水力压裂4支撑剂ppt课件.ppt

为了规范事业单位聘用关系，建立和完善适应社会主义市场经济体制的事业单位工作人员聘用制度，保障用人单位和职工的合法权益第三节第三节 支撑剂支撑剂支撑剂性质及种类支撑剂性质及种类裂缝导流能力及其影响因素裂缝导流能力及其影响因素支撑剂的选择支撑剂的选择支撑剂颗粒的沉降支撑剂颗粒的沉降为了规范事业单位聘用关系，建立和完善适应社会主义市场经济体制的事业单位工作人员聘用制度，保障用人单位和职工的合法权益支撑剂特性要求支撑剂特性要求•强度高、硬度适中•粒径均匀圆球度好•化学惰性、温度稳定性好•质量高，杂质含量少•密度低•货源广、价格低为了规范事业单位聘用关系，建立和完善适应社会主义市场经济体制的事业单位工作人员聘用制度，保障用人单位和职工的合法权益一、一、 支撑剂类型支撑剂类型硬脆性支撑剂硬脆性支撑剂 其特点是硬度大，变形很小；其特点是硬度大，变形很小； —— 石英砂（砂子）石英砂（砂子） —— 陶粒陶粒 —— 铝球铝球 —— 玻璃珠玻璃珠韧性支撑剂韧性支撑剂 其特点是变形大，在高压下不易破碎其特点是变形大，在高压下不易破碎 —— 核桃壳核桃壳 —— 树脂包层支撑剂树脂包层支撑剂核桃壳核桃壳为了规范事业单位聘用关系，建立和完善适应社会主义市场经济体制的事业单位工作人员聘用制度，保障用人单位和职工的合法权益1 1 石英砂（砂子）石英砂（砂子）主要成分主要成分：：SiOSiO2 2 和少量杂质和少量杂质主要特点：主要特点： 1) 1) 园球度较好的石英砂破碎园球度较好的石英砂破碎后，仍可保持一定的导流能力。

后，仍可保持一定的导流能力 2) 2) 密度相对低，便于泵送密度相对低，便于泵送 3) 3) 强度较低，适用于低闭合压力储层强度较低，适用于低闭合压力储层 4) 4) 砂砂子子在在筛筛选选或或清清洗洗不不好好，，含含粉粉砂砂杂杂质质时时，，导导流流能能力都会明显降低力都会明显降低 5) 5) 石英砂货源广、价格便宜石英砂货源广、价格便宜主主要要产产地地：：甘甘肃肃兰兰州州砂砂、、江江西西永永修修砂砂、、福福建建福福州州砂砂、、湖湖南南岳岳阳阳砂砂、、湖湖北北蒲蒲圻圻砂砂、、山山东东荣荣城城砂砂、、河河北北承承德德砂砂、、吉林农安砂、陕西定边砂及新疆和丰砂等吉林农安砂、陕西定边砂及新疆和丰砂等石英砂石英砂为了规范事业单位聘用关系，建立和完善适应社会主义市场经济体制的事业单位工作人员聘用制度，保障用人单位和职工的合法权益2 2 陶陶 粒粒类型类型：：中强度支撑剂中强度支撑剂(ISP)(ISP)（铝矾土或铝质陶土）（铝矾土或铝质陶土） 高强度陶粒支撑剂（铝矾土或氧化铝）高强度陶粒支撑剂（铝矾土或氧化铝）特点：特点： a. a. 强度很高；强度很高； b. b. 高温碱性液中陶粒溶解高温碱性液中陶粒溶解率低（率低（3.5%3.5%）；而石英达）；而石英达50%50%；； c. c. 长期导流能力高；长期导流能力高； d d. . 密度较高密度较高(2700(2700~ ~3600kg/m3600kg/m3 3) )，泵送困难；，泵送困难； e e. . 加工工艺困难，价格昂贵。

加工工艺困难，价格昂贵陶粒陶粒为了规范事业单位聘用关系，建立和完善适应社会主义市场经济体制的事业单位工作人员聘用制度，保障用人单位和职工的合法权益3 3 塑料包层支撑剂塑料包层支撑剂 特殊工艺将酸性苯酚甲醛树脂包裹在石英特殊工艺将酸性苯酚甲醛树脂包裹在石英砂表面，并经热固处理而成，比重约为砂表面，并经热固处理而成，比重约为2.552.55种类：种类： 预固化树脂包层砂预固化树脂包层砂 固化树脂包层砂固化树脂包层砂 树脂砂树脂砂为了规范事业单位聘用关系，建立和完善适应社会主义市场经济体制的事业单位工作人员聘用制度，保障用人单位和职工的合法权益二、支撑剂物理性质评价二、支撑剂物理性质评价(1) (1) 支撑剂粒度组成及分布支撑剂粒度组成及分布(2) (2) 园球度和表面光滑度园球度和表面光滑度(3) (3) 浊度浊度(4) (4) 密度：真密度密度：真密度( (或颗粒密度或颗粒密度) ) 视密度视密度( (或体积密度或体积密度) )(5) (5) 酸溶解度酸溶解度(6) (6) 抗压强度抗压强度为了规范事业单位聘用关系，建立和完善适应社会主义市场经济体制的事业单位工作人员聘用制度，保障用人单位和职工的合法权益我国支撑剂物理性质评价结果表我国支撑剂物理性质评价结果表为了规范事业单位聘用关系，建立和完善适应社会主义市场经济体制的事业单位工作人员聘用制度，保障用人单位和职工的合法权益三、三、 裂缝导流能力评价裂缝导流能力评价定义：定义：裂缝导流能力是指裂缝传导流体的能力。

裂缝导流能力是指裂缝传导流体的能力填砂裂缝的导流能力定义为支撑后的裂缝渗透填砂裂缝的导流能力定义为支撑后的裂缝渗透率Ｋ率Ｋf f与支撑后的裂缝宽度与支撑后的裂缝宽度w w之积即填砂裂缝之积即填砂裂缝导流能力导流能力 ＦＦＲＣＤＲＣＤ＝Ｋ＝Ｋf fw w类型类型: :•长期导流能力长期导流能力•短期导流能力短期导流能力为了规范事业单位聘用关系，建立和完善适应社会主义市场经济体制的事业单位工作人员聘用制度，保障用人单位和职工的合法权益我国部分支撑剂导流能力我国部分支撑剂导流能力 (1998)(1998)为了规范事业单位聘用关系，建立和完善适应社会主义市场经济体制的事业单位工作人员聘用制度，保障用人单位和职工的合法权益1 1 支撑剂性质对支撑剂性质对FRCDFRCD的影响的影响(1) (1) 支撑剂类型和形状支撑剂类型和形状低应力情况下，有棱角的支撑剂相互搭接、相低应力情况下，有棱角的支撑剂相互搭接、相互支撑，有更高的孔隙度及渗透率，因此，导互支撑，有更高的孔隙度及渗透率，因此，导流能力更高流能力更高但在高应力情况下，园球度好的支撑剂受到的但在高应力情况下，园球度好的支撑剂受到的表面应力更均匀，能承受更高的载荷不破碎，表面应力更均匀，能承受更高的载荷不破碎，因此有更高的导流能力。

因此有更高的导流能力为了规范事业单位聘用关系，建立和完善适应社会主义市场经济体制的事业单位工作人员聘用制度，保障用人单位和职工的合法权益(2) (2) 支撑剂粒度组成支撑剂粒度组成图图中中曲曲线线A, A, B B均均为为φ0.5φ0.5~ ~0.90.9成成都都陶陶粒粒，，其其中中0.63mm0.63mm以上颗粒重量分别约为以上颗粒重量分别约为81.5%81.5%和和56.6%56.6%支撑剂粒径对裂缝导流能力有很大的影响支撑剂粒径对裂缝导流能力有很大的影响; ;给给定定粒粒度度范范围围内内，，大大颗颗粒粒所所占占比比例例越越多多，，导导流流能力越高能力越高颗粒越均匀，导流能力越高颗粒越均匀，导流能力越高为了规范事业单位聘用关系，建立和完善适应社会主义市场经济体制的事业单位工作人员聘用制度，保障用人单位和职工的合法权益(3) (3) 铺砂浓度铺砂浓度方式方式 —单层局部排列单层局部排列 —单层全排列单层全排列 —多层排列多层排列实验结果实验结果定义：单位面积上的支撑剂重量定义：单位面积上的支撑剂重量为了规范事业单位聘用关系，建立和完善适应社会主义市场经济体制的事业单位工作人员聘用制度，保障用人单位和职工的合法权益(4) (4) 支撑剂质量支撑剂质量长石含量对导流能力的影响长石含量对导流能力的影响微粒对兰州砂导流能力的影响微粒对兰州砂导流能力的影响为了规范事业单位聘用关系，建立和完善适应社会主义市场经济体制的事业单位工作人员聘用制度，保障用人单位和职工的合法权益 2 2 地层条件对地层条件对FRCDFRCD的影响的影响（（1 1）闭合压力）闭合压力为了规范事业单位聘用关系，建立和完善适应社会主义市场经济体制的事业单位工作人员聘用制度，保障用人单位和职工的合法权益（（2 2）地层岩石硬度）地层岩石硬度　　　　地层岩石的软硬对导流能力的影响与支撑地层岩石的软硬对导流能力的影响与支撑剂颗粒的强度和硬度有关。

剂颗粒的强度和硬度有关 当支撑剂强度低时，影响导流能力的主要当支撑剂强度低时，影响导流能力的主要是破碎问题是破碎问题; ; 当支撑剂强度高时，当支撑剂强度高时， 支撑剂颗粒嵌入裂支撑剂颗粒嵌入裂缝壁面是影响导流能力的主要因素缝壁面是影响导流能力的主要因素为了规范事业单位聘用关系，建立和完善适应社会主义市场经济体制的事业单位工作人员聘用制度，保障用人单位和职工的合法权益(3) (3) 环境条件环境条件图６－１图６－１7流体介质流体介质图６－１图６－１8地层温度地层温度 为了规范事业单位聘用关系，建立和完善适应社会主义市场经济体制的事业单位工作人员聘用制度，保障用人单位和职工的合法权益3 3 压裂液性能对压裂液性能对FRCDFRCD的影响的影响 残渣降低支撑带渗透率残渣降低支撑带渗透率 胍胶压裂液，残渣含量取决于成胍胶压裂液，残渣含量取决于成胶剂浓度、破胶剂类型及浓度胶剂浓度、破胶剂类型及浓度4 4 流动条件对流动条件对FRCDFRCD的影响的影响非达西流动非达西流动多相流效应多相流效应5 5 承压时间对承压时间对FRCDFRCD的影响的影响为了规范事业单位聘用关系，建立和完善适应社会主义市场经济体制的事业单位工作人员聘用制度，保障用人单位和职工的合法权益四、四、 支撑剂的选择支撑剂的选择内容内容— 支撑剂强度支撑剂强度— 地岩岩石硬度地岩岩石硬度— 支撑剂颗粒大小支撑剂颗粒大小— 支撑剂密度支撑剂密度— 支撑剂浓度（排列方式）支撑剂浓度（排列方式）考虑因素考虑因素— 地质条件（如闭合压力、岩石硬度、温度、物性）地质条件（如闭合压力、岩石硬度、温度、物性）— 工程条件（压裂液性质、泵注设备）工程条件（压裂液性质、泵注设备）— 经济效益经济效益为了规范事业单位聘用关系，建立和完善适应社会主义市场经济体制的事业单位工作人员聘用制度，保障用人单位和职工的合法权益1 1 裂缝导流能力确定原则裂缝导流能力确定原则(1) McGuire & Sikora (1960)(1) McGuire & Sikora (1960)图版法图版法—给定闭合压力下，从现有支撑剂的导流能力入手，给定闭合压力下，从现有支撑剂的导流能力入手，得到不同穿透比时期望获得的增产倍数得到不同穿透比时期望获得的增产倍数( (压后产量压后产量) )；；—从预期的产量出发，从预期的产量出发，按照不同穿透比所需要按照不同穿透比所需要的导流能力选择支撑剂。

的导流能力选择支撑剂2 2）） Cinco(Cinco(辛科辛科) )准则准则P224P224为了规范事业单位聘用关系，建立和完善适应社会主义市场经济体制的事业单位工作人员聘用制度，保障用人单位和职工的合法权益2 2 支撑剂类型选择支撑剂类型选择•在闭合压力较高时，应考虑使用高强度支撑在闭合压力较高时，应考虑使用高强度支撑剂，如陶粒等剂，如陶粒等•在闭合压力较低时，只要砂子不破碎，低强在闭合压力较低时，只要砂子不破碎，低强度支撑剂仍能起到支撑裂缝的作用它在浅度支撑剂仍能起到支撑裂缝的作用它在浅井浅层应用的特别广泛井浅层应用的特别广泛•当闭合压力达到４当闭合压力达到４0MPa0MPa时时, ,原则上不再使用石原则上不再使用石英砂英砂, ,应使用象陶粒等更高强度的支撑剂应使用象陶粒等更高强度的支撑剂, ,陶陶粒在闭合压力为粒在闭合压力为70MPa70MPa时也很少破碎时也很少破碎为了规范事业单位聘用关系，建立和完善适应社会主义市场经济体制的事业单位工作人员聘用制度，保障用人单位和职工的合法权益3 3 支撑剂粒径选择支撑剂粒径选择(1) (1) 闭合压力闭合压力(2) (2) 允许支撑剂填充的裂缝宽度允许支撑剂填充的裂缝宽度 (3) (3) 输送支撑剂的要求输送支撑剂的要求4 4 支撑剂铺置浓度支撑剂铺置浓度。