壓裂及防砂支撐劑

1、壓裂及防砂支撐劑理想壓裂支撐劑： 相對密度低，便于泵入； 強度高，用在深井作業(yè)中不會被壓碎； 化學惰性好，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）厚度：10-12m覆膜支撐劑基本原理覆膜支撐劑基本原理 提高強度工藝目的：降低密度 增強功能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）時間(小時)測試溫度（）80901001200.5未固結未固結未固結未固結1.0未固結未固結微結完全固結1.5未固結微結完全固結固結試驗固結試驗在壓裂中，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 接觸應力 破碎機理不同于常規(guī)支撐劑：破碎體不遷移 形成整體過濾層，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流能力主要技術特點：主要技術特點：低密高強高滲透 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. 攜砂液量相應減少，節(jié)約壓裂液費用；3. 有利于提高砂比；4. 利于大粒徑作業(yè)，增大縫寬5. 砂堵風險減小。 較高的強度1.完全可以替代普通陶粒使用；2.低強度陶粒包覆后可大幅度提高抗壓強度，能用于超深井（大于4000m）高閉合壓力（80-100MPa）井的壓裂作業(yè)；3.高強度陶粒包覆后可以成為超高強度支撐劑（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）經包覆后密度低（小于1），強度達到中等水平（52MPa）

5、，可以大大減輕對現(xiàn)有壓裂液的依賴性，甚至可以采用清水作為壓裂液，減輕對地層的傷害與污染；5.孚盛砂的其它物化性指標均優(yōu)于相應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。 顆粒接觸點的應力降低 Sinclair 1983o常規(guī)支撐劑以點狀接觸，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 -可以防止裂縫經常受到周期性的生產壓差大幅度變化帶來的支撐劑返吐 -即使在井下無粘結固化性能的孚盛砂，由于砂粒之間及砂粒與裂縫表面接觸面相對較大，粒間接觸應力降低，防返吐能力仍然強于其它類型支撐劑 獨特的防嵌入能力 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 -基于接觸應力的降低 不同的破碎機理 單體破碎后，微粒被完整地包在膜內不遷移，保持裂縫已形成的導流能力，提高壓裂有效期。 導流能力特性o 樹脂膜剛度小于常規(guī)支撐劑，低閉合壓力下導流能力相對低o 高閉合壓力下破碎體包覆在樹脂膜內，減少可移動微粒數(shù)量，增加導流能力；o 覆膜支撐劑長期導流能力普遍高于（國內外大量試驗所證明） 靈活的化學性能調節(jié)功能 1. 標準孚盛砂具有較強的化學惰性，耐酸、堿、鹽等。2. 在特別的井下條件下，可根據(jù)作業(yè)條件靈活調節(jié)化學性能，滿足現(xiàn)場的工藝要求，如潤濕性、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. 適應的井下條件寬（溫度，閉合壓力，酸堿等環(huán)境） 較高的性能價格比 1. 由于密度相對較低，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)約的壓裂液費用；3. 支撐劑密度降低在一定程度上減少對壓裂液質量的依賴性，有利于提高壓裂成功率；4. 保持壓裂裂縫質量，有效期及增產量提高。 中原油田一廠13-92井兩次壓裂指標對比指指 標標陶陶 粒粒孚盛砂孚盛砂對對 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井壓裂成本對比井井 號