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我中国石油大学采油工程实验报告实验日期：2014.11.14 成绩：班级：学号：姓名:教师：战永平同组者：实验三裂缝导流能力模拟实验一、实验目的1.了解岩石被支撑裂缝的导流能力随闭合压力变化的规律,以及在相同闭合压力条件下不同铺砂浓度导流能力的差异；2.分别应用达西公式与二项式公式计算，分析结果的异同点，并说明原因；3.熟悉裂缝导流仪的操作及实验流程。
二、实验原理裂缝的渗透率可由气体渗流的流量来反映，测量气体在不同入口和出口压力下的流量后，可通过气体径向渗流的达西公式来确定裂缝的导流能力。
三、实验仪器和材料1. 仪器名称:裂缝导流仪,包括以下组成部分:压力试验机，空气压缩机，定值器，精密压力表，浮子流量计，岩心（钢板）模，游标卡尺,电子天平.2. 材料：同产地的石英砂和陶粒。
四、实验步骤1、准备实验工作（1）在附表1中记录使用的支撑剂名称、产地、粒径及室内温度下的气体粘度；（2）用游标卡尺量出岩心模的外径及孔眼的内径,记录附表1中，用作计算岩心模面积；（3）称一定重量的支撑剂（记下支撑剂的颗粒直径）均匀地铺在岩心模面上，要保持单层，铺完后用放大镜检查一下支撑剂是否铺的均匀和紧密。
然后称剩余支撑剂的重量，二者之差即为铺在岩心上的支撑剂的重量，并按下式计算出支撑剂的浓度：2g ，铺有支撑剂岩心的面积单层支撑剂的重量支撑剂（砂子）的浓度将此浓度值记入表1中。
（4）将上岩心片（孔眼向下）放于下岩心片的上方，然后上下岩心片放在试验机下承压板中心位置。
（5）认真记录试验机载荷刻度盘上加载值。
2、岩心加压法（1）岩心放在下承压板上，用手旋转螺杆将上承压板合并，压住岩心模型，准备加载。
（2）旋紧回油阀，按绿钮开机器，用送油阀慢慢加压，通过控制送油阀开启程度控制加压速度，当主动指针(黑针)转到1.5吨(或1KN)时,将送油阀放慢关闭维持此点上.将定值器打开使气体进入浮子流量计中，同时浮子上升，调节定值器旋钮,使浮子指示到流量计刻度的最高度值。
支撑裂缝导流能力评价及影响因素实验研究作者：刘安邦贺沛董晨曦米伟伟来源：《石油研究》2019年第04期摘要：水力加砂压裂效果取决于支撑裂缝的导流能力，不同的支撑裂缝具有不同的导流能力。
通过API导流室和裂缝岩心实验，研究了闭合压力、不同流体以及支撑剂类型及粒径对主要裂缝和次要裂缝导流能力的影响。
结果表明，主要裂缝具有较好的导流能力，是主要的油水流动通道;次要裂缝是次要的油水渗流通道。
闭合压力越大，流体粘度越大，支撐剂粒径越小，支撑裂缝的导流能力越差;闭合压力是影响主要裂缝导流能力的主要因素，且相同条件下导流能力陶粒最好，石英砂次之，覆膜石英砂导流能力最差;次要裂缝的导流能力更容易受到损害，受到闭合压力和流体的粘度影响最大。
关键词：支撑裂缝;导流能力;渗流通道;闭合压力;粘度引言鄂尔多斯盆地三叠系延长组广泛发育低渗透—超低渗透—致密砂岩储层，其具有物性差、孔喉结构复杂和非均质性强的特点[1]。
使得该类储层的开发往往需要压裂技术对储层进行改造，因此，大量研究学者对支撑剂性能、压裂工作液及压裂参数对支撑裂缝导流能力进行评价。
1 实验部分1.1实验材料及条件实验所用陶粒、石英砂和覆膜石英砂均为延长油田矿场目前所用支撑剂，粒径为20/40和40/70目两种规格。
实验所用蒸馏水室温条件下密度ρ=0.999g/cm3，粘度m=1.12 mPa·s;所用活性水室温下的密度为0.973g/cm3，粘度为1.35mPa·s。
实验所用破胶压裂液为胍胶破胶液，完全破胶后室温下密度ρ=0.993g/cm3，粘度3.67 mPa·s;所用滑溜水室温条件下密度ρ=0.997g/cm3，粘度为7.42 mPa·s。
实验所用岩心均取自延长油田低孔、低渗砂岩岩心，以保证劈开裂缝为岩心渗流通道;取心长度4.5 cm～5.0 cm，直径2.5 cm左右，经洗油烘干后用岩心切割机造缝，造缝前气测渗透率小于1mD，孔隙度6%～12%，造缝后铺置一定支撑剂在岩心切面，再用热塑胶带固定。
支撑裂缝导流能力研究摘要：裂缝导流能力的大小决定了水力压裂效果的好坏。
准确的预测出地层裂缝导流能力的大小对石油的采收率有很大的影响。
本文分别从影响地层裂缝导流的的外部环境因素，闭合压力，温度，裂缝宽度三个方面和支撑剂自生因素，支撑剂的强度，均匀度，铺砂浓度以及压裂液四个方面进行了实验研究。
关键词：裂缝导流能力；水力压裂；外部环境因素；支撑剂水力压裂是油气增产的有效措施，在油田有很广泛的应用。
对于不同的裂缝应采用不同支撑剂，支撑剂的作用在于泵注停止并且缝内液体排出后保持裂缝处于张开状态，地层内流体可以通过高导流能力的支撑带由裂缝顶端流向井底支撑剂的好坏直接影响到裂缝的长期导流能力。
对于不同的地层如何评价支撑剂的性能和选用什么类型的支撑剂就显得格外的重要。
本文对影响导流能力的环境因素和影响导流能力的支撑剂做了实验研究，对评价支撑剂的性能和选用什么类型的支撑剂具有一定的参考价值。
一、实验准备实验过程中使用FCES—100型裂缝导流仪，实验严格按照API 的程序进行操作，闭合压力按每6MPa 递增。
FCES-100型导流仪使用API标准导流室，支撑裂缝渗透率依据达西定律，通过测得不同流量下的压差计算得到。
不同闭合压力下的裂缝宽度由位移计测量。
二、实验评价与分析（一）外部环境因素1 、闭合压力因素对导流能力的影响闭合应力是裂缝闭合所产生的，由地层传递给支撑剂。
闭合应力作用的后果是引起支撑剂破碎，使支撑剂颗粒尺寸减少，圆球度变差，面积增大，粒径不均匀，这些因素都将引起支撑剂充填层渗透率降低。
闭合力的作用，还将进一步压实充填层支撑剂，使得孔隙度减小，从而降低渗透率。
另一方面闭合压力的作用，可使支撑剂嵌入地层，导致缝宽减小，渗透率降低。
对中等硬度的砂岩的研究表明，当闭合压力大达到一定的数值时，表现为渗透率下降，导流能力减小。
随着闭合压力增大，渗透率将迅速下降。
压力对地层导流能力有很大的影响。
由于油井的周期性关井，会产生交变应力，当交变的压力作用到支撑剂时，其导流能力将下降。
实验确定页岩储层水力压裂自支撑裂缝导流
能力的方法
页岩储层水力压裂自支撑裂缝导流能力的实验方法通常包括以下步骤：
1.制备样本：从实际的页岩储层中采集岩石样品，并进行化学分析和物理性质测试。
样品应具有代表性，包括岩性、孔隙度、渗透率等特征。
2.压力实验：使用水力压裂装置对样本进行水力压裂实验，以模拟实际的压裂过程。
在实验过程中，应记录不同压力下的裂缝形态、数量、长度、宽度、方向等参数。
3.流量测定：通过流量计等设备，测定压裂后自支撑裂缝的导流能力。
实验中应记录不同压力下的流量、速度、压降等参数。
4.数据分析：根据实验结果，通过数据分析和统计方法，评估页岩储层水力压裂自支撑裂缝导流能力。
这包括裂缝面积、渗透率、导流效率等指标。
同时也可以通过数值模拟等方法对实验结果进行验证和分析。
综上所述，页岩储层水力压裂自支撑裂缝导流能力的实验方法，需要设计合理的实验流程、选取合适的样品和测量设备，并进行数据分析和模拟验证。
通过这些方法，可以更加准确地评估页岩储层水力压裂后的导流能力，为实际的生产开发提供参考依据。
煤矿井下水力压裂增渗效果及有效范围探测评价方法煤矿井下水力压裂增渗效果及有效范围探测评价方法一、引言煤矿是我国重要的能源产业，但随着煤层逐渐走向深部和井下采矿难度的增大，煤层开采压力逐渐增大，导致采矿井下瓦斯涌出、露天塌陷等安全问题也随之而来。
为降低这些风险，提高煤矿采煤效率，煤矿井下水力压裂成为一项被广泛应用的技术手段。
本文将着重探讨煤矿井下水力压裂增渗效果及有效范围的探测评价方法。
二、煤矿井下水力压裂的原理及流程（1）水力压裂的原理水力压裂是指通过高压水流将矿层中的岩层破碎，形成微裂缝，从而增加煤层的渗透性，以提高煤矿井下瓦斯抽采效果、降低采煤工作面的瓦斯压力和瓦斯涌出量。
（2）水力压裂流程水力压裂流程一般分为前处理、施工和评价三个阶段。
前处理阶段包括对矿层进行勘探及地质勘查工作，重要的是确保井下水源的充足，确定水力压裂施工的适宜时期。
施工阶段是通过井下压裂机器设备、高压水泵等设备将压裂液推送到矿层中，形成裂缝。
评价阶段是通过井下观测装置对压裂施工后的效果进行实时监测和评价，以确定压裂增渗的效果和范围是否符合预期。
三、煤矿井下水力压裂增渗效果的评价方法（1）井下观测装置的选择井下观测装置对于评价水力压裂增渗效果起着至关重要的作用。
常用的井下观测装置包括压力传感器、渗透流速测定仪、水泵流量计、瓦斯抽放管、煤层瓦斯检测器等。
（2）指标的定量评价在评价水力压裂增渗效果时，可以采用以下指标进行定量评价：a. 渗透率指标：用于评价煤层岩层破碎后的渗透性能，可通过实时监测煤层的渗透率来评估压裂效果。
b. 应力指标：用于评价煤层岩层破裂后的应力变化情况，可以通过井下压力传感器监测来获取。
c. 瓦斯涌出量指标：用于评价瓦斯抽采效果，可通过煤层瓦斯检测器进行监测。
d. 压裂液浓度指标：评价压裂液的浓度和使用量，可通过水泵流量计进行监测。
e. 压裂液回收率指标：用于评价井下压裂液的回收情况，可通过压裂液回收设备进行监测。
煤岩压裂裂缝长期导流能力的实验研究与评价胡世莱;李俊;严文德;李西宁;程柯扬【摘要】当前煤岩长期导流能力测试实验受人为因素影响,不能完全反映煤岩自身的物理性质,实验中无统一单点承压测试时间,支撑剂组合选择单一.针对这些不足,运用裂缝导流仪对煤岩裂缝长期导流能力进行实验研究与分析,确定长期导流能力实验研究中单点的最佳承压时间.研究认为长期导流能力受铺砂浓度和支撑剂类型影响很大,受支撑剂粒径影响较小:其中石英砂类支撑剂导流能力好,但却存在砂堵的缺陷;树脂包砂类支撑剂抗压性能良好,和石英砂配合使用既能增加导流能力,也能降低出砂的损害.【期刊名称】《重庆科技学院学报（自然科学版）》【年(卷),期】2016(018)002【总页数】4页(P40-43)【关键词】煤岩;裂缝;长期导流能力;实验研究;支撑剂【作者】胡世莱;李俊;严文德;李西宁;程柯扬【作者单位】重庆科技学院复杂油气田实验室,重庆401331;重庆科技学院复杂油气田实验室,重庆401331;重庆科技学院复杂油气田实验室,重庆401331;中国石油集团测井有限公司,西安710200;重庆科技学院复杂油气田实验室,重庆401331【正文语种】中文【中图分类】P618全球煤层气分布广泛，储存量巨大。
据国际能源机构(缩写为IEA)估算，全球煤层气资源总量可达260×1012m3。
其中，我国煤层气资源总量高达36×1012m3，居全球第三[1]。
2011年，我国煤层气产量首次突破百亿立方米，这标志着国内煤层气产业已开始高速发展。
但是在现有开发技术水平下，多数资源仍未得到充分利用[2]。
我国的煤岩层比较致密，煤岩渗透性差,孔隙度较低[3]，煤层气在煤岩中流动能力不强，因而煤层气开发产量偏低。
在进行煤层气开发时，一般采用人工压裂的方式为煤层气提供良好的渗流通道，以提高采收率。
煤岩自身物性的特殊性决定了其压裂实验评价方法及结论的特殊性。
目前，煤岩裂缝导流能力的实验评价主要包括短期导流能力测试和长期导流能力测试[4]。
短期导流能力和长期导流能力的主要区别在于承压时间长短不同。
短期导流能力实验的承压时间短，实验测试便捷，常常用来对比支撑剂性能的优劣。
然而，由于短期测试结果仅能反应煤岩压裂裂缝在短时间承压后的导流能力，无法为长期导流能力提供可靠的参考，因此很有必要对煤岩裂缝长导流能力进行实验评价。
目前煤岩压裂裂缝长期导流能力的实验研究仍需优化，原因在于：(1)实验所用煤板未能真实反映煤自身物理性质，存在人为处理的主观偏差；(2)尚无明确的长期导流能力实验研究单点承压时间(12、15、 50 h)；(3)使用的支撑剂类型比较单一，大多使用石英砂岩或陶粒中的一两种，且关于优化树脂包砂类支撑剂的相关实验研究较少；(4)支撑剂混合组合选择较为单一[4-6]。
本次实验将采用完整无损的煤板和多种支撑剂进行综合研究，保证实验结果更接近于真实情况，最终确定适用于煤岩压裂裂缝的最佳支撑剂类型。
本次煤岩压裂裂缝长期导流能力的测试实验依据是中国石油天然气集团公司相关技术标准[7-8]。
1.1 实验仪器及测试条件首先确定实验主要仪器。
此次选用山东中石大石仪科技有限公司生产的DL-2000型酸蚀裂缝导流能力评价实验仪。
接下来设计实验测试条件。
为了真实地反映地层条件下煤岩的长期导流能力，充分考虑了山西沁水盆地煤层气主产层位深度(15#煤层，深度在1 000 m左右)，在60 ℃的恒温条件下进行。
表1所示为主要测试参数。
1.2 测试煤岩样品本实验所用煤岩试件为形状规则的煤板，煤岩取自沁水盆地15#煤层。
煤板制作工艺比较简单，只需把煤岩切割成规定的形状，再将煤板打磨光滑平整。
试件的尺寸为长17.7 cm，宽3.8 cm，厚1～2 cm，两端成半圆形。
但由于煤岩的天然裂缝发育成熟，煤块易碎，要获得完整无损的岩心非常困难，一般情况下10块煤板中只有2、3块能够达到实验要求。
为了保证实验结果更接近于真实情况，本实验所使用的煤板均完整无损。
1.3 实验方法在实验进行之前，首先确定实验方法。
利用DL -2000导流仪，在导流室中夹持煤板模拟煤层裂缝，使实验流体以稳定的流速通过煤板之间的支撑剂填充层，逐渐增大闭合压力得到裂缝导流能力随闭合压力变化的曲线。
通过改变铺砂浓度、支撑剂粒径及组合等实验条件得到不同情况下闭合压力与长期导流能力关系的曲线，然后对不同的曲线进行比较得出相应的实验结论[8-10]。
2.1 单点闭合压力的最佳承压时间选用陶粒和B类石英砂，均为20 — 40目，采用5 kgm2的铺砂浓度，在10 MPa的闭合压力下进行实验测试，所测导流能力曲线如图1和图2所示。
裂缝导流能力随着承压时间延长而明显降低，短期导流能力是长期导流能力的2～5倍，当承压时间持续8 h 后，导流能力趋于稳定，导流能力不再随承压时间的增加而明显降低。
在低压条件下，陶粒的性能明显优于石英砂，这与之前其他研究者的结论一致。
2.2 铺砂浓度对导流能力的影响选用20 — 40目的B类石英和树脂包砂，分别以5、10 kgm2的铺砂浓度进行实验，实验结果如图3和图4所示。
当闭合压力小于30 MPa时，10 kgm2时的导流能力明显大于5 kgm2时的导流能力。
可见，加大铺砂浓度能在很大程度上提高裂缝的导流能力，这与砂岩地层导流能力评价实验的结果是一致的。
当压力超过45 MPa后，铺砂浓度对导流能力基本没有影响。
这说明当闭合压力超过30 MPa后，石英砂就开始出现破碎；当闭合压力超过45 MPa后，石英砂会大量破碎。
从图4可以看出，在实验测试的压力范围下，10 kgm2的导流能力明显大于5 kgm2，可见加大铺砂浓度能在很大程度上提高裂缝的导流能力。
树脂包砂类支撑剂受压力影响较小，即使是在很高的闭合压力下，也能保持自身形态，以减小压力对导流能力的影响。
2.3 粒径对导流能力的影响实验选用A、B类石英砂，粒径均为10 — 20目和20 — 40目，铺砂浓度为10 kgm2，实验所得导流能力对比结果如图5和图6所示。
当压力达到45 MPa 时， A、B类石英砂均会大量破碎，A、B类支撑剂实验并未大量破碎。
这表明煤岩长期导流能力与支撑剂粒径关系不明显，但受支撑剂类型影响很大。
2.4 支撑剂组合的长期导流能力实验选用质量比为1∶1的2种组合，A、B类石英砂组合及树脂包砂，B类石英砂组合，粒径均为20 — 40目，铺砂浓度为10 kgm2，其导流能力对比曲线如图7和图8所示。
当闭合压力小于15 MPa时，A、B类石英砂组合长期导流能力明显优于单一石英砂的导流能力；但当闭合压力超过15 MPa后，由于石英砂物性不同而引起相互干扰，导致石英砂组合的长期导流能力急剧降低，甚至在实验中出现堵塞憋压现象。
当闭合压力小于15 MPa时，树脂包砂、B类石英砂组合长期导流能力明显优于单一砂的导流能力；当闭合压力超过15 MPa后，压力引起树脂包砂变形，使得石英砂和树脂包砂的接触更加紧密，从而导致该组合的长期导流能力急剧降低。
尽管如此，使用树脂包砂、B类石英砂组合时却未发生任何堵塞现象，这表明树脂包砂类支撑剂有很好的防砂效果。
研究发现，沁水15#煤样的单点长期导流能力在承压时间达到8 h后就趋于稳定，因此建议后期相关实验研究中单点的承压时间保持8 h。
长期导流能力受铺砂浓度和支撑剂类型影响很大，受支撑剂粒径影响小，其中石英砂类支撑剂导流能力好，但却存在砂堵的缺陷。
树脂包砂类支撑剂抗压性能良好，和石英砂配合使用既能提高导流能力，又能减少出砂的损害。
为了保证实际开发成效，建议使用石英砂单一支撑剂或石英砂与树脂包砂组合支撑剂，其中石英砂支撑剂用于裂缝远端和中部区域，石英砂与树脂包砂组合用于近井区域。
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