[发明专利]一种支撑裂缝长期导流能力预测方法

权利要求书

1.一种支撑裂缝长期导流能力预测方法，其特征在于，包括步骤：

(1)利用支撑剂粒度组成获取支撑裂缝初始孔隙度和初始迂曲度；

(2)实验测试获取支撑剂初始粒度组成以及不同闭合应力下的粒度组成，进而通过线性划分拟合的方法得到不同闭合应力下的不同粒径区间的支撑剂的破碎质量分数速率与补偿质量分数速率的关系式；

(3)利用初始缝宽、支撑剂粒径分布、弹性模量、泊松比、有效闭合应力、不同闭合应力下的不同粒径区间的支撑剂的破碎质量分数速率与补偿质量分数速率模型得到不同粒径支撑剂半径变形量以及支撑裂缝总半径变形量进而得到闭合应力下的裂缝孔隙度、迂曲度、比面，从而得到闭合应力下的支撑裂缝的渗透率模型；

(4)利用接触裂缝壁面的支撑剂粒径、裂缝壁面弹性模量、泊松比、粘弹性系数、有效闭合应力、时间得到支撑剂弹性嵌入模型以及裂缝壁面蠕变模型；

(5)基于步骤(3)、(4)中建立的支撑裂缝总半径变形量、渗透率、裂缝壁面蠕变、弹性变形模型，建立闭合应力下支撑裂缝导流能力模型。

2.根据权利要求1所述的支撑裂缝长期导流能力预测方法，所述步骤(2)中的支撑剂的破碎质量分数速率与补偿质量分数速率的关系式：

式中：w_i(t,σ)—在σ闭合应力下第i区间t时间的支撑剂质量分数，无量纲；S_i(t,σ)—在σ闭合应力下第i区间的支撑剂破碎质量分数速率，min^-1；b_ij(t,σ)—在σ闭合应力下第j区间的支撑剂破碎质量补偿到第i区间的补偿质量分数速率，min^-1，其中b_ij(t,σ)＝B_ij(t,σ)-B_i+1j(t,σ)；B_ij(t,σ)—在闭合应力为σ下受压t时间后的第j区间的支撑剂破碎对支撑剂粒径小于x_i的补偿质量分数速率，min^-1；

其中补偿质量分数速率的计算方法为：

其中p_i(t,σ)是在闭合应力为σ下受压t时间后粒径小于x_i的支撑剂的质量分数，其中x_i为第i区间中的最大粒径；

不同粒径区间的支撑剂的补偿质量分数速率和破碎质量分数速率为：

式中：H、B、C、D、E、F、G为相关参数，不同有效闭合应力下参数大小不同，x_i—第i区间中最大的粒径，μm。

3.根据权利要求1所述的支撑裂缝长期导流能力预测方法，所述步骤(3)中的裂缝孔隙度计算式为

—闭合应力作用下的裂缝孔隙度，无量纲；w_f0—初始缝宽，mm；－初始孔隙度，％；β—多层铺置时支撑剂的总半径变形量，mm。

4.根据权利要求1所述的支撑裂缝长期导流能力预测方法，所述步骤(3)中的迂曲度计算式为

式中：τ—闭合应力下迂曲度，无量纲；τ₀—初始迂曲度，无量纲。

5.根据权利要求1所述的支撑裂缝长期导流能力预测方法，所述步骤(3)的比面计算式为

式中：S—支撑剂的比面，mm²/mm³；G_i^*—闭合应力下不同区间支撑剂颗粒的百分含量，无量纲；d_ci—闭合应力作用下的不同粒径的支撑剂的直径，mm。

6.根据权利要求1所述支撑裂缝长期导流能力预测方法，所述步骤(3)中支撑裂缝的渗透率模型为：

式中：K—支撑裂缝渗透率，μm²。