非常规储层裂缝中微支撑剂微观嵌入与破碎行为的表征及其对裂缝导流能力的优化机制

这篇综述系统研究了微支撑剂(micro-proppants)在非常规储层裂缝中的嵌入(embedment)和破碎(crushing)行为，通过微观测试方法揭示了粒径(100?μm级)、闭合应力(50?MPa)、浓度等因素对导流能力(fracture conductivity)的影响，证实微支撑剂通过多层堆积形成均匀流道，显著优于传统支撑剂(12-100目)，为超低渗储层(<0.01?mD)水力压裂(hydraulic fracturing)优化提供了新思路。

　　

亮点

微支撑剂展现惊人的抗压能力——即便在50?MPa的闭合应力下，其嵌入深度和破碎率几乎可忽略不计！这得益于其微小粒径(<149?μm)带来的双重优势：更低的内部缺陷密度和应力集中效应。

基于形变量的计算

嵌入深度d可通过总位移D_t减去岩石变形D_r和支撑剂层压缩量(P₁-P₂)来计算。实验采用刚性侧壁限制岩石横向移动（见图6），确保数据精准反映垂向形变。

支撑剂直径对嵌入深度的影响

在0.89?kg/m²的固定浓度下，20/40目支撑剂在10-50?MPa应力下嵌入深度从0.033?mm飙升至0.078?mm，而325目微支撑剂仅产生微米级形变，宛如"纳米级防弹衣"般抵御地层压力。

结论

1. 粒径决定命运：微支撑剂通过"化整为零"策略，将应力分散到更多接触点；

2. 塑性变形颠覆认知：裂缝表面出现的显著塑性变形，宣告经典线弹性模型(linear elastic model)在此尺度失效；

3. 流道革命：微支撑剂多层堆积形成的"三明治结构"，创造出比传统稀疏分布更均匀的流体高速公路。