裂縫封堵層結構形成與演化機制

作者：許成元,張敬逸,康毅力,徐鋒,林沖,閆霄鵬,經浩然,商翔宇

摘要：采用耦合計算流體力學-離散元(CFD-DEM)方法模擬了裂縫封堵層結構形成過程,采用自主研制的表征封堵層細觀力鏈網絡的光彈實驗系統模擬了裂縫封堵層結構承壓演化過程,揭示了裂縫封堵層結構形成與演化機制,形成了堵漏材料優選與堵漏配方設計新方法,為提高裂縫性儲集層漏失控制效果提供理論依據。CFD-DEM模擬結果表明,架橋概率是決定封堵層結構形成和裂縫封堵效率的關鍵因素。提出了臨界架橋與絕對架橋加量指標,作為架橋材料加量設計的依據。隨著絕對架橋加量的增加,架橋模式由材料粒徑主導向粒徑-摩擦力共同主導轉變。光彈實驗結果表明,細觀力鏈網絡是裂縫封堵層結構承壓演化的內在機制并決定宏觀封堵層強度,堵漏材料性能參數影響力鏈網絡結構和強力鏈占比,進而影響封堵層承壓穩定性。根據研究結果優選了新型高封堵強滯留堵漏材料、優化了堵漏配方,室內裂縫封堵實驗結果表明可有效提高裂縫封堵效率與封堵強度。

發文機構：油氣藏地質及開發工程國家重點實驗室西南石油大學 中國石油國際勘探開發有限公司 中國石油勘探開發研究院 深部巖土力學與地下工程國家重點實驗室中國礦業大學

關鍵詞：井漏儲集層保護裂縫封堵層封堵層結構封堵強度封堵效率CFD-DEM模擬光彈實驗堵漏材料lost circulationformation damage controlfracture plugging zoneplugging zone structureplugging strengthplugging efficiencyCFD-DEM simulationphoto-elastic experimentloss control material

分類號： TE28[石油與天然氣工程—油氣井工程]