縫面泥質(zhì)顆粒脫落及支撐劑破碎后的運移堵塞了支撐劑充填層的孔喉。雜基支撐細礫巖中的基質(zhì)膠結(jié)物更多，其導(dǎo)流能力對閉合應(yīng)力增加更為敏感，故導(dǎo)流能力最小。

圖10 方案1—3裂縫導(dǎo)流能力變化曲線

3.2.2 3 D打印粗糙縫面巖板導(dǎo)流能力

與鋼板夾持支撐裂縫相比，3D打印粗糙縫面夾持支撐劑充填層較為不穩(wěn)定，隨閉合應(yīng)力增加，導(dǎo)流能力迅速降低（見圖11）。20 MPa低閉合應(yīng)力下，粗糙縫導(dǎo)流能力高于鋼板；閉合應(yīng)力高于30 MPa后，粗糙縫導(dǎo)流能力低于鋼板，而雜基支撐細礫巖裂縫導(dǎo)流能力高于顆粒支撐中礫巖裂縫。當閉合應(yīng)力由20 MPa增加至30 MPa時，顆粒支撐中礫巖裂縫導(dǎo)流能力呈現(xiàn)大幅跌落，下降幅度40.9%；而閉合應(yīng)力由30 MPa增加至 40 MPa時，雜基支撐細礫巖裂縫導(dǎo)流能力下降32.7%。當閉合應(yīng)力增加至60 MPa時，雜基支撐細礫巖、顆粒支撐中礫巖壓后縫寬均大幅減小，致使導(dǎo)流能力較20 MPa低閉合應(yīng)力時分別下降約88%和92%。

圖11 方案1、方案4—5裂縫導(dǎo)流能力變化曲線

綜合對比平面巖板和粗糙巖板的導(dǎo)流能力發(fā)現(xiàn)，當閉合應(yīng)力高于30 MPa時，顆粒支撐巖相平面巖板的裂縫導(dǎo)流能力高于雜基支撐巖相裂縫，而粗糙巖板的變化趨勢與之相反。由于礫石硬度大于基質(zhì)，所以支撐劑在基質(zhì)表面主要發(fā)生嵌入現(xiàn)象，在礫石表面發(fā)生破碎現(xiàn)象[17]。對于平面巖板，顆粒支撐巖相礫石含量較高，支撐劑主要鋪置于礫石處，因此嵌入較少，縫內(nèi)導(dǎo)流能力較高；而雜基支撐巖相雜基含量較高，支撐劑嵌入現(xiàn)象明顯，導(dǎo)致支撐縫寬減小，縫內(nèi)導(dǎo)流能力較低。因此，礫石含量和分布主導(dǎo)平面巖板裂縫導(dǎo)流能力變化。對于粗糙巖板，本文通過泵注在縫內(nèi)鋪置支撐劑。依據(jù)加砂壓裂實驗結(jié)果，礫巖縫內(nèi)支撐劑鋪置不均勻，支撐劑趨于在縫口一側(cè)鋪置，而靠近出口一側(cè)支撐劑較少。低閉合應(yīng)力下，支撐劑破碎嵌入少，粗糙縫入口側(cè)支撐劑充填層寬度較鋼板大，粗糙縫內(nèi)導(dǎo)流能力更高。閉合應(yīng)力增加后，充填層顯著壓縮，局部支撐劑破碎嚴重和不均勻鋪置導(dǎo)致粗糙縫出口一側(cè)縫寬大幅下降，結(jié)構(gòu)不穩(wěn)定，因此粗糙縫內(nèi)導(dǎo)流能力迅速降低。由于顆粒支撐巖相裂縫內(nèi)支撐劑鋪置較雜基支撐巖相更加不均勻，因而顆粒支撐巖相裂縫導(dǎo)流能力低于雜基支撐巖相裂縫。將方案2—3導(dǎo)流能力曲線（見圖 10）與方案 4—5導(dǎo)流能力曲線（見圖11）對比可知，在40～60 MPa高閉合應(yīng)力下，粗糙礫巖巖板裂縫導(dǎo)流能力較平面礫巖巖板低，說明縫面粗糙引起的支撐劑不均勻鋪置將進一步降低裂縫導(dǎo)流能力。

圖12為方案5—8導(dǎo)流能力測試結(jié)果。由圖可知，在閉合應(yīng)力20 MPa下，當鋪砂濃度為1 kg/m2（方案6—7）時，“4070”支撐劑的導(dǎo)流能力略大于“7014”支撐劑；當鋪砂濃度增加至5 kg/m2（方案5、方案8）時，“4070”支撐劑的導(dǎo)流能力遠大于“7014”支撐劑。此時，粗糙裂縫中支撐劑不均勻鋪置影響較小，將支撐劑以高濃度鋪置即可滿足導(dǎo)流能力要求。

圖12 方案5—8裂縫導(dǎo)流能力變化曲線

當鋪砂濃度為5 kg/m2時，閉合應(yīng)力升至30 MPa，“4070”支撐劑（方案5）的導(dǎo)流能力大幅下降，逐漸接近“7014”支撐劑（方案8）的導(dǎo)流能力。這主要是因為較大粒徑“4070”支撐劑在粗糙裂縫中多在縫口堆積，鋪置不均勻，導(dǎo)致縫內(nèi)導(dǎo)流能力下降。這說明支撐劑鋪置的均勻程度對縫內(nèi)導(dǎo)流能力的影響較大，支撐劑粒徑越大，在粗糙裂縫中鋪置的均勻程度越差，縫內(nèi)導(dǎo)流能力越低。

當閉合應(yīng)力高于 30 MPa后，同一鋪砂濃度下“7014”支撐劑的導(dǎo)流能力較高，這主要是由于“4070”支撐劑進入粗糙縫內(nèi)的數(shù)量有限，且鋪置均勻程度較差，而“7014”支撐劑能進入局部迂曲縫，鋪置效果相對更好。因此，在高閉合應(yīng)力下，保證高鋪砂濃度的同時，宜優(yōu)先采用小粒徑支撐劑，使粗糙縫內(nèi)鋪砂均勻。

4 應(yīng)用實例

瑪湖MH-X1井和MH-X2井目的層為二疊系上烏爾禾組，地層壓力系數(shù) 1.178～1.687，閉合應(yīng)力約63.2～66.4 MPa，均采用水平井分段多簇壓裂工藝，每段 6簇射孔，采用滑溜水壓裂液、石英砂支撐劑，最大排量10 m3/min。兩口井的施工參數(shù)主要差別在于支撐劑粒徑大小及主壓裂階段加砂方式（見表4）。

表4 瑪湖MH-X1井、MH-X2井施工參數(shù)

由圖13的壓裂曲線可知，兩口井前置液泵注階段壓力均較高，表現(xiàn)為排量小幅提升，壓力快速升高，表明近井裂縫窄而迂曲。MH-X1井在連續(xù)加砂前，通過4次段塞加砂沖刷近井裂縫以降低施工壓力，而后提升排量連續(xù)加砂，施工過程壓力呈下降趨勢；MH-X2井的加砂方式為段塞加砂，經(jīng)前 2個段塞沖刷近井裂縫后，提升排量施工壓力平穩(wěn)，后續(xù)主加砂過程壓力呈緩慢下降趨勢，局部有小幅度波動。

圖13 實例井單段壓裂施工曲線

目前MH-X1井生產(chǎn)160 d，最高日產(chǎn)油30 t，平均日產(chǎn)油16.5 t，且有下降趨勢，而MH-X2井已生產(chǎn)444 d，最高日產(chǎn)油59.2 t，平均日產(chǎn)油達20.6 t，產(chǎn)量比較穩(wěn)定。兩口井目的層形成的水力裂縫整體形態(tài)簡單，但儲集層屬于顆粒支撐中礫巖相，局部裂縫迂曲，且閉合應(yīng)力較高。MH-X2井使用較高濃度小粒徑支撐劑，更有利于其向遠井運移，填充局部分支窄縫，增加整體裂縫導(dǎo)流能力，提升產(chǎn)能。

5 結(jié)論

雜基支撐細礫巖水力裂縫整體相對平直，僅局部遇較大礫石時迂曲明顯，易于加砂，縫內(nèi)支撐劑運移距離約占縫長的 70%～90%。顆粒支撐中礫巖水力裂縫以繞礫擴展為主，路徑迂曲，縫寬多變，不易加砂，縫內(nèi)支撐劑運移距離不足縫長30%。

雜基支撐細礫巖因基質(zhì)含量高且硬度較低，支撐劑嵌入縫面較為嚴重；而顆粒支撐中礫巖礫石含量高，硬度較大，支撐劑破碎嚴重。高鋪砂濃度（5 kg/m2）條件下，提高閉合應(yīng)力（大于 60 MPa），雜基支撐細礫巖、顆粒支撐中礫巖壓后縫寬均大幅減小，導(dǎo)流能力較20 MPa低閉合應(yīng)力時分別下降88%和92%。

現(xiàn)場試驗證實，在60 MPa以上高閉合應(yīng)力下，在保證高鋪砂濃度的同時，使用高比例小粒徑支撐劑，有利于增大運移距離，同時支撐劑在粗糙縫內(nèi)鋪置相對均勻，裂縫導(dǎo)流能力較高，油井產(chǎn)量高且穩(wěn)定。

符號注釋：

X，Y，Z——直角坐標系，m；σh——最小水平主應(yīng)力，MPa；σH——最大水平主應(yīng)力，MPa；σv——垂向應(yīng)力，MPa；pb——破裂壓力，MPa。