不同粒径组合支撑剂在裂缝中运移规律模拟
不同粒径支撑剂组合导流能力变化规律实验研究
第51卷第5期 辽 宁 化 工 Vol.51，No. 5 2022年5月 Liaoning Chemical Industry May，2022收稿日期： 2021-08-08 不同粒径支撑剂组合导流能力 变化规律实验研究陈庆栋，周际永，陈维余，高双，宋爱莉，张宸，安恒序（中海油能源发展股份有限公司工程技术分公司，天津 300452）摘 要： 形成具有一定渗流能力的支撑裂缝是水力压裂实现高效改造的重要前提，在压裂的不同阶段往往会加入不同粒径的支撑剂，目前对多种支撑剂混合后导流能力变化规律研究尚不系统和深入。
因此，通过对20/40、30/50、40/70目陶粒及其不同组合下导流能力开展了实验评价，并通过导流能力保留率这一参数对其变化规律进行分析。
结果表明：支撑剂导流能力与支撑剂粒径成正相关的关系；不同粒径支撑剂组合的导流能力介于该组合的最大最小两种支撑剂的导流能力区间之内；支撑剂组合的导流能力值更接近于占比更高的支撑剂；当支撑剂粒径差别大时，会导致导流能力变低、导流能力保留率较低且受闭合压力的影响大。
研究成果得到了不同粒径支撑剂组合下导流能力的变化规律，为现场压裂施工中支撑剂优选及压裂效果预测提供了重要的指导。
关 键 词： 压裂；支撑剂组合；导流能力；变化规律中图分类号：TE357.12 文献标识码： A 文章编号： 1004-0935（2022）05-0593-03随着低渗、特低渗及其他非常规储层的不断动用和开发，水力压裂作为此类储层高效改造的重要技术，起到越来越重要的作用[1-3]。
在水力压裂工艺中，形成具有较大渗流能力的支撑裂缝是实现高效改造的重要指标[4-5]。
在压裂施工效果预测中，需使用到裂缝的导流能力这一关键参数[6-8]。
在进行压裂工艺改造中，在施工的不同阶段往往会泵入不同粒径的支撑 剂[9-10]，当不同粒径的支撑剂混合后，其导流能力与单一粒径的支撑剂相比会产生一定的变化，无法使用单一支撑剂导流能力进行计算[11-12]。
压裂裂缝内支撑剂沉降及运移规律研究现状与展望
压裂裂缝内支撑剂沉降及运移规律研究现状与展望
压裂是一种常用的油气开采技术，通过注入高压液体使岩石层产生裂缝，以增加储层
的储集能力和渗透能力。
为了保持裂缝的稳定性和延长油气流出的时间，经常会添加一定
量的支撑剂到裂缝中。
随着压裂技术的不断发展，压裂裂缝内支撑剂的沉降和运移问题成
为一个关注的焦点。
压裂裂缝内支撑剂的选择及性能研究是当前的热点之一。
目前常用的支撑剂有砂岩、陶瓷颗粒等，其性能包括粒径、比重、形状等。
研究人员通过实验和数值模拟的方法，探
究不同支撑剂在裂缝中的沉降和运移规律，以及支撑剂性能对沉降和运移的影响。
针对支撑剂沉降和运移过程中的影响因素，如流体物性、地层温度和压力等，进行深
入研究。
这些因素对支撑剂的沉降和运移过程产生重要影响，了解其规律对于优化压裂
工艺和提高油气开采效率至关重要。
研究人员还关注支撑剂与裂缝壁的相互作用问题。
支撑剂在沉降和运移过程中与裂缝
壁相互作用，这会影响支撑剂的沉降速度和沉降量。
了解支撑剂与裂缝壁的相互作用对于
预测支撑剂运移的路线和沉降规律具有重要意义。
未来的研究还可以从实验和数值模拟相结合的角度进行。
通过实验可以获取支撑剂的
物理性质和运移规律，而数值模拟可以模拟不同地质条件下的支撑剂沉降和运移过程，从
而为压裂工艺的优化和油气开采效率的提高提供参考依据。
压裂裂缝内支撑剂沉降及运移规律研究现状与展望
压裂裂缝内支撑剂沉降及运移规律研究现状与展望【摘要】本文旨在探讨压裂裂缝内支撑剂沉降及运移规律的研究现状与展望。
在介绍了研究背景、研究意义和研究目的。
在重点讨论了压裂裂缝内支撑剂的种类和应用、支撑剂沉降规律分析、支撑剂运移规律研究以及影响支撑剂沉降及运移的因素分析。
未来研究展望部分则探讨了对支撑剂沉降及运移规律的研究方向。
在总结了对压裂裂缝内支撑剂沉降及运移规律的研究成果，提出了未来的研究方向，并强调了研究的意义和价值。
本文的研究将有助于深入理解支撑剂在压裂过程中的行为规律，为提高油气开采效率和减少环境影响提供理论支持。
【关键词】压裂, 裂缝, 支撑剂, 沉降, 运移, 规律, 研究, 展望, 因素分析, 结论, 方向, 意义, 价值1. 引言1.1 研究背景研究背景部分主要围绕压裂裂缝内支撑剂沉降及运移规律展开讨论。
随着页岩气、致密油等非常规油气资源的开发日益增多，对于压裂技术与支撑剂的研究也变得愈发重要。
支撑剂在裂缝内的分布、沉降及运移规律直接影响着油气开采效果及资源利用率。
目前对于压裂裂缝内支撑剂沉降及运移规律的研究还相对不够深入，存在着许多未解决的问题。
深入研究压裂裂缝内支撑剂的沉降及运移规律，不仅能够为油气资源的有效开采提供科学依据，也具有重要的理论和实践意义。
本文将结合现有的研究成果，系统分析压裂裂缝内支撑剂的种类和应用、支撑剂的沉降规律、支撑剂的运移规律，探讨影响支撑剂沉降及运移的因素，并展望未来的研究方向，旨在进一步完善对压裂裂缝内支撑剂沉降及运移规律的认识，为油气勘探与开发提供有力支撑。
1.2 研究意义压裂技术是一种在油气勘探开发中广泛应用的地质工程方法，通过对地层进行高压液体射入，形成裂缝，从而增加油气流动通道，提高产量。
支撑剂作为压裂过程中不可或缺的一部分，具有支撑裂缝、防止闭合的作用，对于裂缝的有效产能起着至关重要的作用。
研究支撑剂沉降及运移规律，对于提高压裂效果、优化油气开采工艺具有重要的意义。
支撑剂在裂缝中的运移规律及铺置特征
中的沉降和运移进行了数值模拟，并采用自主研制的 携砂液流动可视化模拟装置进行支撑剂运移模拟实 验。通过研究支撑剂动态沉降与压裂施工参数的关系， 进一步校正数值模型，明确了影响支撑剂运移的主要 施工因素。通过理论与现场相结合，针对华北油气分公 司定北区块施工难度大、加砂困难的特点，利用相关压 裂软件开展压裂设计参数优化，取得了较好的现场应 用效果。本文研究成果对于提高低渗致密“三高”储层 的施工成功率及改造效果具有极其重要的意义。
收稿日期：2018-11-20；改回日期：2019-03-10。 第一作者：狄伟，男，1966年生，高级工程师，1988年毕业于成都
地质学院石油系，现从事石油天然气工程技术管理工作。E-mail： diwei.hbsj@。
引用格式：狄伟•支撑剂在裂缝中的运移规律及铺置特征[J]•断块油气田，2019,26(3):355-359.
V
S单d g =,-&
V
式中:Re为雷诺数;为阿基米德数。 1.2模拟方法
基于PKN , KGD模型的缝高不变裂缝形态和拟三
维模型的椭圆形裂缝形态,建立了 100mx20m的二维
垂直裂缝模型。以Fluent软件为数值模拟工具,采用
Euler-Lagrange方法进行了不同粒径、不同密度支撑剂
在人工裂缝中的液-固两相流动过程数值模拟,并综合
图4 不同Re的射流入口平衡高度变化 综上所述，支撑剂体积分数越大、阿基米德数越大 以及雷诺数越小,所形成的砂堤平衡高度越高 ;平衡高 度出现的位置距离入口越近，越容易造成缝内砂堵。因 此，根据支撑剂体积分数、阿基米德数以及雷诺数的影
模拟装置尺寸为6~16 mmx60 cmx4 m，进口圆管 内径为80 mm,管内流速为0.86~2.31 m/s；压裂液罐容 积50 L，螺杆泵最大排量30m3/min，流量计数值范围 在 5~100m3/h，管内压力 1.6 MPa。 2.1泵注排量
支撑剂导流能力实验调研
1、 覆膜支撑剂长期导流能力评价覆膜支撑剂有单涂层和双涂层两类。
单涂层支撑剂外壳有一层热固性酚醛树脂，当支撑剂进入裂缝后，树脂层在地层温度条件和固化剂作用下发生反应而固化，支撑剂颗粒之间因聚合作用而键合在一起，从而提高了支撑剂的抗破碎能力，防止支撑剂吐出，减少支撑剂嵌入地层的现象发生。
双涂层支撑剂有一层完全固化的树脂内涂层，以提高粒料的抗压碎能力。
在此涂层外是一层部分固化的外涂层，以提高在压裂作业中支撑剂颗粒之间的键合作用。
(1) 实验流程实验导流能力评价采用FCES-100导流仪，该仪器最高模拟闭合压力可达210MPa ，模拟地层温度最高可达170℃，数据采集和处理为微机自动采集，数据处理符合SY/T6302—1997行业标准，实验仪器流程图见图1。
图1 导流仪实验流程图1、2．电子天平；3、4．容器；5、6．背压阀；7、8、17、18．压力表；9、1O．节流阀；11、12．压差传感器；13．压力传感器；14、15．导流池及加压和加热装置；16．脱氧装置；19、20．储液罐；21．储水罐；22．真空泵；23．真空表；24．高压气瓶及调压阀 (2)实验原理和步骤:p W QLKW f ∆=μ式中：K——裂缝渗透率，；2m μ Wf——裂缝宽度，cm；μ——测试流体粘度，mPa·s；Q——流速，cm^3/s；L——测压孔距离，cm；W——导流室宽度，cm；——压差，10p -1MPa。
(3)实验条件实验流体为2％NaCl 溶液，铺砂浓度为5kg/m^2，实验固化温度为120℃，固化剂类型为加成型固化剂，固化时间为4h，闭合压力为60MPa，导流能力实验测试时间约为25d。
(3)实验结果及分析 ①覆膜高强度陶粒长期导流能力实验结果图2 覆膜高强度陶粒长期导流能力与时间关系图覆膜高强度陶粒长期导流能力在早期降低较快，约7d 后趋于缓和。
覆膜陶粒支撑剂随时间早期导流能力降低急剧，其主要原因可能是支撑剂颗粒之间的压实作用，而经过一段时间，这种作用将减缓。
支撑剂运移的CFD-DEM数值模拟研究
支撑剂运移的 CFD-DEM数值模拟研究摘要：支撑剂运移是水力压裂体系中一个重要的流体-颗粒两相流问题，如何改善支撑剂在缝网中的铺置情况,是压裂改造后提高储层有效传导率的关键。
针对这一问题,结合计算流体力学-离散元(CFD-DEM)方法,对支撑剂在交叉裂缝中的运移规律进行了数值模拟研究。
关键词：支撑剂运移；CFD-DEM数值模拟；模型验证1计算流体力学和离散元法介绍1.1计算流体力学计算流体力学（CFD）是通过用有限变量值近似表示，借助高效的计算性能，描述流体运动中物理场的变化情况的现代数值模拟手段。
1.2 离散单元法原理离散元法（DEM）是一种适用于求解不连续介质力学问题的数值方法。
根据牛顿定律和单元间的相互作用，将每一个支撑剂颗粒都作为一个离散单元，通过循环迭代的方法确定和更新所有单元的位置和力。
在微观上跟踪和计算支撑剂颗粒的宏观运动规律。
1.3 CFD-DEM耦合模型图支撑剂运移过程是一个典型的多相流问题，其中支撑剂为固相，压裂液为液相，支撑剂分散在压裂液中。
为了降低成本、增加计算的精度，采用离散元法（DEM）和计算流体力学（CFD）耦合的方法模拟支撑剂在压裂液中的运移和沉降行为，得到了支撑剂在压裂裂缝中的运移规律。
EDEM作为一款成熟的离散元软件，其能够很好的计算支撑剂间以及与壁面间的相互作用，故将CFD与EDEM方法结合，并采用Euler-Euler数学模型能有效模拟支撑剂颗粒在压裂液内的运移。
2模型研究控制方程2.1 组合裂缝中支撑剂运移铺置数学模型研究携砂液在组合裂缝中的水平运移是一个复杂的流体力学问题，研究组合裂缝中各分支缝中携沙液的水平运移规律，不仅仅与支撑剂所处的流体的流动状态有关，还受到分支缝夹角等参数影响。
为了便于分析，对实际问题进行化简：首先，在砂比小于10%时可近似认为支撑剂和压裂液的流速相等，为了便于分析，本节中将携砂液流速等效为支撑剂的水平运移速度。
其次，假定携砂液在组合裂缝中的运移是定常的，且携砂液为牛顿流体。
不同粒径组合支撑剂导流能力实验研究
不同粒径组合支撑剂导流能力实验研究肖勇军;郭建春;王文耀;袁灿明;陈远林【期刊名称】《断块油气田》【年(卷),期】2009(016)003【摘要】在油气田开发过程中,深井、超深井通常具有高温、高压、高闭合压力等复杂情况.在此类油井中进行水力压裂作业时,由于上述特点而面临诸多问题.高闭合压力下,大粒径支撑剂由于颗粒间接触面积小,承压能力差,破碎率高,支撑裂缝的导流能力下降快;小粒径支撑剂由于粒径小,形成的流动孔隙小,不能提供足够的裂缝导流能力.综合考虑以上因素,开展不同粒径组合支撑剂短期和长期导流能力的实验研究.实验结果表明:高闭合压力下,不同粒径支撑剂按照适当比例组合后,其抗破碎能力和导流能力较单一粒径支撑剂有显著的改善.【总页数】3页(P102-104)【作者】肖勇军;郭建春;王文耀;袁灿明;陈远林【作者单位】西南石油大学油气藏地质及开发工程国家重点实验室,四川,成都,610500;西南石油大学油气藏地质及开发工程国家重点实验室,四川,成都,610500;西南石油大学油气藏地质及开发工程国家重点实验室,四川,成都,610500;西南石油大学油气藏地质及开发工程国家重点实验室,四川,成都,610500;西南油气田分公司采气工程研究院,四川,广汉,618300【正文语种】中文【中图分类】TE357.1+2【相关文献】1.不同粒径支撑剂组合对裂缝导流能力影响规律实验研究 [J], 金智荣;郭建春;赵金洲;王锦芳;赵志红;邝聃2.石英砂陶粒组合支撑剂导流能力实验研究 [J], 曹科学;蒋建方;郭亮;王乐;马凤;安冬梅3.复合压裂不同粒径支撑剂组合长期导流能力实验研究 [J], 王雷;张士诚;张文宗;温庆志4.不同类型支撑剂组合导流能力实验研究 [J], 王雷;张士诚;温庆志5.覆膜砂及其组合支撑剂导流能力实验研究 [J], 孟伟;焦国盈;罗雄;解修权因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
不同粒径组合支撑剂在裂缝中运移规律模拟
油气藏评价与开发第9卷第6期2019年12月RESERVOIR EVALUATION AND DEVELOPMENT不同粒径组合支撑剂在裂缝中运移规律模拟张矿生1，张同伍1，吴顺林1，李年银2，何思源2，李骏2（1.中国石油长庆油田分公司油气工艺研究院，陕西西安710018；2.西南石油大学石油与天然气工程学院，四川成都610500）摘要：研究支撑剂在裂缝中的运移规律对于指导压裂设计和压裂评价具有重要意义，目前对于支撑剂运移规律的研究主要集中在排量、支撑剂类型、压裂液黏度等问题上，而在不同支撑剂组合对于支撑剂运移规律的影响方面的研究则较少。
设计了不同支撑剂组合对支撑剂运移规律影响的实验方案，采用自主设计的可视化平行板装置进行支撑剂运移实验研究。
结果显示，粒径较小的支撑剂在裂缝中的铺置更均匀，而大粒径的支撑剂更容易在入口处沉降；不同比例的中等粒径与大粒径的支撑剂组合时，其形成的砂堤平衡高度之间差异较小，而砂堤高度的非均匀性差异却较大，此时大量支撑剂沉降在裂缝入口端，裂缝深部支撑剂充填量较小，未能形成足够长、有导流能力的有效充填裂缝；而不同比例的中等粒径与小粒径组合时，支撑剂能获得比中等粒径与大粒径的支撑剂组合更远的铺置距离，且形成的砂堤高度较为理想，不同比例之间砂堤高度的非均匀性差异也更大。
关键词：压裂；支撑剂；运移规律；粒径组合；可视化模拟中图分类号：TE357.12文献标识码：ASimulation of proppant transport in fracture with different combinations of particle size ZHANG Kuangsheng1,ZHANG Tongwu1,WU Shunlin1,LI Nianyin2,HE Siyuan2,LI Jun2（1.Oil and Gas Technology Research Institute,Changqing Oilfield Company,PetroChina,Xi’an,Shaanxi710018,China;2.Petroleum Engineering School,Southwest Petroleum University,Chengdu,Sichuan610500,China）Abstract:The study of proppant transport in fractures is of great significance for guiding fracturing design and evaluation.The current researches of proppant placement rules mainly focus on displacement,proppant type,fracturing fluid viscosity,etc. However,there are few studies on the effects of different proppant combinations on proppant transport rules.In this paper,the experimental schemes of the influence of different proppant combinations on proppant transport rules are designed.Then the self-designed visual parallel plate device is used to carry out these experiments.The results show that the distribution of the proppant with smaller particle size is more evenly in the fractures,but the proppant with larger particle size is easier to settle at the wellhead.When medium particle size and large particle size proppant are combined in different proportions,there are small differences in the equilibrium heights of the formed sand bank,but the differences between the non-uniformity of the sand bank height are large.Meanwhile,a large amount of proppant settles at the entrance end of the crack.The proppant filling amount in the deep crack is small,and the effective filling crack with sufficient length and diversion capacity is failure to be formed.When the medium and small particle sizes are combined in different proportions,the proppant can obtain a farther distance than that of the combination of medium particle size and large particle size.The height of the formed sandbank is ideal,and the difference in the non-uniformity of the height of the sand bank between different proportions is also greater.Key words:hydraulic fracturing,proppant,transport rule,particle size combination,visual simulation收稿日期：2019-05-13。
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不同粒径组合支撑剂在裂缝中运移规律模拟张矿生; 张同伍; 吴顺林; 李年银; 何思源; 李骏【期刊名称】《《油气藏评价与开发》》【年(卷),期】2019(009)006【总页数】6页(P72-77)【关键词】压裂; 支撑剂; 运移规律; 粒径组合; 可视化模拟【作者】张矿生; 张同伍; 吴顺林; 李年银; 何思源; 李骏【作者单位】中国石油长庆油田分公司油气工艺研究院陕西西安 710018; 西南石油大学石油与天然气工程学院四川成都 610500【正文语种】中文【中图分类】TE357.12低渗致密砂岩储层完井后自然产能低甚至无产能，需经压裂形成人工裂缝才具有工业产量[1-5]。
支撑剂的运移铺置在一定程度上对天然裂缝的激活和人工裂缝的形成有重要的影响，且支撑剂在裂缝中的铺置形态直接影响支撑裂缝导流能力进而影响压裂效果[6-8]。
1967年，BABCOCK[9]首次通过平行的树脂有机玻璃板，在可视条件下研究了支撑剂在单缝中的铺置规律，提出了平衡流速和平衡高度2个目标参数，并围绕这2个参数，进行支撑剂铺置规律实验研究。
20世纪70年代，SCHOLS[10]采用了2块透明的、恒定宽度和高度的平行玻璃板模拟垂直缝，结合支撑剂铺置规律相关理论并针对各个影响因素开展了实验模拟研究，提出支撑剂的铺置形态可分为3个阶段：第一阶段，砂堤逐渐沉积，直到到达平衡高度；第二阶段，砂堤在纵向上延伸；第三阶段，砂堤在水平方向上延伸。
2012年，中国石油大学翟恒立[11]，通过一套大型的可视化单缝支撑剂铺置装置，研究了不同影响因素（排量、砂比、黏度等）对支撑剂铺置效果的影响，最后依据实验结果修正了沉降公式。
在2009年，DAYAN[12]设计了一套模拟主缝以及具有2个相同长度的次生缝的装置研究支撑剂在复杂缝网结构中的运移情况，通过控制变量法得到了单因素影响下支撑剂在复杂裂缝中的实验结果。
2014年，西南石油大学改进了单缝装置，设计了一套具有1条主缝，2条与主缝平行的支缝的多裂缝铺砂装置，通过改变不同的影响因素，研究了在各种因素的影响下支撑剂的铺置规律，并针对实验某些参数运用了FLUENT软件进行数值模拟，以此来进行对比验证[13]。
2016年，笔者利用可视化缝网装置研究了射孔参数、裂缝条数、裂缝夹角、泵注参数等因素对支撑剂在复杂缝网中的运移影响规律[14]。
近几年的研究主要是支撑剂在复杂裂缝中的转向，以及裂缝中的流场对于支撑剂运移的影响等问题[15-21]。
目前压裂施工中常采用多段泵注不同粒径支撑剂的方式来达到有效支撑裂缝的目的，而对于不同粒径组合对支撑剂的运移规律的影响研究则较少，其运移规律尚不明确。
因此，以大型可视化物模试验装置为手段，开展不同支撑剂组合对支撑剂在裂缝中的运移规律模拟试验研究，同时运用FLUENT软件对部分实验结果进行对比验证，最后得到支撑剂的不同粒径组合对支撑剂铺置规律的影响。
1 实验介绍1.1 实验装置实验采用大型可视化缝网支撑剂运移模拟装置（图1），由基液罐、混砂罐、脉冲控制阀门、混砂泵、大型可视化缝网系统、数据采集及处理系统、回收罐、管路清洗及其他辅助单元组成。
装置裂缝系统由1条主缝、3条二级分支缝和6条三级分支裂缝组成。
该装置的分支裂缝角度可以任意改变，主缝及一级分支缝的裂缝宽度可以进行调节，清洗装置采用独特的设计可以快速的在短时间内清洗主缝及次生裂缝。
该装置可用于模拟支撑剂在单缝中铺置，同时也可用于模拟复杂缝网中支撑剂的运移。
本研究关闭所有分支裂缝，采用主裂缝开展相关研究，其中主缝缝长4 m，缝高0.5 m，缝宽（可调）6～12 mm。
1.2 实验方法图1 大型可视化缝网支撑剂运移模拟装置Fig.1 Large visualized simulation device for propelling agent migration in seam net为了使实验结果能更好地指导现场实际，运用相似准则中的弗劳得准则和雷诺数准则，优化设计实验参数，使得其与实际压裂施工参数之间满足几何相似、动力相似和运动相似，根据相似准则换算出排量（表1）。
表1 压裂施工排量与室内实验排量换算Table1 Conversion of fracturing construction displacement and laboratory experimental displacement裂缝压裂缝实验模型裂缝高度/m 50 1排量1/（m3·min-1）4.00 0.04排量2/（m3·min-1）6.00 0.06排量3/（m3·min-1）8.00 0.08段塞加砂方式在裂缝中形成稳固的无限导流流动通道，显著提升压裂改造效果，减少支撑剂和压裂液用量，因而在压裂中被广泛应用。
采用与现场相同的段塞加砂方式，携砂液与基液交替泵注，并运用砂堤的平衡高度和非均匀性来描述砂堤。
平衡高度即支撑剂颗粒处于平衡状态时对应的砂堤高度。
砂堤非均匀性则用单位段砂堤高度的方差来计算，方差值越小则支撑剂铺置越均匀，非均匀性用于衡量砂堤在高度上的分布均匀程度，更加直观地反映砂堤在水平长度上的铺置情况。
1.3 实验方案设计为研究不同支撑剂组合对支撑剂在单缝中铺置规律的影响，采用滑溜水压裂液，注液排量为3.6 m3/h，加砂浓度为15%，加砂方式采用段塞加砂，段塞注入时间为20 s。
在其他实验条件不变的情况下，分别采用单粒径石英砂、40/70目和70/140目混合粒径石英砂、40/70目和20/40目混粒径石英砂来开展模拟实验，待裂缝内石英砂完全沉降后，用高速摄像机记录的砂堤分布形态，对比分析不同粒径的石英砂组合在裂缝中运移铺置规律。
2 实验结果与讨论2.1 单一粒径石英砂运移规律分别采用70/140目、40/70目、20/40目3种粒径的石英砂开展支撑剂运移分布模拟实验，得到砂堤分布形态（表2）。
可以看出，试验中采用70/140目石英砂作为支撑剂时，石英砂在裂缝中的铺置非常均匀。
这是由于小粒径石英砂便于被携带，可被携带距离大。
随着石英砂粒径增加，靠近井筒端的沉降也越多。
在裂缝尾端只沉降了少量石英砂。
表2 不同粒径石英砂在单缝中砂堤分布形态（比例尺50∶1）Table2 Distributionpatternofquartzsandwithdifferent particle size in single seam （The scale is 50∶1）支撑剂粒径裂缝中支撑剂分布剖面70/140目images/BZ_77_1646_669_2179_913.png40/70目images/BZ_77_1649_937_2177_1179.png20/40目images/BZ_77_1650_1206_2175_1446.png图2和图3为不同单一粒径石英砂作为压裂支撑剂时，在裂缝中形成的砂堤的平衡高度及非均匀性。
其中非均匀性值通过对砂堤形态的数值化图进行方差计算获得。
图2 不同单一粒径石英砂砂堤平衡高度对比Fig.2 Comparison of equilibrium height of sand bank of quartz sand with different particle size图3 不同单一粒径石英砂砂堤非均匀性值对比Fig.3 Comparison of heterogeneity value of sand bank of quartz sand with different particle size 由图2和图3可知，同等条件下，小粒径的石英砂被运移的距离较远，随着粒径增大，射孔口端处裂缝中石英砂沉降量明显增加；随着石英砂粒径增加，砂堤平衡高度增加，砂堤高度的非均匀性急剧增大。
2.2 40/70目和20/40目组合粒径石英砂运移规律将40/70目和20/40目石英砂分别按照质量比4∶1、2∶1、1∶1、1∶2、1∶4组合，实验结果见表3。
可以看出，当40/70目与20/40目石英砂组合时，砂堤出现明显的分层，最终形成的砂堤形态均有大量石英砂堆积在射孔口端，而裂缝尾端铺砂量较小。
这是由于40/70目和20/40目石英砂为中等和大粒径的支撑剂，再加上滑溜水黏度较小，故导致支撑剂被运移的水平距离减小，同时由于低黏度压裂液中支撑剂在入口处会明显下沉，然后向前运移，导致40/70目支撑剂形成的砂堤在入口处会呈现明显的凹槽状。
随着20/40目支撑剂的注入，凹槽将被慢慢填平。
组合粒径在入口处的支撑剂铺置较单一粒径的支撑剂更有优势。
表3 40/70目和20/40目支撑剂不同比例组合时砂堤剖面（比例尺50∶1）Table3 Sand bank profile with different proportion combination of 40/70 mesh and 20/40 mesh propensants（The scale is 50∶1）支撑剂比例（40/70目∶20/40目）裂缝中支撑剂分布剖面4∶1images/BZ_78_632_1945_1164_2189.png2∶1images/BZ_78_632_2205_ 1164_2449.png1∶1images/BZ_78_632_2465_1164_2708.png1∶2images/BZ _78_632_2725_1164_2968.png1∶4images/BZ_78_632_2985_1164_3228.png 在40/70目和20/40目石英砂组合中，2种粒径石英砂的不同配比对裂缝中砂堤平衡高度影响较小（图4）。
随着20/40目石英砂占比的增加，砂堤的非均匀性数值总体呈上升趋势（图5）。
图4 40/70目与20/40目石英砂不同比例组合的砂堤平衡高度对比Fig.4 Comparison of equilibrium height of sand bank of quartz sand combination with different proportion combination of 40/70 mesh and20/40 mesh propensants图5 40/70目与20/40目石英砂不同比例组合的砂堤非均匀性值对比Fig.5 Comparison of heterogeneity value of sand bank of quartz sand combination with different proportion combination of 40/70 mesh and 20/40 mesh propensants2.3 40/70目和70/140目组合粒径石英砂运移规律将40/70目和70/140目石英砂分别按照质量比4∶1、2∶1、1∶1、1∶2、1∶4组合，实验结果见表4。