油氣增產(chǎn)理論與技術(shù)課件

油氣增產(chǎn)理論與技術(shù)油氣增產(chǎn)理論與技術(shù)*2（一）壓裂液及其性能要求（二）壓裂液對(duì)儲(chǔ)層的傷害及保護(hù)（三）幾種特殊條件下的壓裂液體系第一節(jié)壓裂液*2（一）壓裂液及其性能要求第一節(jié)壓裂液*3（一）壓裂液及其性能要求壓裂液組成壓裂液性能要求壓裂液類型壓裂液添加劑*3（一）壓裂液及其性能要求壓裂液組成*41、壓裂液組成(按功能分)（清孔液）（預(yù)前置液）前置液攜砂液頂替液*41、壓裂液組成(按功能分)（清孔液）*52壓裂液性能要求濾失低攜砂能力強(qiáng)摩阻低、比重大穩(wěn)定性好配伍性好殘?jiān)僖子诜蹬咆浽磸V、價(jià)格便宜、便于配制*52壓裂液性能要求濾失低*6性能表證內(nèi)容及指標(biāo)（以水基凍膠壓裂液為例）粘度性能：未交聯(lián)液的粘度、交聯(lián)后的耐溫抗剪切性、流變指數(shù)濾失性能：初濾失、造壁系數(shù)、濾失速度破膠性能：破膠時(shí)間、破膠液粘度、殘?jiān)恐判阅埽簽V液及破膠液的表面張力、界面張力和接觸角配伍性能：破乳率（流體配伍）、防膨率（巖石配伍）巖心傷害率：滲透率遞減百分?jǐn)?shù)SY/T5107-2005水基壓裂液性能評(píng)價(jià)方法*6性能表證內(nèi)容及指標(biāo)（以水基凍膠壓裂液為例）SY/T51*73、壓裂液類型水基壓裂液油基壓裂液乳化壓裂液泡沫壓裂液酸基壓裂液液態(tài)CO2壓裂液醇基壓裂液*73、壓裂液類型水基壓裂液*8水基壓裂液發(fā)展水稠化水水基凍膠水基凍膠壓裂液組成水＋添加劑＋成膠劑（增稠劑）成膠液水＋添加劑＋交聯(lián)劑交聯(lián)液成膠液＋交聯(lián)液水基凍膠*8水基壓裂液發(fā)展*9水基壓裂液水基壓裂液種類（據(jù)稠化劑種類分）植物膠及衍生物瓜（爾）膠（guar）、田菁膠（sesbaniagum）、魔芋、槐豆、皂仁纖維素及衍生物羧甲基纖維素（CMC）、羥乙基纖維素（HEC）、羧甲基羥乙基纖維素(CMHEC)工業(yè)合成聚合物聚丙烯酰胺(PAM)、部分水解聚丙烯酰胺(PHPAM)綜合類CMHPG……*9水基壓裂液水基壓裂液種類（據(jù)稠化劑種類分）*10油基壓裂液適應(yīng):水敏性地層有些氣層發(fā)展:礦場(chǎng)原油稠化油凍膠油*10油基壓裂液適應(yīng):*11乳化壓裂液油相<50%，壓裂液粘度太低>80%，不穩(wěn)定或粘度太高*11乳化壓裂液油相<50%，壓裂液粘度太低*12乳化壓裂液之特點(diǎn)外相為水凍膠摩阻低粘度高熱穩(wěn)定性好懸砂能力特別強(qiáng)濾失低，壓裂液效率高傷害小在某些地返排困難在大多數(shù)情況下，易返排*12乳化壓裂液之特點(diǎn)外相為水凍膠*13泡沫壓裂液適用:K<1mD，粘土含量高的砂巖氣藏低壓、低滲淺油氣層壓裂

液相+氣相+添加劑泡沫液液相:清水、鹽水、凍膠水、原油或成品油、酸液氣相氮?dú)?、二氧化碳、空氣、天然氣?13泡沫壓裂液適用:*14泡沫質(zhì)量：泡沫質(zhì)量＝泡沫中氣體體積/泡沫總體積特點(diǎn):在壓裂時(shí)的井底壓力和溫度下，泡沫質(zhì)量一般為６０％～８５％隨著泡沫質(zhì)量的增加，泡沫壓裂液的粘度增加、摩阻增大、濾失減少、壓裂液效率增加濾失少（氣體本身就是降濾劑）排液較徹底，對(duì)地層傷害小懸砂能力特別強(qiáng)，砂比可高達(dá)７０％*14泡沫質(zhì)量：*15酸基壓裂液適用:碳酸鹽儲(chǔ)層種類:常規(guī)酸稠化酸凍膠酸乳化酸*15酸基壓裂液適用:*16液態(tài)CO2壓裂液在淺井可以不加膠聯(lián)劑和破膠劑直接攜砂；液態(tài)二氧化碳在地層中受熱后迅速氣化,因此不存在水敏、水鎖及殘留物傷害，最適合于低壓致密砂巖。液態(tài)二氧化碳攜砂濃度較低,砂粒徑較小;價(jià)格及運(yùn)費(fèi)高,施工需用專用壓裂設(shè)備,施工技術(shù)復(fù)雜。*16液態(tài)CO2壓裂液在淺井可以不加膠聯(lián)劑和破膠劑直接攜砂；*17醇基壓裂液甲醇?jí)毫岩阂掖級(jí)毫岩?17醇基壓裂液甲醇?jí)毫岩?18醇基壓裂液之甲醇?jí)毫岩簩?duì)砂巖儲(chǔ)層無(wú)水敏、水鎖傷害；易返排低表面張力的流體(20℃時(shí)22.50mN/m)，僅為水(72.8mN/m)的二分之一，返排時(shí)毛竹阻力低，另外甲醇沸點(diǎn)650C,部份甲醇可溶于天然氣中，更使得甲醇?jí)毫岩嚎焖倥乓?。密度低費(fèi)用比二氧化碳泡沫壓裂低甲醇?jí)毫巡恍枋褂谜惩练€(wěn)定劑助排劑、不用(或少用)液氮即可節(jié)約部分投資，還可避免因這些附加劑使用不當(dāng)引起的意外傷害。甲醇價(jià)格較貴;有劇毒、易揮發(fā)、易燃，施工時(shí)安全和環(huán)保要求高稠化劑中的大分子集團(tuán)和壓裂液殘?jiān)鼘?duì)儲(chǔ)層有一定傷害。*18醇基壓裂液之甲醇?jí)毫岩簩?duì)砂巖儲(chǔ)層無(wú)水敏、水鎖傷害；*19具有甲醇?jí)毫岩旱乃袃?yōu)點(diǎn)，而目乙醇無(wú)毒。乙醇價(jià)格比甲醇更貴;乙醇易燃，易揮發(fā)；稠化劑中的大分子集團(tuán)和壓裂液殘?jiān)鼘?duì)儲(chǔ)層有一定傷害。醇基壓裂液之乙醇?jí)毫岩?19具有甲醇?jí)毫岩旱乃袃?yōu)點(diǎn)，而目乙醇無(wú)毒。醇基壓裂液之乙*20VES壓裂液原理：表面活性劑分子締合為膠束結(jié)構(gòu)。當(dāng)水相鹽度適當(dāng)時(shí)，膠束呈桿狀。如果水相鹽度足夠（通常體積濃度大于1％）且表面活性劑濃度大于臨界膠束濃度時(shí)，膠束開始締合成網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，使液體具有粘性和彈性。當(dāng)與油、氣接觸或被地層水沖洗，膠束破壞成小降低粘度。不需要破膠劑流體就很容易被返排至地面。

*20VES壓裂液*21VES壓裂液特點(diǎn)：四項(xiàng)優(yōu)點(diǎn)：不含聚合物，避免了聚合物堵塞滯留帶來(lái)的地層傷害。VES流體不能形成濾餅，濾失量由粘度控制，液體工作效率高。減少不必要的縫高發(fā)育。因裂縫中無(wú)固相，所以用相當(dāng)少的液量和支撐劑就可實(shí)現(xiàn)更有效的縫長(zhǎng)和更高的產(chǎn)能。液體配制簡(jiǎn)單方便，現(xiàn)場(chǎng)不需要過(guò)多的設(shè)備。三點(diǎn)不足。價(jià)格昂貴，一般是常規(guī)壓裂液的5倍。熱穩(wěn)定性欠佳。容易引起潤(rùn)濕翻轉(zhuǎn)*21VES壓裂液*224、壓裂液添加劑降濾劑防膨劑殺菌劑表面活性劑ｐＨ值調(diào)節(jié)劑穩(wěn)定劑破膠劑*224、壓裂液添加劑降濾劑*23（二）壓裂液對(duì)儲(chǔ)層的傷害及保護(hù)按壓裂液作用位置分：地層基質(zhì)傷害支撐裂縫傷害按流體性質(zhì)分：液體傷害固體傷害壓裂液濾餅和濃縮膠*23（二）壓裂液對(duì)儲(chǔ)層的傷害及保護(hù)按壓裂液作用位置分：*24壓裂液對(duì)儲(chǔ)層的傷害壓裂液在地層中滯留產(chǎn)生液堵地層粘土礦物水化膨脹和分散運(yùn)移產(chǎn)生的傷害壓裂液與原油乳化造成的地層傷害潤(rùn)濕性發(fā)生反轉(zhuǎn)造成的傷害壓裂液殘?jiān)鼘?duì)地層造成的損害壓裂液對(duì)地層的冷卻效應(yīng)造成地層傷害壓裂液濾餅和濃縮對(duì)地層的傷害*24壓裂液對(duì)儲(chǔ)層的傷害壓裂液在地層中滯留產(chǎn)生液堵*25壓裂液在地層中滯留產(chǎn)生液堵在壓裂施工中，壓裂液沿縫壁滲濾入地層，改變了地層中原始含油飽和度，使水的飽度度增加，并產(chǎn)生兩相流動(dòng)，流動(dòng)阻力加大。毛管力的作用致使壓裂后返排困難和流體流動(dòng)阻力增加。如果地層壓力不能克服升高的毛細(xì)管力，水被束縛在地層中，則出現(xiàn)嚴(yán)重和持久的水鎖。*25壓裂液在地層中滯留產(chǎn)生液堵在壓裂施工中，壓裂*26針對(duì)壓裂液滯留的儲(chǔ)層保護(hù)措施降低壓裂流體的表面張力注入ＣＯ２或Ｎ２幫助排液改善壓裂液破膠性能減少壓裂液在地層中流動(dòng)的粘滯阻力，加快壓裂液在地層中破膠強(qiáng)制排液，減少壓裂液在地層的滯留時(shí)間*26針對(duì)壓裂液滯留的儲(chǔ)層保護(hù)措施降低壓裂流體的表面張力*27地層粘土礦物水化膨脹和分散運(yùn)移產(chǎn)生的傷害粘土礦物與水為基液的壓裂液接觸，立即產(chǎn)生膨脹，使流動(dòng)孔隙減小。松散粘附于孔道壁面的粘土顆粒與壓裂液接觸時(shí)分散、剝落，隨壓裂液濾入地層或沿裂縫運(yùn)動(dòng)，在孔喉處被卡住，形成橋堵，降低滲透率，從而引起傷害。*27地層粘土礦物水化膨脹和分散運(yùn)移產(chǎn)生的傷害*28針對(duì)粘土礦物膨脹和運(yùn)移的儲(chǔ)層保護(hù)措施在壓裂液中添加粘土穩(wěn)定劑，利用高分子材料的長(zhǎng)鏈對(duì)粘土顆粒表面的“包被”作用，阻止水分子進(jìn)入采用油基壓裂液*28針對(duì)粘土礦物膨脹和運(yùn)移的儲(chǔ)層保護(hù)措施在壓裂液中添加粘土*29壓裂液與原油乳化造成的地層傷害用水基壓裂液壓裂時(shí)，壓裂液與地層原油由于油水兩相互不相溶，原油中有天然乳化劑如膠質(zhì)、瀝青和蠟等，壓裂時(shí)壓裂液的流動(dòng)具有攪拌作用，因而當(dāng)油水在地層孔隙中流動(dòng)時(shí)就形成了油水乳化液。原油中的天然乳化劑附著在水滴上形成保護(hù)膜，使乳化液具有較高的穩(wěn)定性。*29壓裂液與原油乳化造成的地層傷害用水基壓*30針對(duì)原油乳化的儲(chǔ)層保護(hù)措施慎用表面活性劑使用優(yōu)質(zhì)壓裂液，徹底破膠，減少壓裂液殘?jiān)?，降低破膠液粘度以及防止地層“微?！鄙?，消除油水界面穩(wěn)定因素在壓裂液中使用優(yōu)質(zhì)破乳劑，消除壓裂液進(jìn)入地層后潛在的乳化堵塞*30針對(duì)原油乳化的儲(chǔ)層保護(hù)措施慎用表面活性劑*31潤(rùn)濕性發(fā)生反轉(zhuǎn)造成的傷害

潤(rùn)濕性是指巖石表面具有被一層液膜選擇性覆蓋的能力。對(duì)于砂巖油藏，巖石表面一般為親水性，即優(yōu)先被水潤(rùn)濕。如果由于表面活性劑使用不當(dāng)，使?jié)櫇裥园l(fā)生反轉(zhuǎn)，即將親水性轉(zhuǎn)為親油性，則油相滲透率將大大降低。正常是水濕的地層變成油濕后，一般會(huì)降低油相滲透率４０％。*31潤(rùn)濕性發(fā)生反轉(zhuǎn)造成的傷害潤(rùn)濕性是指巖石表*32壓裂液殘?jiān)鼘?duì)地層造成的損害殘?jiān)鼘?duì)壓裂效果的影響存在雙重性，一是殘?jiān)趲r石表面形成濾餅，可降低壓裂液的濾失，并且阻止大顆粒繼續(xù)流入地層內(nèi)。壓裂結(jié)束后，這些殘?jiān)盗鞫氯钌傲芽p，降低裂縫導(dǎo)流能力；另一方面較小顆粒殘?jiān)┻^(guò)濾餅隨壓裂液一道進(jìn)入地層深部，堵塞孔隙喉道增強(qiáng)乳化液的界面膜厚度，難于破乳，降低地層和裂縫滲透率。*32壓裂液殘?jiān)鼘?duì)地層造成的損害殘?jiān)鼘?duì)壓裂效果的*33針對(duì)壓裂液殘?jiān)膬?chǔ)層保護(hù)措施加強(qiáng)現(xiàn)場(chǎng)質(zhì)量控制選用低水不溶物成膠劑和易降解破膠的交鏈劑優(yōu)選破膠體系，實(shí)現(xiàn)壓裂液徹底破膠、水化*33針對(duì)壓裂液殘?jiān)膬?chǔ)層保護(hù)措施加強(qiáng)現(xiàn)場(chǎng)質(zhì)量控制*34壓裂液對(duì)地層的冷卻效應(yīng)造成地層傷害

冷的壓裂液進(jìn)入地層，會(huì)使地層溫度降低，從而使原油中的蠟及瀝青等析出，造成地層傷害。此種傷害取決于地層原油的性質(zhì)、地層原始溫度、地層降溫幅度及地層滲透率等因素。原油含蠟量高，降溫幅度大，地層滲透率低和地層原始溫度低的油層，“冷卻效應(yīng)”引起的地層傷害就大。*34壓裂液對(duì)地層的冷卻效應(yīng)造成地層傷害冷的壓*35壓裂液濾餅和濃縮對(duì)地層的傷害

在生產(chǎn)過(guò)程中濾餅阻礙地層流體向裂縫的流動(dòng)，并且由于裂縫閉合，支撐劑嵌入，濾餅占據(jù)了部分以至整個(gè)支撐劑顆粒之間的孔隙，導(dǎo)致裂縫導(dǎo)流能力大大降低。壓裂施工和裂縫閉合過(guò)程的壓裂液濾失要導(dǎo)致交聯(lián)聚合物在裂縫中的濃度升高即濃縮。對(duì)高度濃縮的壓裂液，常規(guī)破膠劑用量不可能實(shí)現(xiàn)破膠降解，將會(huì)形成大量殘膠，嚴(yán)重影響裂縫導(dǎo)流能力。*35壓裂液濾餅和濃縮對(duì)地層的傷害在生產(chǎn)過(guò)*36針對(duì)壓裂液濾餅和濃縮的儲(chǔ)層保護(hù)提高破膠劑用量膠囊破膠劑的研制與開發(fā)壓裂施工結(jié)束后以小排量擠入濾餅溶解劑*36針對(duì)壓裂液濾餅和濃縮的儲(chǔ)層保護(hù)提高破膠劑用量*37（三）幾種特殊條件下的壓裂液體系1、煤層氣井壓裂液2、頁(yè)巖氣井壓裂液3、超高溫儲(chǔ)層壓裂液4、低溫淺層壓裂液5、堿敏儲(chǔ)層壓裂液*37（三）幾種特殊條件下的壓裂液體系1、煤層氣井壓裂液*381、煤層氣井壓裂液產(chǎn)量低——低成本戰(zhàn)略割理系統(tǒng)發(fā)育——降濾失煤層氣為吸附氣——助解吸*381、煤層氣井壓裂液產(chǎn)量低——低成本戰(zhàn)略*391、煤層氣井壓裂液活性水壓裂液清潔壓裂液凍膠壓裂液線性膠壓裂液泡沫壓裂液*391、煤層氣井壓裂液活性水壓裂液活性水壓裂液

參考配方：潔凈水+氯化鉀2％+助排劑（DL-10）0.2％特點(diǎn)：其施工排量大，用液量大，摩阻大，濾失量大，加砂量相對(duì)較少，有時(shí)產(chǎn)生砂堵，但對(duì)煤層的污染較小?；钚运畨毫岩簠⒖寂浞剑簼崈羲?氯化鉀2％+助排活性水、線性膠、凍膠破膠液對(duì)填煤粉模型滲透率傷害測(cè)試過(guò)程滲透率隨時(shí)間的變化，示于圖1(a)～(f)。表1列出測(cè)試各階段的滲透率值和傷害率?；钚运?、線性膠、凍膠破膠液對(duì)填煤粉模型滲透率傷害測(cè)試過(guò)程滲油氣增產(chǎn)理論與技術(shù)課件油氣增產(chǎn)理論與技術(shù)課件清潔壓裂液清潔壓裂液自1997年首次被斯倫貝謝公司研制成功，又稱粘彈性表面活性劑壓裂液VES（viscoelasticsurfactant）應(yīng)用實(shí)例：中聯(lián)煤層氣有限責(zé)任公司在陜西省韓城地區(qū)選用清潔壓裂液對(duì)煤層進(jìn)行了壓裂試驗(yàn)，共壓裂3口井、8層煤層，施工成功率100％，并取得了良好的壓裂效果，壓完后的火把高度2～4m，平均砂比均在30％以上，最高單層加砂68m3，壓后放噴液顯示完全破膠(未添加任何破膠劑)，放噴初期黏度一般低于10mPa·s，放噴4h后黏度均低于5mPa·s。清潔壓裂液清潔壓裂液自1997年首次被斯倫貝謝油氣增產(chǎn)理論與技術(shù)課件清潔壓裂液的中表面活性劑(VES)、膠束促進(jìn)劑(SYN)、鹽(KC1)這3種成分的濃度對(duì)清潔壓裂液的粘度相互制約，影響很大，配方優(yōu)選實(shí)驗(yàn)結(jié)果見圖2。

優(yōu)選配方：0.8%VES+0.2%SYN+1.0%KC1。針對(duì)該配方，用RV-20流變儀在40℃、170S-1剪切60min，粘度大于等于27mPa·s，能完全滿足壓裂的要求。清潔壓裂液的中表面活性劑(VES)、膠束促進(jìn)劑(SYN)、鹽清潔壓裂液對(duì)煤層傷害性清潔壓裂液不產(chǎn)生濾餅，破膠后沒有固相殘?jiān)?，故?duì)煤層傷害是活性劑的吸附和粘土的膨脹上。各種壓裂液中的KC1成分能夠防止粘土遇水膨脹。清潔壓裂液中的表面活性劑VES也具有較好的粘土穩(wěn)定作用，室內(nèi)實(shí)驗(yàn)證明VES若與KC1復(fù)配使用，防膨效果更佳。

活性水最小，清潔壓裂液較小，線性膠較大，凍膠最大。傷害率比例大致為1：3：6：9?？梢娗鍧崏毫岩簩?duì)煤層的傷害程度較低。清潔壓裂液對(duì)煤層傷害性活性水最小，清潔壓裂液較小，清潔壓裂液的摩阻情況清潔壓裂液的摩阻僅為活性水摩阻的40％左右清潔壓裂液的摩阻情況清潔壓裂液的摩阻僅為活性水摩阻的40％現(xiàn)場(chǎng)清潔壓裂液的施工情況清潔壓裂液在現(xiàn)場(chǎng)施工時(shí)，表現(xiàn)出了良好的特性。施工排量能夠控制在3m3/min左右(活性水一般在7m3/min左右)，壓后測(cè)試顯示，縫高受到了較好地控制。攜砂時(shí)，顯示出了良好的攜砂能力，平均砂比均在30%以上(活性水壓裂一般為15%)，加砂結(jié)束前最高砂比超過(guò)55%。壓后放噴顯示，清潔壓裂液應(yīng)用于該地區(qū)不需要加入任何破膠劑就能夠徹底破膠水化?，F(xiàn)場(chǎng)清潔壓裂液的施工情況凍膠壓裂液

參考配方：0.35%羥丙基瓜膠HPG+2.0%KCl+0.2%助排劑(DL-10)+0.01%NaOH+0.1%LBT-6+0.02%硼砂+0.05%～0.1%防腐劑1227+0.015%過(guò)硫酸銨參考配方:羥丙基瓜膠+氯化鉀+助排劑+氫氧化鈉+過(guò)硫酸銨+低溫活化劑粘度36.0mPa.s；pH=8.0；密度為1.014g/cm3；配伍好。線性膠壓裂液CO2與N2泡沫壓裂液特點(diǎn)：優(yōu)質(zhì)低損害壓裂液體系，具有黏度高、濾失低、清潔壓裂裂縫、對(duì)儲(chǔ)集層損害小、易返排等特點(diǎn)，特別適用于低壓、水敏性儲(chǔ)集層。凍膠壓裂液參考配方：0.35%羥丙基瓜膠*512、頁(yè)巖氣井壓裂液又叫做減阻水壓裂液。成分以水和支撐劑為主，總含量可達(dá)99%以上，其他添加劑（主要包括減阻劑、表面活性劑、黏土穩(wěn)定劑、阻垢劑和殺菌劑）的總含量在1%以下。造縫能力強(qiáng)、經(jīng)濟(jì)成本低；但也存在攜砂能力差，濾失大的缺點(diǎn)。為彌補(bǔ)滑溜水壓裂液體系的不足，出現(xiàn)了混合壓裂液（清水+交聯(lián)凝膠）纖維壓裂液（滑溜水+纖維）滑溜水壓裂液體系*512、頁(yè)巖氣井壓裂液又叫做減阻水壓裂液。成分以水和支撐劑*52生物基多糖降阻劑（瓜膠、黃原膠）：來(lái)源廣泛，但降阻效果一般，易造成儲(chǔ)層傷害表活劑降阻劑：用量大,存在配伍性問題合成聚合物類（聚丙烯酰胺類、聚氧化乙烯類）：成本較低、溶解速度快、降阻效果好，存在儲(chǔ)層傷害的問題降阻劑聚丙烯酰胺類降阻劑是目前主要的降阻劑類型，有粉劑和乳劑兩種劑型。粉劑產(chǎn)品成本低、便于運(yùn)輸,但一般溶解速度較慢；乳劑產(chǎn)品擁有溶解速度快、便于現(xiàn)場(chǎng)混配等優(yōu)點(diǎn)，但成本略高，合成工藝較復(fù)雜?，F(xiàn)場(chǎng)使用的降阻劑多為乳劑產(chǎn)品。聚合物類降阻劑降阻機(jī)理：抑制了漩渦的產(chǎn)生、發(fā)展與擾動(dòng),同時(shí)由大分子線團(tuán)回彈從附近漩渦中吸收能量使漩渦進(jìn)一步壓縮,使流體內(nèi)部的湍流阻力下降。*52生物基多糖降阻劑（瓜膠、黃原膠）：來(lái)源廣泛，但降阻效果*53頁(yè)巖氣滑溜水壓裂液面臨的巨大挑戰(zhàn)：

大量返排液的處理*53頁(yè)巖氣滑溜水壓裂液面臨的巨大挑戰(zhàn)：*54體量大、含量較高的金屬離子、有機(jī)質(zhì)和氯根等污染物，頁(yè)巖氣開發(fā)中產(chǎn)生的大量返排液已成為頁(yè)巖氣規(guī)模化開發(fā)的瓶頸問題之一。深井回注？市政污水處理后外排？現(xiàn)場(chǎng)處理后外排？回收再利用？少水甚至無(wú)水壓裂技術(shù)？治理對(duì)策*54體量大、含量較高的金屬離子、有機(jī)質(zhì)和氯根等污*55壓裂液交聯(lián)比優(yōu)化超高溫壓裂液基液粘度實(shí)驗(yàn)凍膠粘度-溫度、粘度-剪切實(shí)驗(yàn)壓裂液配方優(yōu)化超高溫增稠劑（高溫醚化瓜膠）超高溫交聯(lián)劑（硼－鋯復(fù)合物）超高溫防膨劑（小陽(yáng)離子聚合物）超高溫助排劑（GEMINI表活劑）專利號(hào)專利所屬國(guó)時(shí)間體系類型最高使用溫度，℃CN1524920中國(guó)2003羥丙基瓜膠-有機(jī)硼158CN1613957中國(guó)2005羥丙基瓜膠-復(fù)合過(guò)渡金屬170US5658861美國(guó)1997羧甲基羥丙基瓜膠-三乙醇胺鋯177US6227295美國(guó)2001羧甲基羥丙基瓜膠-多元醇鋯90-177WO2008082504美國(guó)2008羧甲基羥丙基瓜膠-有機(jī)二胺鋯121-177目前國(guó)內(nèi)外高溫壓裂液專利情況研發(fā)4種核心組分超高溫壓裂液體系壓裂液耐溫可達(dá)200℃目前國(guó)內(nèi)外超高溫壓裂液3、超高溫儲(chǔ)層壓裂液*55壓裂液交聯(lián)比優(yōu)化壓裂液配方優(yōu)化超高溫增稠劑（高溫醚3、超高溫儲(chǔ)層壓裂液3、超高溫儲(chǔ)層壓裂液*57溫度低：破膠難壓力系數(shù)低：返排難多數(shù)儲(chǔ)層：滲透率低4、低溫淺層壓裂液？自生熱生氣類泡沫壓裂液*57溫度低：破膠難4、低溫淺層壓裂液？自生熱生氣類泡沫壓裂*58低傷害起泡助排壓裂液主要特點(diǎn)：起泡性好，易返排該壓裂液破膠液具有很好的起泡能力，攜帶殘?jiān)皻埬z，降低返排液柱壓力，降濾失。4、低溫淺層壓裂液*58低傷害起泡助排壓裂液主要特點(diǎn)：起泡性好，易返排4、低溫*59良好的攜砂性能與破膠的結(jié)合成膠效果懸砂效果低傷害起泡助排壓裂液主要特點(diǎn)：交聯(lián)好、懸砂能力強(qiáng)4、低溫淺層壓裂液*59良好的攜砂性能與破膠的結(jié)合成膠效果懸砂效果低傷害起泡助*60低傷害起泡助排壓裂液主要特點(diǎn)：破膠徹底、低傷害超級(jí)瓜膠殘?jiān)胀ü夏z殘?jiān)颇z后：殘?jiān)?60mg/L，接近粘彈性表面活性劑壓裂液100mg/L，遠(yuǎn)低于水基通用標(biāo)準(zhǔn)600mg/L。4、低溫淺層壓裂液*60低傷害起泡助排壓裂液主要特點(diǎn)：破膠徹底、低傷害超級(jí)瓜膠5堿敏儲(chǔ)層的低壓裂液粘度（mPa.s)室溫70℃pH=8地層水中1%KCl溶液中27369240225pH7稠化時(shí)間60s破膠時(shí)間30s破膠液粘度（mPa.s)1.52%KDH-351溶液0.9%助劑粘彈性好5堿敏儲(chǔ)層的低壓裂液粘度（mPa.s)室溫70℃pH=8地耐溫抗剪切性（70℃）室溫(26℃）支撐劑沉降速度0.0078m/min60℃下支撐劑沉降速度0.221m/min在牛心坨油層原油中完全破膠，破膠液粘度1mPa.s,殘?jiān)?mg/L,低傷害壓裂液胍膠壓裂液0.0078m/min0.0083m/min破膠液巖心流動(dòng)實(shí)驗(yàn)傷害率為9.43%室溫下沉降速度實(shí)驗(yàn)（與胍膠對(duì)比（26℃）5堿敏儲(chǔ)層的低壓裂液耐溫抗剪切性（70℃）室溫(26℃）支撐劑沉降速度60℃下支*63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第二節(jié)支撐劑*63支撐劑性質(zhì)及種類第二節(jié)支撐劑*64（一）支撐劑性質(zhì)及種類基本概念支撐劑特性要求支撐劑種類*64（一）支撐劑性質(zhì)及種類基本概念*65閉合壓力定義:停泵后作用在裂縫壁面上欲使之閉合的力為閉合壓力。計(jì)算:（１）ＰＣ＝αＦＨ－ＰＳ（２）ＰＣ＝ＰＩ＋ＰＨ－ＰＳ基本概念*65閉合壓力基本概念*66支撐劑顆粒大小支撐劑顆粒大小一般用篩析法確定，并且大多使用美國(guó)材料試驗(yàn)協(xié)會(huì)即ＡＳＴＭ標(biāo)準(zhǔn)。篩析法的篩孔表示方法通常有兩種：一種是以每英寸長(zhǎng)的孔數(shù)來(lái)表示，稱之為目或號(hào)；另一種則是用毫米直接表示篩孔孔眼的大小。*66支撐劑顆粒大小篩析法的篩孔表示方法通常有兩種：一種是以*67*67*68*68*69支撐劑種類

現(xiàn)有的支撐劑按其力學(xué)性質(zhì)例如強(qiáng)度和硬度可分為兩大類：一類是脆性支撐劑，如石英砂、玻璃珠等，其特點(diǎn)是硬度大，變形很小；另一類是韌性支撐劑，如核桃殼、鋁球等，其特點(diǎn)是變形大，在高壓下不易破碎。*69支撐劑種類現(xiàn)有的支撐劑按其力學(xué)性質(zhì)例如*70支撐劑種類石英砂（砂子）核桃殼鋁球玻璃珠陶粒塑料包層支撐劑*70支撐劑種類石英砂（砂子）*71石英砂（砂子）石英砂貨源廣、價(jià)格便宜部分壓裂井使用石英砂做支撐劑基本滿足要求，具有一定的成功率；對(duì)于圓度較好的石英砂，在高閉合壓力下仍能提供一定的或較高的滲透能力。石英砂的最大弱點(diǎn)是強(qiáng)度低砂子在篩選不好或清洗不好，含粉砂雜質(zhì)時(shí)，導(dǎo)流能力都要明顯降低*71石英砂（砂子）石英砂貨源廣、價(jià)格便宜*72核桃殼與砂子相比，它具有一定的韌性，在壓力的作用下，承壓面積可以稍許增加，因此不致象砂子一樣在閉合壓力和上覆巖石重力的作用下產(chǎn)生顯著破碎，特別是用于松軟地層效果較好。但其貨源受到很大限制*72核桃殼與砂子相比，它具有一定的韌性，在壓力的作用下，承*73鋁球鋁球與核桃殼具有相同的優(yōu)點(diǎn)但這種金屬支撐劑在高溫鹽水（地層水）中極易腐蝕密度大，不利輸送，價(jià)格昂貴*73鋁球鋁球與核桃殼具有相同的優(yōu)點(diǎn)*74玻璃珠具有較高強(qiáng)度致命的弱點(diǎn)：玻璃珠在表面上一旦有外傷或劃痕及擦痕時(shí)，其強(qiáng)度會(huì)大大降低在高溫地層水中，玻璃珠的強(qiáng)度也要大大降低。有時(shí)用作“尾砂”以提高井底附近的導(dǎo)流能力。在控制縫高壓裂工藝技術(shù)中，常用空心玻璃微珠作為上浮劑在裂縫上部形成人工遮擋層。*74玻璃珠具有較高強(qiáng)度*75陶粒主要化學(xué)成分有Ａｌ２Ｏ、ＳｉＯ２、Ｆｅ２Ｏ３以及ＴｉＯ２等陶粒的強(qiáng)度很高在承受高閉合壓力和上覆巖石重力的作用時(shí)，陶粒的細(xì)粒結(jié)構(gòu)可使顆粒變形而不致破碎，甚至在高溫鹽水的浸泡下也可以抵抗壓碎破壞。*75陶粒主要化學(xué)成分有Ａｌ２Ｏ、ＳｉＯ２、Ｆｅ２Ｏ３以一預(yù)固化樹脂包層砂（RCP)1制作方法：采用特殊工藝將改性苯酚甲醛樹脂包裹到石英砂的表面上，并經(jīng)熱固處理制成。

2特點(diǎn)：密度比石英砂略輕（顆粒密度一般為2.55）

比天然石英砂抗壓強(qiáng)度高、導(dǎo)流能力好(閉合壓力分布在較大的樹脂層的面積上，承壓能力提高；壓碎了包層內(nèi)的砂子，仍可裹在樹脂層內(nèi)，使裂縫保持有較高導(dǎo)流能力）

0.45-0.90mm預(yù)固化樹脂包層砂與石英砂物理性能比較表新型支撐劑一預(yù)固化樹脂包層砂（RCP)0.45-0.90mm預(yù)固化樹對(duì)比分析結(jié)果表明：石英砂在閉合壓力超過(guò)28MPa后破碎率大于4％，閉合壓力增加到41MPa時(shí)滲透率僅70D，而預(yù)固化樹脂包層砂在28MPa閉合壓力下破碎率小于0.1％，41MPa時(shí)滲透率仍達(dá)150D，可見預(yù)固化樹脂包層砂性能有了大幅提高。3局限：隨著閉合壓力增高，破碎率增大，樹脂膜的彈性變形、顆粒的壓碎和重新排列，都會(huì)使裂縫寬度趨于變窄，對(duì)支撐裂縫的孔隙度和滲透率仍有一定影響，因而閉合壓力超過(guò)一定值后不能滿足設(shè)計(jì)要求，應(yīng)用受到限制。對(duì)比分析結(jié)果表明：石英砂在閉合壓力超過(guò)28MPa后破碎率大二纖維防砂技術(shù)1工作原理：

把具有一定柔韌性的纖維物質(zhì)混在攜砂液中同時(shí)注人地層，在人工裂縫中形成復(fù)合性支撐劑，支撐劑是基體，纖維是增強(qiáng)相。2纖維穩(wěn)固支撐劑填充層的作用機(jī)理：（1）每根纖維與若干支撐劑顆粒相互接觸，通過(guò)接觸壓力和摩擦力相互作用；（2）纖維與支撐劑間的相互作用形成空間網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)而增強(qiáng)支撐劑的內(nèi)聚力，從而將支撐劑穩(wěn)定在原始位置，而流體可以自由通過(guò)，達(dá)到預(yù)防支撐劑回流的目的。二纖維防砂技術(shù)3特點(diǎn)：

纖維防砂技術(shù)在適用范圍、成本、技術(shù)指標(biāo)、施工工藝等方面均優(yōu)于樹脂涂層技術(shù)；其化學(xué)穩(wěn)定性、耐熱和耐老化性較好；對(duì)裂縫導(dǎo)流能力影響較小且不需關(guān)井，允許初始高速返排；無(wú)需固化反應(yīng)，施工工藝易控制，返排工藝可設(shè)計(jì)性好。

增加纖維長(zhǎng)度可增加支撐劑填充層的穩(wěn)定性，但有一定限度，不能用于HF酸環(huán)境。3特點(diǎn)：三熱塑膜支撐劑1工作原理：在低溫下（低于1500C）熱塑性薄膜（TFS）提供了一種與砂礫相互作用的柔軟表面，盡管結(jié)合力的強(qiáng)度要比樹脂包砂（RCP）提供的小，但有較高的摩阻表面，可減緩支撐劑在生產(chǎn)管線內(nèi)的滾動(dòng)；高溫下，TFS通過(guò)粘結(jié)、收縮作用固定支撐劑。隨著溫度的升高，薄膜的表面變粘稠，它就會(huì)把支撐劑黏附在表面形成小的支撐劑團(tuán)。如果溫度進(jìn)一步提高，薄膜會(huì)發(fā)生收縮形成更緊密和更牢固的固結(jié)團(tuán)。這些固結(jié)團(tuán)比單個(gè)支撐劑微粒曲線度高，更利于橋連在一起形成較大的空間，減少了破膠液在支撐劑層中回流時(shí)的流動(dòng)阻力，從而有利于支撐劑的回流。三熱塑膜支撐劑2熱塑性薄膜片的優(yōu)勢(shì)在于：（1）與壓裂液包括破膠劑和交聯(lián)劑是配伍的，不與其它添加劑發(fā)生反應(yīng)，不影響壓裂縫膠的化學(xué)性質(zhì)；（2）在油、水、酸液中十分穩(wěn)定。熱塑料材料經(jīng)濟(jì)實(shí)用，這意味著在整個(gè)壓裂過(guò)程中都可使用。2熱塑性薄膜片的優(yōu)勢(shì)在于：四表面改良支撐劑(surfacemodificationagent，SMA)1工作原理：(SPE63010)SMA是一種新型材料，在壓裂施工中作為一種液體添加劑加入水基壓裂液中。此添加劑可瞬間用一層薄的、膠粘的非硬化性外殼將支撐劑包住，這可以極大地提高顆粒內(nèi)摩擦力并提高裂縫導(dǎo)流能力。未經(jīng)處理和經(jīng)過(guò)處理后的支撐劑其液體與支撐劑產(chǎn)量的對(duì)比圖四表面改良支撐劑(surfacemodification2SMA特點(diǎn)優(yōu)點(diǎn):(1)增加了裂縫導(dǎo)流能力并縮短了關(guān)井時(shí)間;(2)SMA可使支撐劑表面產(chǎn)生粘性，因而能減少微粒的運(yùn)移，降低微粒堵塞孔隙喉道的可能；(3)能極大提高可對(duì)充填層造成運(yùn)移和沖蝕的臨界流速，可很好地防止回流的發(fā)生。(4)SMA活性材料是一種水溶性溶劑聚合物，由可回收資源制造，幾乎對(duì)人體或環(huán)境無(wú)危害；且很穩(wěn)定，在一般井液中很少溶解。缺點(diǎn)：不確定在哪個(gè)流量段不會(huì)產(chǎn)生支撐劑回流，而未加控制的支撐劑回流會(huì)增加完井費(fèi)用并減小施工效率。2SMA特點(diǎn)五

可變形支撐劑（DIP）1特點(diǎn)：DIP是近幾年被用來(lái)控制支撐劑回流的新型防砂技術(shù)。這些可變形的支撐劑是由樹脂和惰性填充物包裹在一起而形成的，它們具有相似的形狀和網(wǎng)格分布。這些微粒被泵送到井底后，在一定地應(yīng)力下是可以變形的（圖3）。

這種支撐劑適用于閉合壓力為5～5OMPa和溫度小于185℃的地層條件，其用量一般是支撐劑總量的1O％～15％。圖3變形支撐劑受力前、后的形狀圖五可變形支撐劑（DIP）圖3變形支撐劑受力前、后的形狀

2工作原理：（1）

當(dāng)DIP均勻地與普通壓裂用支撐劑混合后，在一定閉合壓力下，由于變形在這種支撐劑的表面會(huì)形成一些小的窩或凹陷處，這些窩或凹陷處有助于穩(wěn)定和鎖住周圍的支撐劑。這種綜合效應(yīng)將增強(qiáng)整個(gè)支撐劑填充層抗流動(dòng)和壓力的能力。（2）這種支撐劑的內(nèi)核具有較好的柔韌性并具有較大的外涂層，所以具有較好的抗腐蝕能力，并且在混和、泵送的過(guò)程中和在較高的地應(yīng)力下不易被破壞。DIP的使用能較好地防止壓后排液和生產(chǎn)階段支撐劑的回流。2工作原理：六超低密度支撐劑（ULW)(SPE84308)特點(diǎn)：超低密度支撐劑是可變形顆粒研究的自然延伸。主要包括兩類：多孔陶粒樹脂涂層（ULW-1.75）和樹脂浸透并涂層的化學(xué)改性胡桃殼（ULW-1.25）超低密度支撐劑無(wú)論在體積密度、比重、顆粒強(qiáng)度分析、顆粒沉降、導(dǎo)流能力、流動(dòng)實(shí)驗(yàn)方面都有其它支撐劑無(wú)可比擬的優(yōu)點(diǎn)。體積密度（g/cc）比重與同質(zhì)量渥太華砂體積比ULW-1.250.881.252.1:1ULW-1.751.051.11.5:1六超低密度支撐劑（ULW)(SPE84308)特點(diǎn)：*87七斯倫貝謝柱狀支撐劑S810*87七斯倫貝謝柱狀支撐劑S810*88*88*89（二）裂縫導(dǎo)流能力及其影響因素裂縫導(dǎo)流能力定義：裂縫導(dǎo)流能力是指裂縫傳導(dǎo)（輸送）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Ｗｆ之積。即填砂裂縫導(dǎo)流能力（ＫＷ）ｆ或ＦＲＣＤ＝ＫｆＷｆ*89（二）裂縫導(dǎo)流能力及其影響因素裂縫導(dǎo)流能力定義：*90裂縫導(dǎo)流能力的影響因素地層的閉合壓力地層巖石硬度支撐劑性質(zhì)支撐劑在裂縫中分布其它*90裂縫導(dǎo)流能力的影響因素地層的閉合壓力*91支撐劑在裂縫中分布支撐劑在裂縫中的分布主要指排列層數(shù)和填砂濃度。支撐劑排列層數(shù)越多，顆粒的受力面積越大，有利于降低破碎率，并且層數(shù)越多，一方面因?yàn)椤帮柼钌啊?，一方面因?yàn)闇p少了顆粒的嵌入而增加了支撐縫寬，所以多層排列的填砂方式能獲得較高的裂縫導(dǎo)流能力。*91支撐劑在裂縫中分布支撐劑在裂縫中的分布主要指排列層數(shù)和*92其它因素地層環(huán)境條件如地層鹽水的存在以及鹽水的成分和含量流動(dòng)條件如縫中流動(dòng)是達(dá)西滲流還是非達(dá)西滲流壓裂液殘?jiān)膫Φ鹊?92其它因素地層環(huán)境條件如地層鹽水的存在以及鹽水的成分和含*93（三）支撐劑的選擇支撐劑強(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）*93（三）支撐劑的選擇支撐劑強(qiáng)度油氣增產(chǎn)理論與技術(shù)油氣增產(chǎn)理論與技術(shù)*95（一）壓裂液及其性能要求（二）壓裂液對(duì)儲(chǔ)層的傷害及保護(hù)（三）幾種特殊條件下的壓裂液體系第一節(jié)壓裂液*2（一）壓裂液及其性能要求第一節(jié)壓裂液*96（一）壓裂液及其性能要求壓裂液組成壓裂液性能要求壓裂液類型壓裂液添加劑*3（一）壓裂液及其性能要求壓裂液組成*971、壓裂液組成(按功能分)（清孔液）（預(yù)前置液）前置液攜砂液頂替液*41、壓裂液組成(按功能分)（清孔液）*982壓裂液性能要求濾失低攜砂能力強(qiáng)摩阻低、比重大穩(wěn)定性好配伍性好殘?jiān)僖子诜蹬咆浽磸V、價(jià)格便宜、便于配制*52壓裂液性能要求濾失低*99性能表證內(nèi)容及指標(biāo)（以水基凍膠壓裂液為例）粘度性能：未交聯(lián)液的粘度、交聯(lián)后的耐溫抗剪切性、流變指數(shù)濾失性能：初濾失、造壁系數(shù)、濾失速度破膠性能：破膠時(shí)間、破膠液粘度、殘?jiān)恐判阅埽簽V液及破膠液的表面張力、界面張力和接觸角配伍性能：破乳率（流體配伍）、防膨率（巖石配伍）巖心傷害率：滲透率遞減百分?jǐn)?shù)SY/T5107-2005水基壓裂液性能評(píng)價(jià)方法*6性能表證內(nèi)容及指標(biāo)（以水基凍膠壓裂液為例）SY/T51*1003、壓裂液類型水基壓裂液油基壓裂液乳化壓裂液泡沫壓裂液酸基壓裂液液態(tài)CO2壓裂液醇基壓裂液*73、壓裂液類型水基壓裂液*101水基壓裂液發(fā)展水稠化水水基凍膠水基凍膠壓裂液組成水＋添加劑＋成膠劑（增稠劑）成膠液水＋添加劑＋交聯(lián)劑交聯(lián)液成膠液＋交聯(lián)液水基凍膠*8水基壓裂液發(fā)展*102水基壓裂液水基壓裂液種類（據(jù)稠化劑種類分）植物膠及衍生物瓜（爾）膠（guar）、田菁膠（sesbaniagum）、魔芋、槐豆、皂仁纖維素及衍生物羧甲基纖維素（CMC）、羥乙基纖維素（HEC）、羧甲基羥乙基纖維素(CMHEC)工業(yè)合成聚合物聚丙烯酰胺(PAM)、部分水解聚丙烯酰胺(PHPAM)綜合類CMHPG……*9水基壓裂液水基壓裂液種類（據(jù)稠化劑種類分）*103油基壓裂液適應(yīng):水敏性地層有些氣層發(fā)展:礦場(chǎng)原油稠化油凍膠油*10油基壓裂液適應(yīng):*104乳化壓裂液油相<50%，壓裂液粘度太低>80%，不穩(wěn)定或粘度太高*11乳化壓裂液油相<50%，壓裂液粘度太低*105乳化壓裂液之特點(diǎn)外相為水凍膠摩阻低粘度高熱穩(wěn)定性好懸砂能力特別強(qiáng)濾失低，壓裂液效率高傷害小在某些地返排困難在大多數(shù)情況下，易返排*12乳化壓裂液之特點(diǎn)外相為水凍膠*106泡沫壓裂液適用:K<1mD，粘土含量高的砂巖氣藏低壓、低滲淺油氣層壓裂

液相+氣相+添加劑泡沫液液相:清水、鹽水、凍膠水、原油或成品油、酸液氣相氮?dú)?、二氧化碳、空氣、天然氣?13泡沫壓裂液適用:*107泡沫質(zhì)量：泡沫質(zhì)量＝泡沫中氣體體積/泡沫總體積特點(diǎn):在壓裂時(shí)的井底壓力和溫度下，泡沫質(zhì)量一般為６０％～８５％隨著泡沫質(zhì)量的增加，泡沫壓裂液的粘度增加、摩阻增大、濾失減少、壓裂液效率增加濾失少（氣體本身就是降濾劑）排液較徹底，對(duì)地層傷害小懸砂能力特別強(qiáng)，砂比可高達(dá)７０％*14泡沫質(zhì)量：*108酸基壓裂液適用:碳酸鹽儲(chǔ)層種類:常規(guī)酸稠化酸凍膠酸乳化酸*15酸基壓裂液適用:*109液態(tài)CO2壓裂液在淺井可以不加膠聯(lián)劑和破膠劑直接攜砂；液態(tài)二氧化碳在地層中受熱后迅速氣化,因此不存在水敏、水鎖及殘留物傷害，最適合于低壓致密砂巖。液態(tài)二氧化碳攜砂濃度較低,砂粒徑較小;價(jià)格及運(yùn)費(fèi)高,施工需用專用壓裂設(shè)備,施工技術(shù)復(fù)雜。*16液態(tài)CO2壓裂液在淺井可以不加膠聯(lián)劑和破膠劑直接攜砂；*110醇基壓裂液甲醇?jí)毫岩阂掖級(jí)毫岩?17醇基壓裂液甲醇?jí)毫岩?111醇基壓裂液之甲醇?jí)毫岩簩?duì)砂巖儲(chǔ)層無(wú)水敏、水鎖傷害；易返排低表面張力的流體(20℃時(shí)22.50mN/m)，僅為水(72.8mN/m)的二分之一，返排時(shí)毛竹阻力低，另外甲醇沸點(diǎn)650C,部份甲醇可溶于天然氣中，更使得甲醇?jí)毫岩嚎焖倥乓?。密度低費(fèi)用比二氧化碳泡沫壓裂低甲醇?jí)毫巡恍枋褂谜惩练€(wěn)定劑助排劑、不用(或少用)液氮即可節(jié)約部分投資，還可避免因這些附加劑使用不當(dāng)引起的意外傷害。甲醇價(jià)格較貴;有劇毒、易揮發(fā)、易燃，施工時(shí)安全和環(huán)保要求高稠化劑中的大分子集團(tuán)和壓裂液殘?jiān)鼘?duì)儲(chǔ)層有一定傷害。*18醇基壓裂液之甲醇?jí)毫岩簩?duì)砂巖儲(chǔ)層無(wú)水敏、水鎖傷害；*112具有甲醇?jí)毫岩旱乃袃?yōu)點(diǎn)，而目乙醇無(wú)毒。乙醇價(jià)格比甲醇更貴;乙醇易燃，易揮發(fā)；稠化劑中的大分子集團(tuán)和壓裂液殘?jiān)鼘?duì)儲(chǔ)層有一定傷害。醇基壓裂液之乙醇?jí)毫岩?19具有甲醇?jí)毫岩旱乃袃?yōu)點(diǎn)，而目乙醇無(wú)毒。醇基壓裂液之乙*113VES壓裂液原理：表面活性劑分子締合為膠束結(jié)構(gòu)。當(dāng)水相鹽度適當(dāng)時(shí)，膠束呈桿狀。如果水相鹽度足夠（通常體積濃度大于1％）且表面活性劑濃度大于臨界膠束濃度時(shí)，膠束開始締合成網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，使液體具有粘性和彈性。當(dāng)與油、氣接觸或被地層水沖洗，膠束破壞成小降低粘度。不需要破膠劑流體就很容易被返排至地面。

*20VES壓裂液*114VES壓裂液特點(diǎn)：四項(xiàng)優(yōu)點(diǎn)：不含聚合物，避免了聚合物堵塞滯留帶來(lái)的地層傷害。VES流體不能形成濾餅，濾失量由粘度控制，液體工作效率高。減少不必要的縫高發(fā)育。因裂縫中無(wú)固相，所以用相當(dāng)少的液量和支撐劑就可實(shí)現(xiàn)更有效的縫長(zhǎng)和更高的產(chǎn)能。液體配制簡(jiǎn)單方便，現(xiàn)場(chǎng)不需要過(guò)多的設(shè)備。三點(diǎn)不足。價(jià)格昂貴，一般是常規(guī)壓裂液的5倍。熱穩(wěn)定性欠佳。容易引起潤(rùn)濕翻轉(zhuǎn)*21VES壓裂液*1154、壓裂液添加劑降濾劑防膨劑殺菌劑表面活性劑ｐＨ值調(diào)節(jié)劑穩(wěn)定劑破膠劑*224、壓裂液添加劑降濾劑*116（二）壓裂液對(duì)儲(chǔ)層的傷害及保護(hù)按壓裂液作用位置分：地層基質(zhì)傷害支撐裂縫傷害按流體性質(zhì)分：液體傷害固體傷害壓裂液濾餅和濃縮膠*23（二）壓裂液對(duì)儲(chǔ)層的傷害及保護(hù)按壓裂液作用位置分：*117壓裂液對(duì)儲(chǔ)層的傷害壓裂液在地層中滯留產(chǎn)生液堵地層粘土礦物水化膨脹和分散運(yùn)移產(chǎn)生的傷害壓裂液與原油乳化造成的地層傷害潤(rùn)濕性發(fā)生反轉(zhuǎn)造成的傷害壓裂液殘?jiān)鼘?duì)地層造成的損害壓裂液對(duì)地層的冷卻效應(yīng)造成地層傷害壓裂液濾餅和濃縮對(duì)地層的傷害*24壓裂液對(duì)儲(chǔ)層的傷害壓裂液在地層中滯留產(chǎn)生液堵*118壓裂液在地層中滯留產(chǎn)生液堵在壓裂施工中，壓裂液沿縫壁滲濾入地層，改變了地層中原始含油飽和度，使水的飽度度增加，并產(chǎn)生兩相流動(dòng)，流動(dòng)阻力加大。毛管力的作用致使壓裂后返排困難和流體流動(dòng)阻力增加。如果地層壓力不能克服升高的毛細(xì)管力，水被束縛在地層中，則出現(xiàn)嚴(yán)重和持久的水鎖。*25壓裂液在地層中滯留產(chǎn)生液堵在壓裂施工中，壓裂*119針對(duì)壓裂液滯留的儲(chǔ)層保護(hù)措施降低壓裂流體的表面張力注入ＣＯ２或Ｎ２幫助排液改善壓裂液破膠性能減少壓裂液在地層中流動(dòng)的粘滯阻力，加快壓裂液在地層中破膠強(qiáng)制排液，減少壓裂液在地層的滯留時(shí)間*26針對(duì)壓裂液滯留的儲(chǔ)層保護(hù)措施降低壓裂流體的表面張力*120地層粘土礦物水化膨脹和分散運(yùn)移產(chǎn)生的傷害粘土礦物與水為基液的壓裂液接觸，立即產(chǎn)生膨脹，使流動(dòng)孔隙減小。松散粘附于孔道壁面的粘土顆粒與壓裂液接觸時(shí)分散、剝落，隨壓裂液濾入地層或沿裂縫運(yùn)動(dòng)，在孔喉處被卡住，形成橋堵，降低滲透率，從而引起傷害。*27地層粘土礦物水化膨脹和分散運(yùn)移產(chǎn)生的傷害*121針對(duì)粘土礦物膨脹和運(yùn)移的儲(chǔ)層保護(hù)措施在壓裂液中添加粘土穩(wěn)定劑，利用高分子材料的長(zhǎng)鏈對(duì)粘土顆粒表面的“包被”作用，阻止水分子進(jìn)入采用油基壓裂液*28針對(duì)粘土礦物膨脹和運(yùn)移的儲(chǔ)層保護(hù)措施在壓裂液中添加粘土*122壓裂液與原油乳化造成的地層傷害用水基壓裂液壓裂時(shí)，壓裂液與地層原油由于油水兩相互不相溶，原油中有天然乳化劑如膠質(zhì)、瀝青和蠟等，壓裂時(shí)壓裂液的流動(dòng)具有攪拌作用，因而當(dāng)油水在地層孔隙中流動(dòng)時(shí)就形成了油水乳化液。原油中的天然乳化劑附著在水滴上形成保護(hù)膜，使乳化液具有較高的穩(wěn)定性。*29壓裂液與原油乳化造成的地層傷害用水基壓*123針對(duì)原油乳化的儲(chǔ)層保護(hù)措施慎用表面活性劑使用優(yōu)質(zhì)壓裂液，徹底破膠，減少壓裂液殘?jiān)?，降低破膠液粘度以及防止地層“微?！鄙?，消除油水界面穩(wěn)定因素在壓裂液中使用優(yōu)質(zhì)破乳劑，消除壓裂液進(jìn)入地層后潛在的乳化堵塞*30針對(duì)原油乳化的儲(chǔ)層保護(hù)措施慎用表面活性劑*124潤(rùn)濕性發(fā)生反轉(zhuǎn)造成的傷害

潤(rùn)濕性是指巖石表面具有被一層液膜選擇性覆蓋的能力。對(duì)于砂巖油藏，巖石表面一般為親水性，即優(yōu)先被水潤(rùn)濕。如果由于表面活性劑使用不當(dāng)，使?jié)櫇裥园l(fā)生反轉(zhuǎn)，即將親水性轉(zhuǎn)為親油性，則油相滲透率將大大降低。正常是水濕的地層變成油濕后，一般會(huì)降低油相滲透率４０％。*31潤(rùn)濕性發(fā)生反轉(zhuǎn)造成的傷害潤(rùn)濕性是指巖石表*125壓裂液殘?jiān)鼘?duì)地層造成的損害殘?jiān)鼘?duì)壓裂效果的影響存在雙重性，一是殘?jiān)趲r石表面形成濾餅，可降低壓裂液的濾失，并且阻止大顆粒繼續(xù)流入地層內(nèi)。壓裂結(jié)束后，這些殘?jiān)盗鞫氯钌傲芽p，降低裂縫導(dǎo)流能力；另一方面較小顆粒殘?jiān)?，穿過(guò)濾餅隨壓裂液一道進(jìn)入地層深部，堵塞孔隙喉道增強(qiáng)乳化液的界面膜厚度，難于破乳，降低地層和裂縫滲透率。*32壓裂液殘?jiān)鼘?duì)地層造成的損害殘?jiān)鼘?duì)壓裂效果的*126針對(duì)壓裂液殘?jiān)膬?chǔ)層保護(hù)措施加強(qiáng)現(xiàn)場(chǎng)質(zhì)量控制選用低水不溶物成膠劑和易降解破膠的交鏈劑優(yōu)選破膠體系，實(shí)現(xiàn)壓裂液徹底破膠、水化*33針對(duì)壓裂液殘?jiān)膬?chǔ)層保護(hù)措施加強(qiáng)現(xiàn)場(chǎng)質(zhì)量控制*127壓裂液對(duì)地層的冷卻效應(yīng)造成地層傷害

冷的壓裂液進(jìn)入地層，會(huì)使地層溫度降低，從而使原油中的蠟及瀝青等析出，造成地層傷害。此種傷害取決于地層原油的性質(zhì)、地層原始溫度、地層降溫幅度及地層滲透率等因素。原油含蠟量高，降溫幅度大，地層滲透率低和地層原始溫度低的油層，“冷卻效應(yīng)”引起的地層傷害就大。*34壓裂液對(duì)地層的冷卻效應(yīng)造成地層傷害冷的壓*128壓裂液濾餅和濃縮對(duì)地層的傷害

在生產(chǎn)過(guò)程中濾餅阻礙地層流體向裂縫的流動(dòng)，并且由于裂縫閉合，支撐劑嵌入，濾餅占據(jù)了部分以至整個(gè)支撐劑顆粒之間的孔隙，導(dǎo)致裂縫導(dǎo)流能力大大降低。壓裂施工和裂縫閉合過(guò)程的壓裂液濾失要導(dǎo)致交聯(lián)聚合物在裂縫中的濃度升高即濃縮。對(duì)高度濃縮的壓裂液，常規(guī)破膠劑用量不可能實(shí)現(xiàn)破膠降解，將會(huì)形成大量殘膠，嚴(yán)重影響裂縫導(dǎo)流能力。*35壓裂液濾餅和濃縮對(duì)地層的傷害在生產(chǎn)過(guò)*129針對(duì)壓裂液濾餅和濃縮的儲(chǔ)層保護(hù)提高破膠劑用量膠囊破膠劑的研制與開發(fā)壓裂施工結(jié)束后以小排量擠入濾餅溶解劑*36針對(duì)壓裂液濾餅和濃縮的儲(chǔ)層保護(hù)提高破膠劑用量*130（三）幾種特殊條件下的壓裂液體系1、煤層氣井壓裂液2、頁(yè)巖氣井壓裂液3、超高溫儲(chǔ)層壓裂液4、低溫淺層壓裂液5、堿敏儲(chǔ)層壓裂液*37（三）幾種特殊條件下的壓裂液體系1、煤層氣井壓裂液*1311、煤層氣井壓裂液產(chǎn)量低——低成本戰(zhàn)略割理系統(tǒng)發(fā)育——降濾失煤層氣為吸附氣——助解吸*381、煤層氣井壓裂液產(chǎn)量低——低成本戰(zhàn)略*1321、煤層氣井壓裂液活性水壓裂液清潔壓裂液凍膠壓裂液線性膠壓裂液泡沫壓裂液*391、煤層氣井壓裂液活性水壓裂液活性水壓裂液

參考配方：潔凈水+氯化鉀2％+助排劑（DL-10）0.2％特點(diǎn)：其施工排量大，用液量大，摩阻大，濾失量大，加砂量相對(duì)較少，有時(shí)產(chǎn)生砂堵，但對(duì)煤層的污染較小。活性水壓裂液參考配方：潔凈水+氯化鉀2％+助排活性水、線性膠、凍膠破膠液對(duì)填煤粉模型滲透率傷害測(cè)試過(guò)程滲透率隨時(shí)間的變化，示于圖1(a)～(f)。表1列出測(cè)試各階段的滲透率值和傷害率?；钚运⒕€性膠、凍膠破膠液對(duì)填煤粉模型滲透率傷害測(cè)試過(guò)程滲油氣增產(chǎn)理論與技術(shù)課件油氣增產(chǎn)理論與技術(shù)課件清潔壓裂液清潔壓裂液自1997年首次被斯倫貝謝公司研制成功，又稱粘彈性表面活性劑壓裂液VES（viscoelasticsurfactant）應(yīng)用實(shí)例：中聯(lián)煤層氣有限責(zé)任公司在陜西省韓城地區(qū)選用清潔壓裂液對(duì)煤層進(jìn)行了壓裂試驗(yàn)，共壓裂3口井、8層煤層，施工成功率100％，并取得了良好的壓裂效果，壓完后的火把高度2～4m，平均砂比均在30％以上，最高單層加砂68m3，壓后放噴液顯示完全破膠(未添加任何破膠劑)，放噴初期黏度一般低于10mPa·s，放噴4h后黏度均低于5mPa·s。清潔壓裂液清潔壓裂液自1997年首次被斯倫貝謝油氣增產(chǎn)理論與技術(shù)課件清潔壓裂液的中表面活性劑(VES)、膠束促進(jìn)劑(SYN)、鹽(KC1)這3種成分的濃度對(duì)清潔壓裂液的粘度相互制約，影響很大，配方優(yōu)選實(shí)驗(yàn)結(jié)果見圖2。

優(yōu)選配方：0.8%VES+0.2%SYN+1.0%KC1。針對(duì)該配方，用RV-20流變儀在40℃、170S-1剪切60min，粘度大于等于27mPa·s，能完全滿足壓裂的要求。清潔壓裂液的中表面活性劑(VES)、膠束促進(jìn)劑(SYN)、鹽清潔壓裂液對(duì)煤層傷害性清潔壓裂液不產(chǎn)生濾餅，破膠后沒有固相殘?jiān)?，故?duì)煤層傷害是活性劑的吸附和粘土的膨脹上。各種壓裂液中的KC1成分能夠防止粘土遇水膨脹。清潔壓裂液中的表面活性劑VES也具有較好的粘土穩(wěn)定作用，室內(nèi)實(shí)驗(yàn)證明VES若與KC1復(fù)配使用，防膨效果更佳。

活性水最小，清潔壓裂液較小，線性膠較大，凍膠最大。傷害率比例大致為1：3：6：9?？梢娗鍧崏毫岩簩?duì)煤層的傷害程度較低。清潔壓裂液對(duì)煤層傷害性活性水最小，清潔壓裂液較小，清潔壓裂液的摩阻情況清潔壓裂液的摩阻僅為活性水摩阻的40％左右清潔壓裂液的摩阻情況清潔壓裂液的摩阻僅為活性水摩阻的40％現(xiàn)場(chǎng)清潔壓裂液的施工情況清潔壓裂液在現(xiàn)場(chǎng)施工時(shí)，表現(xiàn)出了良好的特性。施工排量能夠控制在3m3/min左右(活性水一般在7m3/min左右)，壓后測(cè)試顯示，縫高受到了較好地控制。攜砂時(shí)，顯示出了良好的攜砂能力，平均砂比均在30%以上(活性水壓裂一般為15%)，加砂結(jié)束前最高砂比超過(guò)55%。壓后放噴顯示，清潔壓裂液應(yīng)用于該地區(qū)不需要加入任何破膠劑就能夠徹底破膠水化。現(xiàn)場(chǎng)清潔壓裂液的施工情況凍膠壓裂液

參考配方：0.35%羥丙基瓜膠HPG+2.0%KCl+0.2%助排劑(DL-10)+0.01%NaOH+0.1%LBT-6+0.02%硼砂+0.05%～0.1%防腐劑1227+0.015%過(guò)硫酸銨參考配方:羥丙基瓜膠+氯化鉀+助排劑+氫氧化鈉+過(guò)硫酸銨+低溫活化劑粘度36.0mPa.s；pH=8.0；密度為1.014g/cm3；配伍好。線性膠壓裂液CO2與N2泡沫壓裂液特點(diǎn)：優(yōu)質(zhì)低損害壓裂液體系，具有黏度高、濾失低、清潔壓裂裂縫、對(duì)儲(chǔ)集層損害小、易返排等特點(diǎn)，特別適用于低壓、水敏性儲(chǔ)集層。凍膠壓裂液參考配方：0.35%羥丙基瓜膠*1442、頁(yè)巖氣井壓裂液又叫做減阻水壓裂液。成分以水和支撐劑為主，總含量可達(dá)99%以上，其他添加劑（主要包括減阻劑、表面活性劑、黏土穩(wěn)定劑、阻垢劑和殺菌劑）的總含量在1%以下。造縫能力強(qiáng)、經(jīng)濟(jì)成本低；但也存在攜砂能力差，濾失大的缺點(diǎn)。為彌補(bǔ)滑溜水壓裂液體系的不足，出現(xiàn)了混合壓裂液（清水+交聯(lián)凝膠）纖維壓裂液（滑溜水+纖維）滑溜水壓裂液體系*512、頁(yè)巖氣井壓裂液又叫做減阻水壓裂液。成分以水和支撐劑*145生物基多糖降阻劑（瓜膠、黃原膠）：來(lái)源廣泛，但降阻效果一般，易造成儲(chǔ)層傷害表活劑降阻劑：用量大,存在配伍性問題合成聚合物類（聚丙烯酰胺類、聚氧化乙烯類）：成本較低、溶解速度快、降阻效果好，存在儲(chǔ)層傷害的問題降阻劑聚丙烯酰胺類降阻劑是目前主要的降阻劑類型，有粉劑和乳劑兩種劑型。粉劑產(chǎn)品成本低、便于運(yùn)輸,但一般溶解速度較慢；乳劑產(chǎn)品擁有溶解速度快、便于現(xiàn)場(chǎng)混配等優(yōu)點(diǎn)，但成本略高，合成工藝較復(fù)雜?，F(xiàn)場(chǎng)使用的降阻劑多為乳劑產(chǎn)品。聚合物類降阻劑降阻機(jī)理：抑制了漩渦的產(chǎn)生、發(fā)展與擾動(dòng),同時(shí)由大分子線團(tuán)回彈從附近漩渦中吸收能量使漩渦進(jìn)一步壓縮,使流體內(nèi)部的湍流阻力下降。*52生物基多糖降阻劑（瓜膠、黃原膠）：來(lái)源廣泛，但降阻效果*146頁(yè)巖氣滑溜水壓裂液面臨的巨大挑戰(zhàn)：

大量返排液的處理*53頁(yè)巖氣滑溜水壓裂液面臨的巨大挑戰(zhàn)：*147體量大、含量較高的金屬離子、有機(jī)質(zhì)和氯根等污染物，頁(yè)巖氣開發(fā)中產(chǎn)生的大量返排液已成為頁(yè)巖氣規(guī)?；_發(fā)的瓶頸問題之一。深井回注？市政污水處理后外排？現(xiàn)場(chǎng)處理后外排？回收再利用？少水甚至無(wú)水壓裂技術(shù)？治理對(duì)策*54體量大、含量較高的金屬離子、有機(jī)質(zhì)和氯根等污*148壓裂液交聯(lián)比優(yōu)化超高溫壓裂液基液粘度實(shí)驗(yàn)凍膠粘度-溫度、粘度-剪切實(shí)驗(yàn)壓裂液配方優(yōu)化超高溫增稠劑（高溫醚化瓜膠）超高溫交聯(lián)劑（硼－鋯復(fù)合物）超高溫防膨劑（小陽(yáng)離子聚合物）超高溫助排劑（GEMINI表活劑）專利號(hào)專利所屬國(guó)時(shí)間體系類型最高使用溫度，℃CN1524920中國(guó)2003羥丙基瓜膠-有機(jī)硼158CN1613957中國(guó)2005羥丙基瓜膠-復(fù)合過(guò)渡金屬170US5658861美國(guó)1997羧甲基羥丙基瓜膠-三乙醇胺鋯177US6227295美國(guó)2001羧甲基羥丙基瓜膠-多元醇鋯90-177WO2008082504美國(guó)2008羧甲基羥丙基瓜膠-有機(jī)二胺鋯121-177目前國(guó)內(nèi)外高溫壓裂液專利情況研發(fā)4種核心組分超高溫壓裂液體系壓裂液耐溫可達(dá)200℃目前國(guó)內(nèi)外超高溫壓裂液3、超高溫儲(chǔ)層壓裂液*55壓裂液交聯(lián)比優(yōu)化壓裂液配方優(yōu)化超高溫增稠劑（高溫醚3、超高溫儲(chǔ)層壓裂液3、超高溫儲(chǔ)層壓裂液*150溫度低：破膠難壓力系數(shù)低：返排難多數(shù)儲(chǔ)層：滲透率低4、低溫淺層壓裂液？自生熱生氣類泡沫壓裂液*57溫度低：破膠難4、低溫淺層壓裂液？自生熱生氣類泡沫壓裂*151低傷害起泡助排壓裂液主要特點(diǎn)：起泡性好，易返排該壓裂液破膠液具有很好的起泡能力，攜帶殘?jiān)皻埬z，降低返排液柱壓力，降濾失。4、低溫淺層壓裂液*58低傷害起泡助排壓裂液主要特點(diǎn)：起泡性好，易返排4、低溫*152良好的攜砂性能與破膠的結(jié)合成膠效果懸砂效果低傷害起泡助排壓裂液主要特點(diǎn)：交聯(lián)好、懸砂能力強(qiáng)4、低溫淺層壓裂液*59良好的攜砂性能與破膠的結(jié)合成膠效果懸砂效果低傷害起泡助*153低傷害起泡助排壓裂液主要特點(diǎn)：破膠徹底、低傷害超級(jí)瓜膠殘?jiān)胀ü夏z殘?jiān)颇z后：殘?jiān)?60mg/L，接近粘彈性表面活性劑壓裂液100mg/L，遠(yuǎn)低于水基通用標(biāo)準(zhǔn)600mg/L。4、低溫淺層壓裂液*60低傷害起泡助排壓裂液主要特點(diǎn)：破膠徹底、低傷害超級(jí)瓜膠5堿敏儲(chǔ)層的低壓裂液粘度（mPa.s)室溫70℃pH=8地層水中1%KCl溶液中27369240225pH7稠化時(shí)間60s破膠時(shí)間30s破膠液粘度（mPa.s)1.52%KDH-351溶液0.9%助劑粘彈性好5堿敏儲(chǔ)層的低壓裂液粘度（mPa.s)室溫70℃pH=8地耐溫抗剪切性（70℃）室溫(26℃）支撐劑沉降速度0.0078m/min60℃下支撐劑沉降速度0.221m/min在牛心坨油層原油中完全破膠，破膠液粘度1mPa.s,殘?jiān)?mg/L,低傷害壓裂液胍膠壓裂液0.0078m/min0.0083m/min破膠液巖心流動(dòng)實(shí)驗(yàn)傷害率為9.43%室溫下沉降速度實(shí)驗(yàn)（與胍膠對(duì)比（26℃）5堿敏儲(chǔ)層的低壓裂液耐溫抗剪切性（70℃）室溫(26℃）支撐劑沉降速度60℃下支*156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第二節(jié)支撐劑*63支撐劑性質(zhì)及種類第二節(jié)支撐劑*157（一）支撐劑性質(zhì)及種類基本概念支撐劑特性要求支撐劑種類*64（一）支撐劑性質(zhì)及種類基本概念*158閉合壓力定義:停泵后作用在裂縫壁面上欲使之閉合的力為閉合壓力。計(jì)算:（１）ＰＣ＝αＦＨ－ＰＳ（２）ＰＣ＝ＰＩ＋ＰＨ－ＰＳ基本概念*65閉合壓力基本概念*159支撐劑顆粒大小支撐劑顆粒大小一般用篩析法確定，并且大多使用美國(guó)材料試驗(yàn)協(xié)會(huì)即ＡＳＴＭ標(biāo)準(zhǔn)。篩析法的篩孔表示方法通常有兩種：一種是以每英寸長(zhǎng)的孔數(shù)來(lái)表示，稱之為目或號(hào)；另一種則是用毫米直接表示篩孔孔眼的大小。*66支撐劑顆粒大小篩析法的篩孔表示方法通常有兩種：一種是以*160*67*161*68*162支撐劑種類

現(xiàn)有的支撐劑按其力學(xué)性質(zhì)例如強(qiáng)度和硬度可分為兩大類：一類是脆性支撐劑，如石英砂、玻璃珠等，其特點(diǎn)是硬度大，變形很??；另一類是韌性支撐劑，如核桃殼、鋁球等，其特點(diǎn)是變形大，在高壓下不易破碎。*69支撐劑種類現(xiàn)有的支撐劑按其力學(xué)性質(zhì)例如*163支撐劑種類石英砂（砂子）核桃殼鋁球玻璃珠陶粒塑料包層支撐劑*70支撐劑種類石英砂（砂子）*164石英砂（砂子）石英砂貨源廣、價(jià)格便宜部分壓裂井使用石英砂做支撐劑基本滿足要求，具有一定的成功率；對(duì)于圓度較好的石英砂，在高閉合壓力下仍能提供一定的或較高的滲透能力。石英砂的最大弱點(diǎn)是強(qiáng)度低砂子在篩選不好或清洗不好，含粉砂雜質(zhì)時(shí)，導(dǎo)流能力都要明顯降低*71石英砂（砂子）石英砂貨源廣、價(jià)格便宜*165核桃殼與砂子相比，它具有一定的韌性，在壓力的作用下，承壓面積可以稍許增加，因此不致象砂子一樣在閉合壓力和上覆巖石重力的作用下產(chǎn)生顯著破碎，特別是用于松軟地層效果較好。但其貨源受到很大限制*72核桃殼與砂子相比，它具有一定的韌性，在壓力的作用下，承*166鋁球鋁球與核桃殼具有相同的優(yōu)點(diǎn)但這種金屬支撐劑在高溫鹽水（地層水）中極易腐蝕密度大，不利輸送，價(jià)格昂貴*73鋁球鋁球與核桃殼具有相同的優(yōu)點(diǎn)*167玻璃珠具有較高強(qiáng)度致命的弱點(diǎn)：玻璃珠在表面上一旦有外傷或劃痕及擦痕時(shí)，其強(qiáng)度會(huì)大大降低在高溫地層水中，玻璃珠的強(qiáng)度也要大大降低。有時(shí)用作“尾砂”以提高井底附近的導(dǎo)流能力。在控制縫高壓裂工藝技術(shù)中，常用空心玻璃微珠作為上浮劑在裂縫上部形成人工遮擋層。*74玻璃珠具有較高強(qiáng)度*168陶粒主要化學(xué)成分有Ａｌ２Ｏ、ＳｉＯ２、Ｆｅ２Ｏ３以及ＴｉＯ２等陶粒的強(qiáng)度很高在承受高閉合壓力和上覆巖石重力的作用時(shí)，陶粒的細(xì)粒結(jié)構(gòu)可使顆粒變形而不致破碎，甚至在高溫鹽水的浸泡下也可以抵抗壓碎破壞。*75陶粒主要化學(xué)成分有Ａｌ２Ｏ、ＳｉＯ２、Ｆｅ２Ｏ３以一預(yù)固化樹脂包層砂（RCP)1制作方法：采用特殊工藝將改性苯酚甲醛樹脂包裹到石英砂的表面上，并經(jīng)熱固處理制成。

2特點(diǎn)：密度比石英砂略輕（顆粒密度一般為2.55）

比天然石英砂抗壓強(qiáng)度高、導(dǎo)流能力好(閉合壓力分布在較大的樹脂層的面積上，承壓能力提高；壓碎了包層內(nèi)的砂子，仍可裹在樹脂層內(nèi)，使裂縫保持有較高導(dǎo)流能力）

0.45-0.90mm預(yù)固化樹脂包層砂與石英砂物理性能比較表新型支撐劑一預(yù)固化樹脂包層砂（RCP)0.45-0.90mm預(yù)固化樹對(duì)比分析結(jié)果表明：石英砂在閉合壓力超過(guò)28MPa后破碎率大于4％，閉合壓力增加到41MPa時(shí)滲透率僅70D，而預(yù)固化樹脂包層砂在28MPa閉合壓力下破碎率小于0.1％，41MPa時(shí)滲透率仍達(dá)150D，可見預(yù)固化樹脂包層砂性能有了大幅提高。3局限：隨著閉合壓力增高，破碎率增大，樹脂膜的彈性變形、顆粒的壓碎和重新排列，都會(huì)使裂縫寬度趨于變窄，對(duì)支撐裂縫的孔隙度和滲透率仍有一定影響，因而閉合壓力超過(guò)一定值后不能滿足設(shè)計(jì)要求，應(yīng)用受到限制。對(duì)比分析結(jié)果表明：石英砂在閉合壓力超過(guò)28MPa后破碎率大二纖維防砂技術(shù)1工作原理：

把具有一定柔韌性的纖維物質(zhì)混在攜砂液中同時(shí)注人地層，在人工裂縫中形成復(fù)合性支撐劑，支撐劑是基體，纖維是增強(qiáng)相。