页岩储层水力压裂裂缝扩展的初期,由于近井筒的孔眼摩阻、弯曲裂缝等原因,会产生较高的井口注入压力。前人提出了降低近井摩阻的支撑剂段塞工艺。支撑剂段塞工艺,其原理是在前置液阶段以低砂比、细粒径、多组数的携砂液泵入地层中,对套管孔眼径向打磨,扩大孔径,同时对岩石裂缝进行水力切割,降低近井狭窄曲缝的迂曲度,拓宽液流进入远井裂缝的流通通道,进而降低施工压力。目前,支撑剂段塞技术的应用主要集中于降低压裂液的滤失,预防多裂缝效应产生,而对于近井的冲蚀、打磨作用,比如针对支撑剂种类的优选、基于多重施工因素进行测试等,虽有实际应用,但缺少定量的专门研究。本文在结合文献与现场双重调研的基础上,采用真实页岩作为靶件,通过前期大量的探索与论证,开展了支撑剂段塞相关实验研究,主要研究内容和结论如下:(1)形成了针对装置调试、靶件加工、表征方法确立、因素选择等在内的整套携砂液室内实验打磨方法,基于此认识到:弯曲狭缝是产生摩阻憋压的主要原因;适当提升携砂液射流速度(实验流速为11Om/s)有助于破岩降压;携砂液入射靶件的角度不同,打磨效果也有所不同,支撑剂段塞的作业参数以零角度打磨对材料的破坏程度最小。(2)携砂液打磨对于压降结果的影响程度由大到小为:砂比、粒径、打磨时间、支撑剂种类;对于孔眼扩径率的影响由大到小为:打磨时间、粒径、砂比、支撑剂种类。(3)水泥石和岩石由于物性参数的不同,因此打磨时间对二者的影响效果也有所区别。(4)携砂液在窄缝宽条件下进行打磨,应尽可能选择大于60目的支撑剂;而砂比的限制性较小,控制在9%以内即可。(5)通过数值模拟仿真携砂液打磨降低弯曲摩阻的过程,研究表明,携砂液体在狭缝中前进时,会在曲率突变处发生憋压摩阻,随着应力增加逐步到达破岩强度,进而当液流通道逐步拓宽后,摩阻开始下降。(6)携砂液粒径目数在80/120目时,会在打磨效果与降滤失效果上产生相交点,该粒径大小可以作为较高滤失储层的最佳段塞用支撑剂尺寸。(7)基于室内实验,优选石英砂作为段塞用支撑剂;优选一组最佳工艺参数为石英砂、70/140目粒径、9%砂比、两组段塞6min打磨时间。