煤层气水力压裂：变密度支撑剂运移优化与应用

本文主要探讨了煤层气开采过程中使用变密度支撑剂在水力压裂裂缝内的运移规律。煤层气开采面临的一个关键挑战是有效支撑缝长不足以及缝内铺砂浓度分布不均，这直接影响到裂缝的稳定性及气体的产能。研究者通过采用Pseudo Fluid模型，该模型考虑了裂缝内部支撑剂颗粒间的相互作用，模拟并分析了这些颗粒在压力作用下的行为。 作者利用Visual Studio 2012设计平台开发了一款计算软件，通过与实际现场监测数据对比，验证了软件在预测变密度支撑剂运移行为上的准确性。他们关注了多个关键参数对运移和支撑效果的影响，包括压裂液的黏度、裂缝壁面特性、排量和支撑剂本身的密度。压裂液黏度的增加有利于提高支撑剂的输送效率，延长有效支撑缝长；裂缝壁面粗糙度和支撑剂的形状（如颗粒大小）也会影响支撑剂的分布和支撑性能。 研究特别关注了超低密度支撑剂在不同围压和温度条件下的破碎率，发现坚果壳支撑剂在69 MPa的围压和90℃的高温下，其破碎率小于2%，显示出良好的抗压性和耐温性，符合实际生产中的使用要求。对比分析显示，使用变密度支撑剂相比单一的陶粒砂，能够显著增加有效支撑半缝长，提升至19.5米，而且铺砂的均匀性也得到了明显改善。 关键词：煤层气井、变密度支撑剂、分段压裂和支撑剂运移，这些关键词揭示了研究的核心内容和应用背景。这项工作对于优化煤层气井的增产改造策略，提高开采效率具有重要的理论价值和实践指导意义。通过对变密度支撑剂的深入理解，可以有效解决煤层气开采过程中的技术难题，推动该行业的发展。