壓裂及防砂支撐劑

1、壓裂及防砂支撐劑理想壓裂支撐劑： 相對(duì)密度低，便于泵入； 強(qiáng)度高，用在深井作業(yè)中不會(huì)被壓碎； 化學(xué)惰性好，能抵抗地層中的油、酸、 鹽水等的侵蝕，在高溫下同樣穩(wěn)定，與 壓裂液配伍； 圓度、球度好，以便保持支撐劑顆粒間 較好的空隙; 性能價(jià)格比高。 常規(guī)支撐劑（骨料：石英砂/陶粒/核桃殼/纖維球等）包覆層（高分子材料：低密/高強(qiáng)）厚度：10-12m覆膜支撐劑基本原理覆膜支撐劑基本原理 提高強(qiáng)度工藝目的：降低密度 增強(qiáng)功能2.471.88包覆陶粒3.331.91陶粒1.731.46包覆石英砂2.641.58石英砂視密度(g/cm)體積密度(g/cm)支撐劑種類(lèi)支撐劑包覆后的密度變化支撐劑包覆后的密度

2、變化7.03.010.7包覆石英砂(%)36.1425.596.7石英砂(%)705228閉合壓力（MPa）支撐劑石英砂包覆前后破碎率變化石英砂包覆前后破碎率變化6.6貴州陶粒(%)6.022.370.790.28包覆陶粒(%)14.9512.628.313.1352MPa陶粒(%)100866952 閉合壓力(MP)支撐劑陶粒包覆前后破碎率變化陶粒包覆前后破碎率變化支撐劑包覆前后的濁度支撐劑包覆前后的濁度、圓度、球度與酸蝕、圓度、球度與酸蝕支撐劑濁度,NTU酸溶解度12%HCL+3%HF圓度球度石英砂1286.190.70.7包覆石英砂202.750.80.8陶粒59.56.890.90.9

3、包覆陶粒32.90.90.9顆粒間的粘接性能及作用顆粒間的粘接性能及作用：- 不粘接 （壓裂/礫石充填）- 粘接（FSS-II型） 溫度+閉合壓力（壓裂/壓裂防砂） 溫度（防砂管） 溫度+閉合壓力+特殊固化劑（低溫條件下 壓裂/壓裂防砂）時(shí)間(小時(shí))測(cè)試溫度（）80901001200.5未固結(jié)未固結(jié)未固結(jié)未固結(jié)1.0未固結(jié)未固結(jié)微結(jié)完全固結(jié)1.5未固結(jié)微結(jié)完全固結(jié)固結(jié)試驗(yàn)固結(jié)試驗(yàn)在壓裂中，防返吐在壓裂中，防返吐/減輕（防止）嵌入減輕（防止）嵌入 包覆層的柔韌特性，降低顆粒間及顆粒與地層的 接觸應(yīng)力 破碎機(jī)理不同于常規(guī)支撐劑：破碎體不遷移 形成整體過(guò)濾層，防砂，防返吐防返吐/防嵌入/減輕破碎顆粒

4、遷移-保持裂縫已形成的導(dǎo)流能力主要技術(shù)特點(diǎn)：主要技術(shù)特點(diǎn)：低密高強(qiáng)高滲透 防砂防嵌防返吐 較低的密度1. 在同等裂縫體積下，孚盛砂使用量低于其它支撐劑；2. 攜砂液量相應(yīng)減少，節(jié)約壓裂液費(fèi)用；3. 有利于提高砂比；4. 利于大粒徑作業(yè)，增大縫寬5. 砂堵風(fēng)險(xiǎn)減小。 較高的強(qiáng)度1.完全可以替代普通陶粒使用；2.低強(qiáng)度陶粒包覆后可大幅度提高抗壓強(qiáng)度，能用于超深井（大于4000m）高閉合壓力（80-100MPa）井的壓裂作業(yè)；3.高強(qiáng)度陶粒包覆后可以成為超高強(qiáng)度支撐劑（大于100MPa），用于極高閉合壓力的井壓裂作業(yè)。4.低密度骨料（如核桃殼）經(jīng)包覆后密度低（小于1），強(qiáng)度達(dá)到中等水平（52MPa）

5、，可以大大減輕對(duì)現(xiàn)有壓裂液的依賴(lài)性，甚至可以采用清水作為壓裂液，減輕對(duì)地層的傷害與污染；5.孚盛砂的其它物化性指標(biāo)均優(yōu)于相應(yīng)的未覆膜的支撐劑材料，如篩析、球度、圓度、濁度、耐酸堿性等指標(biāo)。 顆粒接觸點(diǎn)的應(yīng)力降低 Sinclair 1983o常規(guī)支撐劑以點(diǎn)狀接觸，接觸面的直徑小于顆粒直徑10% o覆膜支撐劑顆粒接觸面的直徑是顆粒直徑的25-40%。 優(yōu)越的防返吐特性 -可以防止裂縫經(jīng)常受到周期性的生產(chǎn)壓差大幅度變化帶來(lái)的支撐劑返吐 -即使在井下無(wú)粘結(jié)固化性能的孚盛砂，由于砂粒之間及砂粒與裂縫表面接觸面相對(duì)較大，粒間接觸應(yīng)力降低，防返吐能力仍然強(qiáng)于其它類(lèi)型支撐劑 獨(dú)特的防嵌入能力 孚盛砂外殼的柔韌

6、特性可以消除或降低支撐劑嵌入程度 -基于接觸應(yīng)力的降低 不同的破碎機(jī)理 單體破碎后，微粒被完整地包在膜內(nèi)不遷移，保持裂縫已形成的導(dǎo)流能力，提高壓裂有效期。 導(dǎo)流能力特性o 樹(shù)脂膜剛度小于常規(guī)支撐劑，低閉合壓力下導(dǎo)流能力相對(duì)低o 高閉合壓力下破碎體包覆在樹(shù)脂膜內(nèi)，減少可移動(dòng)微粒數(shù)量，增加導(dǎo)流能力；o 覆膜支撐劑長(zhǎng)期導(dǎo)流能力普遍高于（國(guó)內(nèi)外大量試驗(yàn)所證明） 靈活的化學(xué)性能調(diào)節(jié)功能 1. 標(biāo)準(zhǔn)孚盛砂具有較強(qiáng)的化學(xué)惰性，耐酸、堿、鹽等。2. 在特別的井下條件下，可根據(jù)作業(yè)條件靈活調(diào)節(jié)化學(xué)性能，滿(mǎn)足現(xiàn)場(chǎng)的工藝要求，如潤(rùn)濕性、膨脹性等。 較大的使用范圍 1. 功能上可以用于壓裂，防砂（壓裂，人工井壁，礫石

7、充填），膨脹型可以用于堵水。2. 適應(yīng)的井下條件寬（溫度，閉合壓力，酸堿等環(huán)境） 較高的性能價(jià)格比 1. 由于密度相對(duì)較低，在同等規(guī)模裂縫尺寸下壓裂作業(yè)的支撐劑用量減少；2. 由于攜砂液量減少而節(jié)約的壓裂液費(fèi)用；3. 支撐劑密度降低在一定程度上減少對(duì)壓裂液質(zhì)量的依賴(lài)性，有利于提高壓裂成功率；4. 保持壓裂裂縫質(zhì)量，有效期及增產(chǎn)量提高。 中原油田一廠13-92井兩次壓裂指標(biāo)對(duì)比指指 標(biāo)標(biāo)陶陶 粒粒孚盛砂孚盛砂對(duì)對(duì) 比比體積密度（g/cm）1.911.46-24%砂比（%）27.238+10.8砂量（m）2438+14攜砂液量（ m）182.4100-82.4返吐砂量（ m）0.5440中原油田13-90井與203-9井壓裂成本對(duì)比井井 號(hào)