压裂及防砂支撑剂

1、压裂及防砂支撑剂理想压裂支撑剂： 相对密度低，便于泵入； 强度高，用在深井作业中不会被压碎； 化学惰性好，能抵抗地层中的油、酸、 盐水等的侵蚀，在高温下同样稳定，与 压裂液配伍； 圆度、球度好，以便保持支撑剂颗粒间 较好的空隙; 性能价格比高。 常规支撑剂（骨料：石英砂/陶粒/核桃壳/纤维球等）包覆层（高分子材料：低密/高强）厚度：10-12m覆膜支撑剂基本原理覆膜支撑剂基本原理 提高强度工艺目的：降低密度 增强功能2.471.88包覆陶粒3.331.91陶粒1.731.46包覆石英砂2.641.58石英砂视密度(g/cm)体积密度(g/cm)支撑剂种类支撑剂包覆后的密度变化支撑剂包覆后的密度

2、变化7.03.010.7包覆石英砂(%)36.1425.596.7石英砂(%)705228闭合压力（MPa）支撑剂石英砂包覆前后破碎率变化石英砂包覆前后破碎率变化6.6贵州陶粒(%)6.022.370.790.28包覆陶粒(%)14.9512.628.313.1352MPa陶粒(%)100866952 闭合压力(MP)支撑剂陶粒包覆前后破碎率变化陶粒包覆前后破碎率变化支撑剂包覆前后的浊度支撑剂包覆前后的浊度、圆度、球度与酸蚀、圆度、球度与酸蚀支撑剂浊度,NTU酸溶解度12%HCL+3%HF圆度球度石英砂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颗粒间的粘接性能及作用颗粒间的粘接性能及作用：- 不粘接 （压裂/砾石充填）- 粘接（FSS-II型） 温度+闭合压力（压裂/压裂防砂） 温度（防砂管） 温度+闭合压力+特殊固化剂（低温条件下 压裂/压裂防砂）时间(小时)测试温度（）80901001200.5未固结未固结未固结未固结1.0未固结未固结微结完全固结1.5未固结微结完全固结固结试验固结试验在压裂中，防返吐在压裂中，防返吐/减轻（防止）嵌入减轻（防止）嵌入 包覆层的柔韧特性，降低颗粒间及颗粒与地层的 接触应力 破碎机理不同于常规支撑剂：破碎体不迁移 形成整体过滤层，防砂，防返吐防返吐/防嵌入/减轻破碎颗粒

4、迁移-保持裂缝已形成的导流能力主要技术特点：主要技术特点：低密高强高渗透 防砂防嵌防返吐 较低的密度1. 在同等裂缝体积下，孚盛砂使用量低于其它支撑剂；2. 携砂液量相应减少，节约压裂液费用；3. 有利于提高砂比；4. 利于大粒径作业，增大缝宽5. 砂堵风险减小。 较高的强度1.完全可以替代普通陶粒使用；2.低强度陶粒包覆后可大幅度提高抗压强度，能用于超深井（大于4000m）高闭合压力（80-100MPa）井的压裂作业；3.高强度陶粒包覆后可以成为超高强度支撑剂（大于100MPa），用于极高闭合压力的井压裂作业。4.低密度骨料（如核桃壳）经包覆后密度低（小于1），强度达到中等水平（52MPa）

5、，可以大大减轻对现有压裂液的依赖性，甚至可以采用清水作为压裂液，减轻对地层的伤害与污染；5.孚盛砂的其它物化性指标均优于相应的未覆膜的支撑剂材料，如筛析、球度、圆度、浊度、耐酸碱性等指标。 颗粒接触点的应力降低 Sinclair 1983o常规支撑剂以点状接触，接触面的直径小于颗粒直径10% o覆膜支撑剂颗粒接触面的直径是颗粒直径的25-40%。 优越的防返吐特性 -可以防止裂缝经常受到周期性的生产压差大幅度变化带来的支撑剂返吐 -即使在井下无粘结固化性能的孚盛砂，由于砂粒之间及砂粒与裂缝表面接触面相对较大，粒间接触应力降低，防返吐能力仍然强于其它类型支撑剂 独特的防嵌入能力 孚盛砂外壳的柔韧

6、特性可以消除或降低支撑剂嵌入程度 -基于接触应力的降低 不同的破碎机理 单体破碎后，微粒被完整地包在膜内不迁移，保持裂缝已形成的导流能力，提高压裂有效期。 导流能力特性o 树脂膜刚度小于常规支撑剂，低闭合压力下导流能力相对低o 高闭合压力下破碎体包覆在树脂膜内，减少可移动微粒数量，增加导流能力；o 覆膜支撑剂长期导流能力普遍高于（国内外大量试验所证明） 灵活的化学性能调节功能 1. 标准孚盛砂具有较强的化学惰性，耐酸、碱、盐等。2. 在特别的井下条件下，可根据作业条件灵活调节化学性能，满足现场的工艺要求，如润湿性、膨胀性等。 较大的使用范围 1. 功能上可以用于压裂，防砂（压裂，人工井壁，砾石

7、充填），膨胀型可以用于堵水。2. 适应的井下条件宽（温度，闭合压力，酸碱等环境） 较高的性能价格比 1. 由于密度相对较低，在同等规模裂缝尺寸下压裂作业的支撑剂用量减少；2. 由于携砂液量减少而节约的压裂液费用；3. 支撑剂密度降低在一定程度上减少对压裂液质量的依赖性，有利于提高压裂成功率；4. 保持压裂裂缝质量，有效期及增产量提高。 中原油田一厂13-92井两次压裂指标对比指指 标标陶陶 粒粒孚盛砂孚盛砂对对 比比体积密度（g/cm）1.911.46-24%砂比（%）27.238+10.8砂量（m）2438+14携砂液量（ m）182.4100-82.4返吐砂量（ m）0.5440中原油田13-90井与203-9井压裂成本对比井井 号