暂堵绳结的封堵机制与影响因素

魏炯宇，李洪杉，洪途，李馨悦，雷宇

（重庆科技大学石油与天然气工程学院，重庆 401331）

摘  要：暂堵技术作为压裂过程中实現多簇裂缝均衡扩展的关键手段，其高度依赖暂堵剂封堵不同的裂缝，而暂堵剂坐封能力的高低，直接决定封堵成功与否。但传统暂堵剂如暂堵球、暂堵颗粒等，由于自身存在一定缺陷且受外界环境影响较大，往往难以达到理想的坐封效果。为此，试验主要研究暂堵绳结这一新型暂堵剂在不同编织方式下的封堵机制与影响因素。使用控制变量的方法，通过改变尾翼数量、散开方式及几何尺寸等，对比分析井简内暂堵绳结的封堵规律及坐封能力。结果表明，增加尾翼数量与延长尾翼长度都可提高绳结的封堵性能;尾翼散开型绳结较聚拢型绳结能显著增强坐封能力。实验研究可以揭示暂堵绳结优化方向，提升封堵效能，为实际操作提出指导建议。

关键词∶暂堵绳结;尾翼形状;封堵机制;坐封能力

0 引言

井下施工过程中，多簇压裂技术作为非常规油气开发的关键手段，在提升储层改造效率与单井产量方面展现出显著优势。然而在井下复杂应力场环境中，裂缝间应力干扰会引发流体压力动态变化，导致多簇裂缝扩展不均匀，影响压裂作业的整体效果与油气井产能释放。在此背景下，为确保多簇裂缝均衡扩展，暂堵技术成为关键手段。其原理是通过暂时封堵已形成的裂缝，调整压裂液流动路径，均衡多裂缝簇间能量分配，减少应力干扰。

在暂堵技术中暂堵剂起关键调控作用，这些特殊化学制剂能够在压裂过程中根据工程需要，在特定时间和位置发挥作用。目前，压裂施工中应用的暂堵剂主要可以分为三大类：暂堵球、暂堵颗粒和暂堵绳结，这些暂堵剂各有特点，适用于不同的工程环境和压裂需求。为探讨不同暂堵剂的优缺点，国内外学者都进行了相关的实验。Cheng等采用数值模拟的方法，明确了暂堵球在垂直段和水平段的运动特征，探讨了暂堵球密度、排量和射孔角度对暂堵球封堵的影响;雷炜提出了一种新型可溶暂堵球的研制方法,发现暂堵球的封堵效果受排量和液体黏度的显著影响;郭建春等采用水力裂缝内暂堵剂运移封堵实验可视化设备与油田现场常用的暂堵颗粒，开展了封堵层形成过程可视化实验，探讨了暂堵颗粒在水力裂缝中的封堵行为特征与封堵层的形成条件，发现暂堵颗粒受携带液排量、暂堵颗粒粒径、暂堵颗粒质量浓度等多种因素影响，形成有效封堵层难度较大;汪小宇等综述了国内外油气田增产用绳结式暂堵剂的研究进展，阐述了绳结暂堵剂的作用机理,提出该暂堵剂具有制作工艺简单、性能易于调整、封堵选择佳、封堵效率高等优点，有望成为未来暂堵技术发展的主流方向。但暂堵绳结属于新型暂堵剂，截至目前，相关领域仍处于起步阶段，研究相对较少。

因此，本文以暂堵绳结这一新型暂堵剂为研究对象，聚焦于不同形状暂堵绳结封堵机制的研究。研究过程中采用控制变量的方法，对尾翼长度、尾翼数量以及尾翼散开方式等关键影响因索展开分析，深入探究其对暂堵绳结封堵效果的影响，评选出封堵性能最佳的暂堵绳结形状，为油田现场压裂作业提供具有针对性的技术支持，推动油田开采技术的进一步发展。

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