7水力壓裂4-支撐劑

第三節(jié)支撐劑支撐劑性質(zhì)及種類裂縫導(dǎo)流能力及其影響因素支撐劑的選擇支撐劑顆粒的沉降支撐劑特性要求強(qiáng)度高、硬度適中粒徑均勻圓球度好化學(xué)惰性、溫度穩(wěn)定性好質(zhì)量高，雜質(zhì)含量少密度低貨源廣、價(jià)格低一、支撐劑類型硬脆性支撐劑其特點(diǎn)是硬度大，變形很??；

——

石英砂（砂子）

——陶粒

——鋁球

——玻璃珠韌性支撐劑其特點(diǎn)是變形大，在高壓下不易破碎

——

核桃殼

——

樹(shù)脂包層支撐劑核桃殼1石英砂（砂子）主要成分：SiO2

和少量雜質(zhì)主要特點(diǎn)：

1)園球度較好的石英砂破碎后，仍可保持一定的導(dǎo)流能力。

2)密度相對(duì)低，便于泵送。

3)強(qiáng)度較低，適用于低閉合壓力儲(chǔ)層。

4)砂子在篩選或清洗不好，含粉砂雜質(zhì)時(shí)，導(dǎo)流能力都會(huì)明顯降低。

5)石英砂貨源廣、價(jià)格便宜。主要產(chǎn)地：甘肅蘭州砂、江西永修砂、福建福州砂、湖南岳陽(yáng)砂、湖北蒲圻砂、山東榮城砂、河北承德砂、吉林農(nóng)安砂、陜西定邊砂及新疆和豐砂等。石英砂2陶粒類型：中強(qiáng)度支撐劑(ISP)（鋁礬土或鋁質(zhì)陶土）高強(qiáng)度陶粒支撐劑（鋁礬土或氧化鋁）特點(diǎn)：

a.強(qiáng)度很高；

b.高溫堿性液中陶粒溶解率低（3.5%）；而石英達(dá)50%；

c.長(zhǎng)期導(dǎo)流能力高；

d.密度較高(2700~3600kg/m3)，泵送困難；

e.加工工藝?yán)щy，價(jià)格昂貴。陶粒3塑料包層支撐劑

特殊工藝將酸性苯酚甲醛樹(shù)脂包裹在石英砂表面，并經(jīng)熱固處理而成，比重約為2.55。種類：預(yù)固化樹(shù)脂包層砂固化樹(shù)脂包層砂樹(shù)脂砂二、支撐劑物理性質(zhì)評(píng)價(jià)(1)支撐劑粒度組成及分布(2)園球度和表面光滑度(3)濁度(4)密度：真密度(或顆粒密度)

視密度(或體積密度)(5)酸溶解度(6)抗壓強(qiáng)度我國(guó)支撐劑物理性質(zhì)評(píng)價(jià)結(jié)果表三、裂縫導(dǎo)流能力評(píng)價(jià)定義：裂縫導(dǎo)流能力是指裂縫傳導(dǎo)流體的能力。填砂裂縫的導(dǎo)流能力定義為支撐后的裂縫滲透率Ｋf與支撐后的裂縫寬度w之積。即填砂裂縫導(dǎo)流能力。ＦＲＣＤ＝Ｋfw

類型:長(zhǎng)期導(dǎo)流能力短期導(dǎo)流能力我國(guó)部分支撐劑導(dǎo)流能力(1998)1支撐劑性質(zhì)對(duì)FRCD的影響

(1)支撐劑類型和形狀低應(yīng)力情況下，有棱角的支撐劑相互搭接、相互支撐，有更高的孔隙度及滲透率，因此，導(dǎo)流能力更高。但在高應(yīng)力情況下，園球度好的支撐劑受到的表面應(yīng)力更均勻，能承受更高的載荷不破碎，因此有更高的導(dǎo)流能力。(2)支撐劑粒度組成圖中曲線A,B均為φ0.5~0.9成都陶粒，其中0.63mm以上顆粒重量分別約為81.5%和56.6%。支撐劑粒徑對(duì)裂縫導(dǎo)流能力有很大的影響;給定粒度范圍內(nèi)，大顆粒所占比例越多，導(dǎo)流能力越高。顆粒越均勻，導(dǎo)流能力越高。(3)鋪砂濃度方式

—單層局部排列

—單層全排列

—多層排列實(shí)驗(yàn)結(jié)果定義：?jiǎn)挝幻娣e上的支撐劑重量。(4)支撐劑質(zhì)量長(zhǎng)石含量對(duì)導(dǎo)流能力的影響微粒對(duì)蘭州砂導(dǎo)流能力的影響

2地層條件對(duì)FRCD的影響

（1）閉合壓力（2）地層巖石硬度

地層巖石的軟硬對(duì)導(dǎo)流能力的影響與支撐劑顆粒的強(qiáng)度和硬度有關(guān)。

當(dāng)支撐劑強(qiáng)度低時(shí)，影響導(dǎo)流能力的主要是破碎問(wèn)題;

當(dāng)支撐劑強(qiáng)度高時(shí)，支撐劑顆粒嵌入裂縫壁面是影響導(dǎo)流能力的主要因素。(3)環(huán)境條件圖６－１7流體介質(zhì)圖６－１8地層溫度3壓裂液性能對(duì)FRCD的影響殘?jiān)档椭螏B透率。胍膠壓裂液，殘?jiān)咳Q于成膠劑濃度、破膠劑類型及濃度。4流動(dòng)條件對(duì)FRCD的影響非達(dá)西流動(dòng)多相流效應(yīng)5承壓時(shí)間對(duì)FRCD的影響四、支撐劑的選擇內(nèi)容—

支撐劑強(qiáng)度—

地巖巖石硬度—

支撐劑顆粒大小—

支撐劑密度—

支撐劑濃度（排列方式）考慮因素—

地質(zhì)條件（如閉合壓力、巖石硬度、溫度、物性）—

工程條件（壓裂液性質(zhì)、泵注設(shè)備）—

經(jīng)濟(jì)效益1裂縫導(dǎo)流能力確定原則(1)McGuire&Sikora(1960)圖版法—給定閉合壓力下，從現(xiàn)有支撐劑的導(dǎo)流能力入手，得到不同穿透比時(shí)期望獲得的增產(chǎn)倍數(shù)(壓后產(chǎn)量)；—從預(yù)期的產(chǎn)量出發(fā)，按照不同穿透比所需要的導(dǎo)流能力選擇支撐劑。（2）Cinco(辛科)準(zhǔn)則P2242支撐劑類型選擇在閉合壓力較高時(shí)，應(yīng)考慮使用高強(qiáng)度支撐劑，如陶粒等。在閉合壓力較低時(shí)，只要砂子不破碎，低強(qiáng)度支撐劑仍能起到支撐裂縫的作用。它在淺井淺層應(yīng)用的特別廣泛。當(dāng)閉合壓力達(dá)到４0MPa時(shí),原則上