流体流变学对增强型地热系统中支撑剂传输和裂缝几何形态的影响：一项在深部花岗岩中进行的研究

《ACS Omega》：Influence of Fluid Rheology on Proppant Transport and Fracture Geometry in Enhanced Geothermal Systems: A Field Comparative Study in Deep Granitic Rock

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增强型地热系统（EGS）依赖水力压裂在热干岩层中创建渗透路径，然而在现场条件下，压裂液流变学对支撑剂运输和裂缝几何形状的影响仍知之甚少。本研究在犹他州FORGE现场对交联凝胶和水基压裂液在深花岗岩中的性能进行了对比分析。在井16A(78)的连续两个阶段进行了测试：第8阶段（使用交联凝胶，约200 cP）和第9阶段（使用水基压裂液，约5 cP），两个阶段的泵送速率相同（约80 bpm），流变学是这两个阶段之间的主要设计差异。研究采用了包括实时处理压力分析、刺激后生产测井（PLT）和分布式光纤应变传感（DSS）在内的综合诊断技术。结果表明，交联凝胶产生的裂缝跨度（此处定义为井间光纤响应深度范围，即从光纤响应推断出的井间扰动深度范围）为575英尺，而水基压裂液产生的裂缝跨度为145英尺，表明交联凝胶驱动的裂缝相互作用在垂直方向上的范围大约是水基压裂液的4倍。水基压裂处理过程中表现出明显的井筒附近压力升高现象，这表明存在堵塞风险，同时注入效率也不均匀（基尼系数=0.27），甚至有一个射孔簇完全被排除在外。光纤应变曲线显示，交联凝胶处理后的裂缝具有分布式的多峰特征，而水基压裂液处理后的裂缝在井筒附近呈现出集中的响应。尽管存在包括顺序应力阴影效应在内的混淆因素，但观察到的性能差异与流变学在控制支撑剂运输和裂缝几何形状方面的预期作用一致。这些发现为高粘度压裂液在结晶基底地层中的EGS应用中提供现场证据，表明其可能具有优势。

1. 引言
增强型地热系统（EGS）旨在热干岩（HDR）中创建人工渗透性，这些地区的热能丰富但天然流体路径缺失。(1?5) 虽然EGS的技术可行性已在世界各地的多个地点得到验证，(2,3,6) 但仍存在一个关键挑战：创建复杂的、分布式的裂缝网络，并确保其具有足够的支撑能力，以最大化可用于热提取的刺激库容量（SRV）。(16,35,36) 位于犹他州米尔福德的Frontier Observatory for Research in Geothermal Energy（FORGE）为评估代表性HDR条件下的刺激策略提供了理想的试验平台——该地区是一个第三纪花岗岩侵入体，目标深度的温度超过225°C。(7,8,23) 在水力压裂设计中，选择高粘度交联凝胶（约100–500 cP）还是低粘度水基压裂液（约2–10 cP）是一个基本问题，这对支撑剂运输机制有深远影响：(9?13) 高粘度流体能够实现基于粘度的支撑剂悬浮，升高的阻力使颗粒在整个流体柱中保持悬浮状态，不受局部速度的影响。根据斯托克斯定律，支撑剂的沉降速度与流体粘度成反比，因此在保持粘度的情况下可以实现远场支撑剂放置。(11,12) 低粘度流体则导致基于速度的传输，支撑剂的移动取决于维持高于临界阈值的湍流速度。当裂缝宽度扩大时，速度会降低——颗粒会迅速沉降并在井筒附近形成基底沙丘。典型的凝胶系统（约200 cP）和水基压裂液系统（约5 cP）之间的约40倍粘度差异产生了相应的不同沉降速率，从根本上改变了远场区域的支撑剂分布模式和可实现的裂缝导电性。

在多簇完井中，不均匀的流体分布（通过生产测井（PLT）和光纤诊断（DSS）量化）可能导致严重的簇效率差异，有些簇接收的流量过多，而其他簇则完全被绕过。(17?22,33,37,38) 在现场条件下，流体流变学与簇效率之间的相互作用仍知之甚少，特别是在裂缝力学可能与沉积环境有显著差异的结晶地层中。尽管在非常规石油和天然气开发方面进行了大量的实验室研究和现场经验，但在EGS相关的结晶地层中对流体流变学效应的系统性现场规模对比研究仍然很少。(40,63,64) 大多数已发表的支撑剂运输数据来自沉积环境（页岩、致密砂岩），这些环境中的岩石力学性质、天然裂缝网络和原位应力状态与结晶基底地层有很大不同。(44) 将这些发现外推到EGS应用中存在很大的不确定性。此外，大多数流体对比研究都是在受控实验室条件下或通过数值模拟进行的，几乎没有机会在真实的井下环境中进行直接现场验证。(14,15,53,65) 缺乏受控的现场实验——即在同一井的不同阶段比较不同的流体系统，从而最大限度地减少地质变异——这是EGS刺激优化证据基础中的一个显著不足。(5) 本研究通过在犹他州FORGE现场对交联凝胶和水基压裂液进行全面的对比分析，解决了这些知识空白。(39) 通过利用FORGE的受控实验环境并整合多种诊断技术（处理压力分析、PLT和光纤监测），我们提供了关于(1) 井筒附近支撑剂运输和桥接行为；(2) 多簇注入效率和均匀性；(3) 远场裂缝范围和几何复杂性的流变学依赖性差异的直接现场证据。

本研究的目标有三个：(1) 在典型的EGS条件下量化高粘度和低粘度流体在深花岗岩中的差异性能；(2) 阐明流体流变学、支撑剂运输和裂缝几何结果之间的机制联系；(3) 为未来EGS发展中的刺激流体选择提供经过现场验证的指导。

2. 实验部分
2.1. 现场地点描述
现场实验在犹他州比弗县的Frontier Observatory for Research in Geothermal Energy（FORGE）进行。(7,8) 地质目标是第三纪花岗岩侵入体（Oligocene-age Roosevelt Hot Springs pluton），主要由黑云母单粒花岗岩组成——这是一种热干岩（HDR）地层，其基质渗透性极低（<0.1 μD），天然裂缝连接性也很小。(23,25)
2.2. 井配置和完井
2.2.1. 井结构
刺激程序采用了双井配置：一口注入井（16A(78)-32）和一口平行的监测井（16B(78)-32），位于刺激井上方。(48) 井16A(78)的钻探深度约为10,987英尺，最大倾斜角度为65°。(42) 该井使用了5.5英寸（139.7毫米）的P-110生产套管，并在高压高温（HPHT）条件下用水泥固定，以实现层段隔离。(48) 井16B(78)-32配备了永久性光纤传感系统，可以实时检测刺激过程中的裂缝驱动相互作用。(17,22)
2.2.2. 完井设计和控制变量
水力压裂采用插管-射孔法，并使用复合桥塞实现阶段间隔离。(49,51) 关键的是，第8阶段和第9阶段的完井几何结构相同（阶段长度200英尺，每阶段8个簇，簇间距25英尺），以便更好地将流体流变学作为主要实验变量。(26) 第9阶段直接位于第8阶段下方，支持大致相似的岩性和应力条件，仅有微小的温度差异（约5°C）。(26)
2.3. 流体系统和控制参数
两个刺激阶段使用了不同的流体系统，同时保持恒定的泵送速率，这是帮助将流体流变学作为主要变量的关键实验设计特征。(26)
第8阶段（交联凝胶）：使用基于CMHPG的交联凝胶，其中含有硼酸盐交联剂和高温稳定剂，设计用于在储层条件下保持较高的粘度。(26), (60), (9) 实验室配方针对储层温度（约200°C）时的表观粘度约为200 cP；尽管由于热降解，实际井下粘度可能有所降低，但出色的现场性能表明在支撑剂运输过程中保持了足够的粘度。(26)
第9阶段（水基压裂液）：使用常规的水基压裂液（含有聚丙烯酰胺减阻剂的淡水），表现出接近牛顿流体的行为，粘度约为5 cP。(27)
2.3.1. 控制泵送速率
关键的是，两个阶段的泵送速率相同（约80 bpm），这与刺激程序中其他低速率阶段不同。(45?47) 这种恒定速率设计减少了泵送速率作为混淆变量的影响，并有助于解释性能差异与流体流变学之间的关系。(13,53,65) 约40倍的粘度差异（200 vs 5 cP）也符合斯托克斯定律下的不同支撑剂沉降速率：计算出的沉降速率分别为凝胶阶段约0.02英尺/分钟，水基压裂液阶段约0.8英尺/分钟（使用40/70目陶瓷支撑剂）。(11,58,59) 两个阶段使用的支撑剂和完井几何结构都是相同的。(28,52,57)
2.3.2. 顺序应力考虑
第9阶段在第8阶段之后立即进行泵送，使其处于前一场处理的应力阴影范围内。(29) 这种顺序被认为是观察到的性能差异的一个潜在影响因素（在第4.1.2节中讨论）。
虽然比较围绕相同的泵送速率和相同的完井几何结构进行，但在解释阶段间的差异时还应考虑几个实验设计因素。(60) 首先，第9阶段在第8阶段之后立即进行泵送，因此可能受到前一场处理的影响。(61?63) 其次，阶段顺序是固定的，而不是随机或交叉的，因此无法完全分离流体效应和顺序效应在两阶段现场比较中的影响。第三，还存在一些执行上的差异，包括实现的支撑剂时间表、最大浓度、终止前放置的总支撑剂量以及其他与现场执行相关的操作变异性。因此，恒定速率设计和匹配的完井几何结构减少了混淆因素，但并未完全消除它们，这种比较应被视为特定的现场比较，而不是完全受控的实验室实验。
2.4. 数据采集和处理
全面的数据采集包括实时地面测量、刺激后的井测井和连续的光纤监测。实施了严格的数据处理协议，以确保各阶段之间的定量可比性。
2.4.1. 地面处理数据
在两次刺激过程中，通过电子钻井记录仪（EDR）以1秒的采样间隔记录实时地面测量数据。(48) 收集的参数包括：泥浆流速（bpm）；处理压力（psi）；支撑剂浓度（ppg）；累积支撑剂质量（lbs）；时间对齐
为了直接比较阶段间的压力响应，所有时间序列数据都通过将T = 0设置为“第一批支撑剂进入地层”的时刻进行对齐——即地面支撑剂浓度首次超过0.25 ppg的时刻。(48) 这种对齐方式隔离了充满支撑剂的处理阶段，并消除了垫层体积和破裂时间的变化。
原始压力数据显示出高频传感器噪声（±15–25 psi的波动，每秒1次），可能会掩盖潜在的趋势。应用了60秒窗口的滚动中值滤波器来减弱这种噪声，同时保留与裂缝传播事件相关的真实压力瞬变
??filtered(t)=median{??raw(t?30),...,??raw(t),...,??raw(t+30)}
Pfiltered(t)=median{Praw(t?30),...,Praw(t),...,Praw(t+30)}
选择中值滤波器而不是移动平均滤波器，因为其对瞬时传感器异常值的鲁棒性更强。保留60秒窗口用于主要分析，因为它在抑制1秒传感器噪声和保留用于比较第8阶段和第9阶段的阶段尺度压力趋势之间提供了实际平衡。在支持信息部分S2（图S3）中提供了简短的压力数据处理敏感性检查。对于此检查，dP/dt定义为在整个 Post-alignment 间隔内对过滤后压力曲线进行单次线性回归拟合的斜率（t ≥ 0）。使用相同的压力通道、相同的第一批支撑剂对齐标准（>0.1 ppg）和相同的拟合间隔，第8阶段的dP/dt值分别为?3.965、?3.949和?3.894 psi/min，第9阶段分别为?1.670、?1.673和?1.681 psi/min，对应的30秒、60秒和120秒中值窗口。相对于60秒的参考时间窗口，第8阶段的最大偏差为1.37%，第9阶段的最大偏差为0.47%，这证实了合理的时间窗口选择不会显著改变对压力响应的阶段尺度解释。

2.4.2. 生产测井（PLT）分析
使用基于旋转器的生产测井工具（PLT）通过电缆进行了刺激后的注入剖面测量。通过在不同深度站将速度积分到井筒横截面上，将连续的流速剖面转换为体积分配。

3.2.2. 集群效率计算
为了量化八个穿孔集群之间的流体分布，将阶段深度区间划分为八个相等的部分，对应于每个集群的位置。集群i的注入效率计算公式为：
$$
\mathfrak{e}_i = \frac{Q_i}{\sum_{j=1}^8 Q_j} \times 100\%
$$
其中 $Q_i$ 是归因于集群i的增量流量。对于完全均匀的注入，每个集群将获得 $\mathfrak{e}_{uniform} = 12.5\%$。

3.3. 像胶光纤裂缝监测
在16B(78)-32井上分布式的应变传感提供了在16A井刺激过程中裂缝驱动相互作用（FDI或“压裂命中”）的连续监测。DSS系统以1米的空间分辨率记录了整个仪器化区间的应变率测量值。

3.4.3. 多集群注入效率
注入流体在穿孔集群之间的分布提供了关于刺激均匀性和多集群完井设计有效性的关键见解。在第9阶段进行了刺激后的生产测井（PLT）以量化每个集群的注入分配。由于操作限制，没有获取第8阶段的PLT数据，因此没有相应的集群级诊断方法（例如逐步降低测试、示踪剂或近井筒DTS分析）。因此，这里呈现的集群效率分析仅适用于第9阶段；关于第8阶段集群均匀性的任何推断都是间接的，是基于处理压力行为和像胶光纤响应模式，而不是直接的集群级测量。

3.4.3.1. 第9阶段集群效率分布
表4展示了第9阶段八个穿孔集群的注入效率，这些效率是根据第2.4.2节描述的PLT流速剖面计算得出的。数据显示流体分布存在显著不均匀性，个别集群的效率从0.0%到24.7%不等——几乎是理论均匀值12.5%的25倍。

3.4.3.2. 机制解释
观察到的注入不均匀性与多集群滑水压裂处理的特征性应力阴影和流动竞争现象一致。当水力裂缝同时从多个集群开始时，主导裂缝所产生的应力场可以抑制中间集群的生长——这一机制被称为“应力阴影”。在低粘度流体中，这种效应被放大，因为有限的支撑剂携带能力使得支撑剂集中在主导裂缝的入口附近，可能造成较弱集群的桥接和封闭。

3.4.3.3. 基尼系数分析
使用基尼系数（Gini coefficient）量化了注入不均匀的程度。对于第9阶段的集群效率分布，计算出的基尼系数G为0.269。这个值处于“中等不均匀”范围内（0.20–0.40），表明虽然整体分布不是灾难性不均匀的，但确实存在与理想行为显著的偏差。洛伦兹曲线（Figure 5，左侧面板）可视化了这种不均匀性：大约50%的注入总量仅通过三个集群传递（37.5%的入口点），而其余五个集群分享了剩余的50%。

3.4.4. 对刺激储层体积的影响
两个阶段在有效集群利用方面的影响在证据强度上有所不同。对于第9阶段，PLT直接记录了不均匀的集群分配，包括一个完全被排除的集群以及来自相邻入口点的贡献减少。基于此，第9阶段的治疗似乎只有效刺激了预期的8个集群中的6–7个，这减少了13–25%的有效裂缝入口点数量，可能会减少注入流体接触的储层体积比例。对于第8阶段，没有基于PLT的集群分配数据。然而，更稳定的处理压力响应和更广泛的像胶光纤响应与之一致，但并未证实第8阶段的流体进入和裂缝生长更为分布均匀。因此，两个阶段之间有效集群利用的比较应被视为第9阶段的直接PLT证据与第8阶段的间接支持证据之间的对比。

3.4.5. 像胶光纤监测的裂缝几何形状
在偏移监测井16B(78)-32上分布式的像胶光纤传感提供了两个刺激阶段的裂缝传播和远场几何形状的直接观察。对裂缝驱动相互作用（压裂命中）和应变剖面的分析表明，裂缝结构存在显著差异，这与流体流变性质起着重要作用。

3.4.5.1. 压裂命中分布和裂缝跨度
图7展示了第8阶段（交联凝胶）和第9阶段（滑水）检测到的压裂命中深度分布。两个阶段都在监测井上产生了12个可识别的压裂命中事件；然而，这些事件的空间分布存在显著差异。第8阶段的交联凝胶处理的裂缝跨度（定义为井间像胶光纤响应深度范围）为575.8英尺（P5–P95:496.1英尺），大约是第9阶段滑水处理的145.6英尺跨度（P5–P95:126.0英尺）的四倍。bootstrap 95%置信区间（第8阶段为[239, 576]英尺，第9阶段为[89, 146]英尺）没有重叠，表明这种差异在统计上是显著的。这种4倍的井间响应深度范围差异表明两种流体系统之间的裂缝驱动相互作用在垂直范围上有显著不同。重要的是，这种差异不太可能仅由监测几何效应解释。如表1所示，从第9阶段到监测光纤的欧几里得距离（299.4英尺）实际上比第8阶段（318.7英尺）近20英尺。根据几何信号衰减原理，从理论上讲，第9阶段的检测灵敏度应该比第8阶段更高。尽管第九阶段的骨折跨度明显减小，这一事实进一步支持了以下解释：观察到的差异与流体行为有关，可能包括滑water压裂液传输的流变依赖性限制，而不仅仅是监测系统的误差。3.4.2. 空间分布模式除了骨折范围的度量指标之外，骨折的分布还揭示了骨折结构的定性差异（图8）。第八阶段的骨折分布在整个576英尺的深度间隔内，标准差为180.5英尺，表明骨折的参与是分散的、多区域的（表5）。这种模式表明形成了一个复杂的骨折网络，具有多个扩展路径，能够到达不同的储层区间。图8图8. 并排的光纤应变率曲线，显示了第八阶段（凝胶）的分布式多峰值特征与第九阶段（滑water）的井筒附近集中响应。高分辨率图像下载MS PowerPoint幻灯片表5. 断裂击中分布比较指标第八阶段（凝胶）第九阶段（滑water）骨折击中次数12121.0×最小深度8,817英尺8,777英尺─最大深度9,393英尺8,922英尺─骨折跨度575.8英尺（175.5米）145.6英尺（44.4米）4.0×平均深度9,013英尺8,858英尺─标准差180.5英尺46.4英尺3.9×击中密度（击中/英尺）0.0210.0820.25×相比之下，第九阶段的骨折集中在146英尺的窗口内，标准差仅为46.4英尺，不到第八阶段的四分之一。这种集中的击中模式表明滑water裂缝更多地局限于穿孔区间附近，向更广泛的储层体积的扩展较少。第九阶段的击中密度是第八阶段的4倍（0.082 vs 0.021击中/英尺），这也与这种集中效应一致：相同数量的骨折相互作用发生在更小的深度范围内。3.4.3. 光纤应变曲线图8展示了两个阶段的累积绝对应变变化率曲线，提供了沿监测井筒的断裂诱导变形的连续可视化。这些曲线通过显示应变扰动的相对强度和空间分布，补充了离散的骨折击中分析。第九阶段（滑water）的应变曲线（图9左图）：滑water处理产生了集中在一个狭窄深度窗口（8760–9020英尺）内的一个或两个主导峰值。该曲线在大约8850英尺深度处显示出一个明显的最大值，该值以上的应变幅度迅速减小。这种模式表明断裂诱导的变形集中在一个局部区域，与集中的骨折击中分布一致。第八阶段（交联凝胶）的应变曲线（图9右图）：凝胶处理产生了在较宽深度范围（8800–9560英尺）内分布的多峰值响应。在大约8850英尺、9050英尺、9200英尺和9350英尺处有多个明显的应变最大值，表明断裂诱导的变形涉及多个不同的储层区间。这种多峰值模式与形成具有多个扩展前沿的复杂骨折网络一致，每个前沿都对监测位置的累积应变场有所贡献。3.4.4. 机制解释通过光纤监测观察到的对比鲜明的骨折几何形态可以解释为两种流体系统之间的流变差异：交联凝胶（第八阶段）：交联凝胶的高粘度（约200 cP）可能支持更有效的压裂剂传输到骨折网络的远场区域。随着裂缝的扩展，压裂剂可能在整个流体柱中更均匀地分布，有助于保持裂缝的导电性并减少远端裂缝尖端的过早闭合。这种持续的导电性可能允许继续向扩展的裂缝中注入流体，支持裂缝向更大的垂直范围扩展。分布的压裂剂放置可能还有助于 secondary fractures 的开启和天然裂缝的重新激活，从而增加裂缝网络的复杂性。滑water（第九阶段）：滑water的低粘度（约5 cP）与更快的压裂剂沉降一致，如同第3.1节和第3.2节所讨论的，使得颗粒在井筒附近区域集中。有限的远场压裂剂输送可能导致远端裂缝区域的支撑效果较差，更容易在储层应力下闭合。随着裂缝尖端超出支撑区域，它们可能与井筒失去水力连通，从而限制了进一步的扩展。这种解释与第九阶段观察到的受限垂直范围和集中空间分布一致。3.4.5. 定量总结如表6所示，光纤监测结果提供了现场证据，表明流体流变对骨折几何形态有显著影响。表6. 断裂几何形态差异的特征第八阶段（凝胶）第九阶段（滑water）解释骨折跨度575.8英尺145.6英尺4× 更大的垂直延伸范围凝胶应变曲线多峰值，分布单峰值，集中复杂与简单几何空间标准差180.5英尺46.4英尺更广泛与局部化骨折有效的SRV增强高有限凝胶的储层接触更好这些观察结果对EGS储层的开发可能有重要意义。骨折跨度的4倍差异可能意味着交联凝胶处理的刺激储层体积和热交换表面积显著增加。在热提取的背景下，这种增强的储层接触可能支持更高的可持续热提取率和更长的储层热寿命。4. 讨论第3节中呈现的现场证据表明，流体流变对深花岗岩储层中的压裂剂传输效率、集群注射均匀性以及最终的骨折几何形态有显著影响。在综合这些观察结果之前，我们首先考虑一个潜在的另一种解释：第九阶段观察到的骨折跨度减少是否反映了监测几何形态而非流体行为。排除监测几何形态的偏差。在比较性骨折监测研究中，一个关键的问题是观察到的差异是否可能由于距离监测系统的不同而导致的检测灵敏度不均所致。我们的几何分析（表1）大大减少了这种担忧：第九阶段距离监测光纤的距离比第八阶段近6.1%（欧几里得距离为299.4英尺对比318.7英尺）。如果监测几何形态是主导因素，那么预期第九阶段会显示出更大的骨折跨度，而不是更小的跨度。我们观察到相反的情况，即尽管监测几何形态更有利，骨折跨度却减少了4倍，这支持了流体行为对观察到的差异有实质性贡献的解释，而不仅仅是监测系统的误差。消除了这个潜在的混淆因素后，我们继续在机制框架内综合这些观察结果，探讨流变对骨折发展的控制作用。现场结果与流体流变一致，不受泵送速率的影响，对压裂剂传输和骨折几何形态有显著影响。两个阶段都采用了恒定的泵送速率（约80 bpm），这减少了速度作为混淆变量，支持了骨折跨度4倍差异（575.8英尺对比145.6英尺）与流体粘度和应力阴影效应的关系。4.1. 粘度主导与沉降主导传输在相同的泵送速率下，两种流体表现出根本不同的传输行为：（1）滑water（沉降主导）：尽管以与凝胶相同的速率（约80 bpm）泵送，滑water处理表现出与有限粘度支持下的快速压裂剂沉降一致的行为。约5 cP的粘度可能在流体从穿孔扩展到裂缝的过程中不足以维持颗粒的悬浮。这种沉降主导的解释与第九阶段观察到的压力波动（±45 psi）和非均匀的集群效率（Gini = 0.27）一致。总的来说，这些观察表明，仅高泵送速率可能无法完全补偿低粘度在多集群完成中的作用。（2）交联凝胶（粘度主导）：在相同的约80 bpm泵送速率下，凝胶处理似乎在整个裂缝网络中保持了更稳定的压裂剂悬浮。约200 cP的设计粘度可能提供了足够的阻力来减少重力沉降，尽管存在局部速度变化。这种粘度主导的解释与更均匀的压裂剂分布一致，如第八阶段观察到的稳定压力响应（±18 psi）和平稳的浓度变化所示。凝胶处理实现了100%的设计压裂剂放置，而滑water仅为88%，这可能反映了在特定条件下的更有效的传输效率。4.2. 多集群竞争和应力阴影放大多集群竞争的最直接证据来自第九阶段。PLT直接记录了强烈的分配异质性，包括一个集群的完全排除和剩余入口点上的不均匀流量分配。这种第九阶段的模式与应力阴影、流量竞争和滑water处理中有限的压裂剂传输能力的复合效应一致。在滑water处理中，有限的压裂剂承载能力可能会产生“赢家通吃”的动态，其中在处理早期建立主导裂缝的集群捕获了不成比例的流量，而中间集群（例如，集群#4）则逐渐缺乏流体和压裂剂。由此产生的应力阴影可能会抑制较弱集群中的裂缝形成，任何进入这些集群的压裂剂也可能迅速沉降，形成阻碍流量的穿孔桥。从这个意义上说，第九阶段提供了在测试的滑water条件下严重的分配异质性的直接PLT支持证据。对于第八阶段，没有PLT数据，因此无法直接验证集群规模的分配均匀性。尽管如此，稳定的处理压力响应和更广泛的光纤响应表明其进入和传播行为比第九阶段观察到的更为分散。因此，这两个阶段之间的对比应被解释为第九阶段的直接PLT证据表明的异质性，以及与第八阶段的更分散行为一致的间接证据。5. 结论本研究在犹他州FORGE的深花岗岩中进行了交联凝胶与滑water的受控现场规模比较。通过在整个处理过程中保持恒定的泵送速率（约80 bpm），我们试图强调流体流变是主要变量。在具体测试条件下，关键发现如下：（1）流变对速度的影响：在相同的泵送速率下，交联凝胶（约200 cP）保持了稳定的处理压力，而滑water（约5 cP）表现出逐渐加剧的现象，最终导致终端屏蔽特征（+61 psi/min）。这表明仅高速度可能无法完全补偿低粘度在防止深花岗岩中井筒附近桥接方面的作用。（2）集群注射异质性：滑water刺激导致了严重的不均匀性（Gini = 0.269）和一个穿孔集群的完全排除（“死亡集群”）。这种模式与低粘度流体在多集群完成中的优先桥接和应力诱导抑制的脆弱性一致。（3）观察到的骨折跨度四倍差异：光纤监测表明凝胶的骨折跨度为575.8英尺，而滑water为145.6英尺。关键的是，尽管第九阶段距离监测光纤更近6%（299英尺对比319英尺），这种差异仍然发生，使得几何衰减误差成为较不可能的解释。