【正文】 7 7 (八 ) 支撐劑的密度 定義 支撐劑密度 ：在充滿一個(gè)單位體積內(nèi)支撐劑顆粒的質(zhì)量。 酸蝕后單顆粒抗壓強(qiáng)度： 測(cè)定酸溶解度評(píng)價(jià)試驗(yàn)后，支撐劑試樣的單顆 粒抗壓強(qiáng)度。 生產(chǎn)廠家出廠或入井的成品支撐劑允許的最大群體破碎率不應(yīng)超過有關(guān) 的規(guī)定。m 2 Wf 人工裂縫支撐縫寬 Cm (一 )導(dǎo)流能力 2,短期導(dǎo)流能力 對(duì)支撐劑試樣由小到大逐級(jí)加壓，并且在每一壓力級(jí)別下測(cè)量通過人工裂縫支撐劑層的流量與支撐縫寬，得出裂縫導(dǎo)流能力及支撐劑層的滲透率。 (1)地質(zhì)條件 (閉合壓力、巖石硬度、溫度等 )對(duì)支撐劑適用性分析 。 在規(guī)定的償還時(shí)間內(nèi)，比較各種類型支撐劑在同一閉合壓力下的性能與價(jià)格比 , 如果某一種類型的支撐劑在規(guī)定的償還時(shí)間之內(nèi)滿足經(jīng)濟(jì)評(píng)價(jià)要求，則該種支撐劑可作為候選的支撐劑之一。 (3)壓后能夠獲得較高初產(chǎn)與較長(zhǎng)穩(wěn)產(chǎn)。測(cè)試周期至少 30天。 人工裂縫導(dǎo)流能力 : （ KW） f= Kf Wf 上式中 : (KW)f人工裂縫導(dǎo)流能力 181。 評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn) 按 SY/T510886標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，生產(chǎn)廠家出廠或入井的 20/40目成品支撐劑， 其平均粒徑允許的最小單顆?？箟簭?qiáng)度，天然石英砂為 7 107，人造陶粒支 撐劑為 2 108。 評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn) (SY/ T510886標(biāo)準(zhǔn)及 API推薦標(biāo)準(zhǔn)對(duì)支撐劑密度均無評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn) ) 一般認(rèn)為 : 支撐劑的絕對(duì)密度（顆粒密度） 小于 支撐劑的絕對(duì)密度（顆粒密度） 支撐劑的絕對(duì)密度（顆粒密度） 大于 。注意不要攪拌并 防止污染試樣。 (七 ) 支撐劑的酸溶解度 評(píng)價(jià)目的 檢驗(yàn)混在支撐劑上的碳酸巖、長(zhǎng)石、鐵等氧化物及粘土等雜質(zhì)的含量。我國(guó) SY/ 510886標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定， 人造陶粒應(yīng)達(dá)到優(yōu)和中等級(jí)別。 用顯微放大照片與標(biāo)準(zhǔn)圓度、球度圖版進(jìn)行比較，測(cè)定和記錄照片內(nèi)支撐劑顆粒的圓度和球度。 支撐劑尺寸篩析試驗(yàn)的篩網(wǎng)組合 規(guī)定的支撐劑尺寸 (目 ) 12/20 16/20 20/40 40/70 篩網(wǎng)孔徑尺寸 (mｍ ) CHINA USN 試驗(yàn)用的篩網(wǎng)組合 8 12 16 30 12 16 20 40 16 18 30 50 18 20 35 60 20 25 40 70 30 30 50 100 底盤 底盤 底盤 底盤 (四 ) 支撐劑的圓度和球度 定義 圓度： 支撐劑顆粒棱角相對(duì)尖銳的程度 ； 球度： 支撐劑顆粒接近球體形狀的程度。精確稱量每個(gè)篩網(wǎng)與底盤里的支撐劑量，并計(jì)算 該量占試樣總量的百分比。一 般壓裂井的試樣應(yīng)保存六個(gè)月，重點(diǎn)壓裂井的試樣應(yīng)保存一年 。取 時(shí)，取樣器應(yīng)很快地沿支撐劑流移動(dòng)，以取得所有流動(dòng)著的支撐劑 ?；旌铣梢粋€(gè)樣 品，經(jīng)樣品減少器處理后可得到 3kg的試樣進(jìn)行評(píng)價(jià)試驗(yàn)。 取樣地點(diǎn) 在供應(yīng)廠家支撐劑被篩選為出廠成品之后； 用戶供應(yīng)點(diǎn)存儲(chǔ)的支撐劑； 運(yùn)至施工井場(chǎng)待用的支撐劑。 二、支撐劑的物理性質(zhì)及其評(píng)價(jià)方法 (一 )支撐劑的物理性質(zhì)： 支撐劑的粒度組成、圓度與球度、表面光滑度、酸溶解度、濁度、密度及抗壓強(qiáng)度。 63 mm ） 6 7 . 3 1 4 0 . 3 6 視密度 （ g/cm3） 3 . 4 7 3 . 2 2 體積密度 （ g/cm3） 1 . 8 6 1 . 9 3 抗破碎能力 （ % ） (52 MPa) (69MPa) ( 52 MPa) ( 69 MPa) 導(dǎo)流能力 （μ m2cm ） 8(50 MPa) (6 0 MPa) 1(50 MPa) 0(60 MPa) 優(yōu)缺點(diǎn) (1)優(yōu)點(diǎn) 強(qiáng)度高，在相同閉合壓力下，與石英砂相比較破碎率低，導(dǎo)流能高， 尤其是在高閉合壓力下仍能提供一定的導(dǎo)流能力； 具有較強(qiáng)的抗鹽、耐溫性能，在 150200℃ 含 10%鹽水中陳化 240h后抗 壓強(qiáng)度不變；在 280℃ 和溶液 PH值為 11的條件下陳化 72h后，重量損失 為 %，而石英砂約為 50%被溶解。 (2) 高強(qiáng)度陶粒支撐劑 高強(qiáng)度支撐劑由 鋁礬土或氧化鋯 的 物料制成。 石英砂優(yōu)缺點(diǎn) (1)優(yōu)點(diǎn) 對(duì)于低閉合壓力的各類儲(chǔ)層，使用石英砂作為壓裂用支撐劑可取得較好的增產(chǎn)效果和經(jīng)濟(jì)效益； 圓、球度較好的石英砂破碎后呈小碎塊狀，仍可保持一定的導(dǎo)流能力； 100目的粉砂可做為壓裂液的固體防濾失添加劑，它在裂縫延伸過程中可以填充那些與主裂縫溝通的天然裂縫，降低壓裂液的濾失； 石英砂的絕對(duì)密度較低，便于施工泵送； 石英砂價(jià)格便宜，貨源廣 ,在許多地區(qū)可以就地取材。我國(guó)壓裂用石英砂的石英含量一般在 80%左右，國(guó)外優(yōu)質(zhì)石英砂中的石英含量可達(dá)到 98%以上。 國(guó)外：北部白砂或渥太華 (Ottawa)砂 約旦 (Jordan)砂 圣彼得 ()砂、 翁渥克 (Wonewoc)砂 得州棕砂 布萊第 (Brady)砂 胡桃木 (Hickory)砂等。 三、壓裂液的配制與質(zhì)量控制 1 、壓裂液配制 配制壓裂液一定按壓裂設(shè)計(jì)要求的先后順序進(jìn)行投料 投料結(jié)束后，分散一定時(shí)間 (一般情況下不能低于 8小時(shí) ) 裝液前對(duì)各儲(chǔ)液設(shè)備及液體性能進(jìn)行檢查，是否達(dá)到設(shè)計(jì)要求 施工前要對(duì)各儲(chǔ)液設(shè)備進(jìn)行液體性能測(cè)試 （粘度、 pH值、交聯(lián)性能、交聯(lián)時(shí)間） 施工過程中定時(shí)檢測(cè)液體交聯(lián)狀況，根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)情況調(diào)整交聯(lián)比 2 、壓裂液質(zhì)量控制 基液粘度達(dá)不到設(shè)計(jì)要求： 投料量不足 追加投料 藥劑純度不足 追加投料，并取樣準(zhǔn)備檢測(cè)、處理 投料順序不對(duì) 重新配制 pH值不符合要求 調(diào)整 pH值 交聯(lián)不好 過交聯(lián) 重新調(diào)整交聯(lián)比，加水降低交聯(lián)劑濃度 弱交聯(lián) 重新調(diào)整交聯(lián)比 測(cè)基液粘度 增加稠化劑量 3 、壓裂液可能經(jīng)常出現(xiàn)的問題及解決方法 第五節(jié) 支撐劑及其質(zhì)量檢測(cè) 一、支撐劑的類型 二、支撐劑的物理性質(zhì)及其評(píng)價(jià)方法 三、充填支撐劑的裂縫導(dǎo)流能力及其影響因素 四、支撐劑的選擇 一、支撐劑的類型 (一 )石英砂 特征 石英砂是含有大量二氧化硅 (SiO2)的集合體，常呈塊或粒狀，其中硅(Si)含量為 %。 N/m） ≤ 13 破膠液與煤油界面張力（ m s） 2040 3060 4090 3 交聯(lián)時(shí)間（ s） 1560 30120 60300 4 剪切穩(wěn)定性 剪切時(shí)間（ min） 60 90 120 表觀粘度（ mPa 水不溶物含量的測(cè)定 將干燥的水基壓裂液添加劑試樣稱重，得到重量 m1，然后溶于水。s(30℃) 以下 。s) T(℃ ) η0 ηmax ηmin tT tf 地面溫度 油層溫度下恒溫 a b 破膠降粘液粘度（牛頓流體） 施工結(jié)束后，壓裂液在油層溫度條件下，破膠劑發(fā)生作用而破膠降粘。 t(h) ?初始粘度 ηa 以 100200 mPa 壓裂液的粘溫曲線 T(℃ ) ηa (mPa 壓裂液初始粘度一般控制在 100200 mPa 增稠劑溶解時(shí)間與粘度關(guān)系實(shí)驗(yàn)曲線 t(min) η(mPa ?12 mmV孔??巖孔巖 VVVmm ?????12PALQk油 ??? ?110 壓裂液及其添加劑對(duì)巖心傷害的測(cè)定與計(jì)算 試樣巖心的流動(dòng)試驗(yàn)在模擬地層的條件下，將添加劑從進(jìn)鹽水和煤油相反的方 向擠入巖心。 (2)壓裂液的傷害性 巖心滲透率的測(cè)定 (1)巖心準(zhǔn)備 參照行業(yè)標(biāo)準(zhǔn) SY 533688《 常規(guī)巖心分析推薦作法 》 。 AMCw 0 0 ? 壓裂液綜合濾失系數(shù) 實(shí)際上壓裂液濾失時(shí)，將同時(shí)受到上述三種濾失機(jī)理的控制，一般采用綜合濾失系數(shù)評(píng)價(jià)壓裂液的濾失性能。 當(dāng)儲(chǔ)層內(nèi)飽和某一流體時(shí)，如不受壓縮，就不能再容納多余的同類流體，因此，盡管壓裂液粘度較低，其濾失量也是有限的。 受粘度控制濾失系數(shù)的壓裂液在儲(chǔ)層內(nèi)的濾失主要取決于儲(chǔ)層的孔隙度、滲透率、裂縫面所承受的壓差、壓裂液在儲(chǔ)層條件下的粘度 。 (11) 降阻劑（多為線性高分子聚合物） 在進(jìn)行深井壓裂作業(yè)時(shí)，需用降阻劑降低壓裂液在注入管柱中的沿程摩阻，以提高泵效，降阻劑多為線性高分子聚合物。 現(xiàn)場(chǎng)常用的 PH值調(diào)節(jié)劑有：碳酸氫鈉 (小蘇打 )、碳酸鈉 (純堿 ) 、氫氧化鈉 (燒堿 )、醋酸、檸檬酸等，配合使用效果更好。 在基液的配制過程中， PH值太低，稠化劑水合速度快，在其表面形成一層水化膜，抑制內(nèi)部的高分子溶脹，即會(huì)形成“魚眼”，因此，在配液過程中，通過 PH值調(diào)節(jié)劑，首先使溶液保持 弱堿性 ，稠化劑處于完全分散狀態(tài)；再調(diào)節(jié)至弱酸性，使其水合增粘，減少“魚眼”，充分溶脹。由于破乳效果與原油性質(zhì)有直接關(guān)系，因此選用破乳劑時(shí)，在考慮與壓裂液配伍的條件下，一定要用本井原油進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。但對(duì)于壓裂井，不存在類似注水井的長(zhǎng)期沖刷，特別是壓裂井往往滲透率低且很容易被陽(yáng)離子聚合物堵塞，因而一般不建議在壓裂液中使用。同時(shí)，水基壓裂液以堿性交聯(lián)為主，濾液存在較強(qiáng)的堿性 (PH一般為 810)，對(duì)粘土的分散、運(yùn)移有很大的影響。 (4)降濾失劑 降濾失劑主要用來增強(qiáng)壓裂液造壁性能，降低液體濾失量，提高液體效率。 (3)破膠劑 當(dāng)完成壓裂施工后 ,如何使壓裂液中的凍膠發(fā)生化學(xué)降解，由大分子變成小分子，有利于壓后返排，減少對(duì)儲(chǔ)層的傷害 ,破膠劑將發(fā)揮重要作用。 硼砂 化學(xué)名稱為十水合四硼酸鈉 (Na2B4O7 前置液 作用： 造縫 降溫 減少攜砂液濾失 要求： 一定粘度 足夠用量 攜砂液 作用： 將支撐劑代入裂縫 繼續(xù)擴(kuò)張裂縫 冷卻地層 要求： 粘度高 攜砂能力強(qiáng) 頂替液 作用： 中間頂替液 尾注頂替液 要求： 用量適當(dāng) 采油工程手冊(cè)： 二、水基凍膠壓裂液的組成與性能檢測(cè) 1 、壓裂液特點(diǎn) 施工安全，不會(huì)引起火災(zāi)及其它事故 最大限度減少或降低儲(chǔ)層傷害及地面環(huán)境污染 成本低， 貨源廣 (1)稠化劑 (2)交聯(lián)劑 (3)破膠劑 2 、 水基壓裂液的組成 (4)降濾失劑 (5)粘土穩(wěn)定劑 (6)表面活性劑 (7)溫度穩(wěn)定劑 (8)PH值調(diào)節(jié)劑 (9)殺菌劑 (10)潤(rùn)濕劑 (11)降阻劑 主液部分 輔助部分 (1)稠化劑 是水基壓裂液的主劑，用以提高水溶液的粘度，降低液體濾失，懸浮和攜帶支撐劑 . 國(guó)內(nèi)普遍使用的是胍膠、羥丙基胍膠 (HPG)，占總使用量的 90%以上，一般使用濃度為 %。整機(jī)分為底盤車、高壓管匯、低壓管匯、備用高壓管匯、隨車吊五個(gè)部分。 施工排量盡可能大 。 4 、封隔器 +填砂分層壓裂工藝 灰面 填砂 特點(diǎn) : 不動(dòng)管柱、不壓井、不放噴