基于CFD-DEM复杂裂缝支撑剂运移分布规律的数值模拟

摘要

基于耦合计算流体力学-离散单元法(CFD-DEM),建立了复杂裂缝的三维模型，研究了注入流速、压裂液黏度、支撑剂粒径、分支缝角度对主裂缝和平行分支缝中支撑剂颗粒运移沉积和分布规律的影响.结果表明，增加注入流速、压裂液黏度和减小支撑剂粒径，均能有效增强支撑剂的远距离输送能力，提升主裂缝深处压裂支撑效果，其中在主裂缝1/3处分支缝F11和主裂缝2/3处分支缝F12内的砂丘分别呈圆弧形和三角形.当分支缝角度大于90°,进入分支缝F11内的支撑剂颗粒增多，砂堤高度增加，而分支缝角度大于30°后分支缝F12内的支撑剂颗粒减少，砂堤高度逐渐降低.同时，随着注入流速和压裂液黏度的增加，以及支撑剂粒径的减小，支撑剂颗粒发生聚集堆积的初始位置与裂缝入口间的间距增大，颗粒堆积高度与裂缝宽度之比降低.

关键词

复杂裂缝 / 支撑剂 / 运移沉积 / CFD-DEM