国外水力压裂技术新发展.pptx

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1、低渗透油田高效开采技术与低渗透油田高效开采技术与发展趋势发展趋势主要内容主要内容n制约低渗透油藏高效开采的关键因素制约低渗透油藏高效开采的关键因素n国外水力压裂技术的新进展国外水力压裂技术的新进展制约低渗透油藏高效开采的关键因素制约低渗透油藏高效开采的关键因素n建立有效的注采驱动压力体系建立有效的注采驱动压力体系（井网类型、井网与裂缝方位匹配、井距、（井网类型、井网与裂缝方位匹配、井距、注采压力、启动压力等）注采压力、启动压力等）n水力压裂增产与伤害的协调水力压裂增产与伤害的协调常规油藏常规油藏注水井注水井采油井采油井低渗油藏低渗油藏注水井注水井采油井采油井由于渗透率低和启动压力的作用，导由于

2、渗透率低和启动压力的作用，导致注采井间无法建立有效的水动力系致注采井间无法建立有效的水动力系统，致使注水压力上升，采油井压力统，致使注水压力上升，采油井压力下降下降注不进、采不出！注不进、采不出！NE裂缝方向裂缝方向breakthrough direction 安塞油田坪桥区井位图安塞油田坪桥区井位图裂缝导致方向性见水裂缝导致方向性见水水力压裂增产与伤害的协调水力压裂增产与伤害的协调压裂过程中压裂过程中压裂液压裂液的伤害：的伤害：地层地层天然裂缝天然裂缝填砂裂缝的伤害填砂裂缝的伤害乌审旗岩心水基压裂液伤害结果乌审旗岩心水基压裂液伤害结果水基压裂液：水基压裂液：渗透率伤害率为渗透率伤害率为74.

3、874.897.697.6%。压裂液进行添加剂优化后：渗透率伤害率为压裂液进行添加剂优化后：渗透率伤害率为63.063.088.088.0%。1、基质伤害：滤液的伤害、基质伤害：滤液的伤害破胶液残渣粒度与孔喉直径对比破胶液残渣粒度与孔喉直径对比Davg=103.70umD50=101.30umDmax=116.00umDavg=11.59umD50=0.109umDmax=10100umParticle Diameter of Unbroken Gel,um破胶液残渣粒破胶液残渣粒度大于孔喉直度大于孔喉直径，无颗粒侵径，无颗粒侵入伤害！入伤害！2、天然裂缝伤害：、天然裂缝伤害：残渣、冻胶残渣、

4、冻胶 残渣堵塞天然裂缝，降低裂缝渗透率；破胶剂难残渣堵塞天然裂缝，降低裂缝渗透率；破胶剂难以进入天然裂缝，冻胶破胶不彻底，增加油气渗流以进入天然裂缝，冻胶破胶不彻底，增加油气渗流阻力。阻力。3、填砂裂缝伤害：、填砂裂缝伤害：滤饼、残渣滤饼、残渣 支撑剂嵌入滤饼降低填砂裂缝导流能力；支撑剂嵌入滤饼降低填砂裂缝导流能力；残渣堵塞裂缝孔隙。残渣堵塞裂缝孔隙。压裂液残渣伤害实验研究压裂液残渣伤害实验研究 压裂液浓度伤害对比：压裂液浓度伤害对比：Carbo Pro 20/40Carbo Pro 20/40支撑剂支撑剂4.支撑剂嵌入实验研究 10 Kg/m10 Kg/m2 2铺砂浓度实验结果铺砂浓度实验结

5、果贵阳林海贵阳林海30/6030/60目陶粒嵌入实验目陶粒嵌入实验 新工艺新工艺清水压裂及其进展清水压裂及其进展 新材料新材料高强度超低密度支撑剂（高强度超低密度支撑剂（ULWULW）主主 要要 内内 容容国外水力压裂技术的新进展国外水力压裂技术的新进展 所谓的所谓的清水压裂清水压裂，除了早期用清水不带砂外，除了早期用清水不带砂外，多数是用化学处理剂，如减阻剂、活性剂、防多数是用化学处理剂，如减阻剂、活性剂、防膨剂处理过的清水或线性胶，这种水也常常称膨剂处理过的清水或线性胶，这种水也常常称作作滑溜水（滑溜水（滑溜水（滑溜水（slick water-frac)slick water-frac)s

6、lick water-frac)slick water-frac)。作业中带有少量砂的，但也有加砂量较多的，作业中带有少量砂的，但也有加砂量较多的，砂比常为砂比常为3.5%3.5%。用用用用水量多，排量大水量多，排量大水量多，排量大水量多，排量大是它们的共是它们的共性，至于造缝导流能力的大小性，至于造缝导流能力的大小 与储层物性有与储层物性有关。关。、新工艺清水压裂技术及其进展清水压裂技术及其进展低渗透油气藏高效开采的低渗透油气藏高效开采的关键关键：降低压裂液对地层的伤害！降低压裂液对地层的伤害！降低开采成本！降低开采成本！清水压裂技术清水压裂技术清水压裂技术的发展历程清水压裂技术的发展历程两

7、个砂岩地层的应用效果对比两个砂岩地层的应用效果对比清水压裂对致密气藏伤害评价清水压裂对致密气藏伤害评价清水压裂增产机理及适应性清水压裂增产机理及适应性压裂液返排监测技术压裂液返排监测技术70年代中期年代中期，在俄克拉荷马西北的密西西，在俄克拉荷马西北的密西西比裂缝性石灰岩地层进行了有规模的清水比裂缝性石灰岩地层进行了有规模的清水压裂；用大量的清水，每分钟排量为压裂；用大量的清水，每分钟排量为8 12方，砂比为方，砂比为1.75%，由于砂量及砂比都由于砂量及砂比都较低，难以长期支撑形成的裂缝。较低，难以长期支撑形成的裂缝。1986 至至1987年年在吉丁斯油田（澳斯汀白垩在吉丁斯油田（澳斯汀白垩

8、石灰岩石灰岩地层）进行了清水压裂，基质岩石的地层）进行了清水压裂，基质岩石的渗透率为渗透率为0.005至至 0.2毫达西毫达西，地层厚度为，地层厚度为50至至 500英尺。压裂后，油井从平均日产油英尺。压裂后，油井从平均日产油0.640.64方增加至方增加至6.46.4方。压裂规模平均方。压裂规模平均24002400方方清水，排量平均清水，排量平均7 7方，平均用浓度方，平均用浓度7.57.5至至15%15%的盐酸的盐酸500500方。方。清水压裂技术新进展清水压裂技术新进展1988年年联联合合太太平平洋洋能能源源（UPR）公公司司在在其其第第一一口口水水平平井井中中也也进进行行了了清清水水压

9、压裂，在作业中使用了蜡珠作为分流剂。裂，在作业中使用了蜡珠作为分流剂。95年以后年以后，广泛应用于，广泛应用于裂缝性致密砂裂缝性致密砂岩岩气藏；提出了冻胶与滑溜水联合的气藏；提出了冻胶与滑溜水联合的混合混合清水压裂技术。清水压裂技术。1995年年UPR公公司司东东得得克克萨萨斯斯盆盆地地棉棉花花谷谷致致密密、低渗砂岩地层低渗砂岩地层施施工工概概况况：泰泰勒勒段段砂砂岩岩，对对150口口井井进进行行了了250次次的清水压裂的清水压裂储层情况：储层情况：渗透率渗透率0.001至至0.05毫达西毫达西无无论论纵纵向向上上和和横横向向上上都都非非常常不不均均质质，纵纵向向上上砂砂页岩交替，砂层总厚为页

10、岩交替，砂层总厚为1000到到1500英尺英尺清水压裂技术应用实例清水压裂技术应用实例1压裂工艺：压裂工艺：压裂工艺：压裂工艺：采采用用大大量量清清水水与与少少量量的的化化学学剂剂（降降阻阻剂剂、活活性性剂剂、防膨剂等）防膨剂等）20/40目目的的 Ottawa砂砂子子，总总砂砂用用量量在在2273公公斤斤到到136吨之间吨之间砂砂比比3.5%，少少数数作作业业中中使使用用砂砂比比达达到到15%的的尾尾随随支撑剂支撑剂排排量量为为1.6方方到到13方方，用用水水量量约约为为64方方到到3180方方，前置液占前置液占40%到到50%棉花谷泰勒砂层棉花谷泰勒砂层A A气田大型清水压裂与常规压裂的比

11、较气田大型清水压裂与常规压裂的比较 新工艺清水压裂与冻胶压裂效果比较清水压裂与冻胶压裂效果比较泰勒砂层气藏泰勒砂层气藏清水压裂清水压裂与与常规压裂常规压裂产量对比产量对比 新工艺清水压裂与冻胶压裂效果比较清水压裂与冻胶压裂效果比较泰勒砂层泰勒砂层C C气田气田清水压裂清水压裂与与常规压裂常规压裂产量的比较产量的比较造缝后导流能力不足！造缝后导流能力不足！所以要根据地层物性所以要根据地层物性设计合理的导流能力、设计合理的导流能力、选择施工工艺选择施工工艺新工艺清水压裂与冻胶压裂效果比较清水压裂与冻胶压裂效果比较90 年代中期安纳达柯石油公司东得克萨斯棉花谷上侏罗年代中期安纳达柯石油公司东得克萨斯

12、棉花谷上侏罗纪博西尔砂层纪博西尔砂层储层情况：储层情况：储层情况：储层情况：博西尔砂层位于棉花谷砂岩之下，是黑灰色页岩间夹有博西尔砂层位于棉花谷砂岩之下，是黑灰色页岩间夹有细砂、粉细泥质砂岩的大厚层细砂、粉细泥质砂岩的大厚层粘土的主要成分是绿泥石与伊利石粘土的主要成分是绿泥石与伊利石平均孔隙度与渗透率分别为平均孔隙度与渗透率分别为610%及及0.005 0.05毫达西毫达西 低渗储层的含水饱和度为低渗储层的含水饱和度为50%，高渗透率储层为，高渗透率储层为5%清水压裂技术应用清水压裂技术应用实例实例2混合清水压裂混合清水压裂工艺技术工艺技术混合混合清水压裂法：清水压裂法：在工艺实践中发现，对某

13、些储层清水压裂导在工艺实践中发现，对某些储层清水压裂导流能力得不到保证，采用了混合清水压裂工艺：流能力得不到保证，采用了混合清水压裂工艺：用清水造一定的缝长及缝宽后，继以硼交链的用清水造一定的缝长及缝宽后，继以硼交链的3.6 4.2 公斤公斤/方的胍胶压裂液，带有方的胍胶压裂液，带有20/40、40/70目目砂子，从而产生较高导流能力的水力裂缝。砂子，从而产生较高导流能力的水力裂缝。EXT-4EXT-4气井气井清水压裂加清水压裂加少量砂子少量砂子压后采气曲线压后采气曲线EXT-9EXT-9气井气井清水压裂清水压裂加加大量砂子大量砂子压后采气曲线压后采气曲线EXT-15EXT-15气井气井混合清

14、水压裂混合清水压裂压后采气曲线压后采气曲线研研 究究 的的 目目 的的 在上侏罗系砂岩的博西尔地层进行了清水压在上侏罗系砂岩的博西尔地层进行了清水压裂，施工中泵入大量清水并在裂缝扩展过程中又裂，施工中泵入大量清水并在裂缝扩展过程中又毫无防滤措施，在这样致密的砂层内毛管力自吸毫无防滤措施，在这样致密的砂层内毛管力自吸现象又严重地存在；同时考虑到泵入水在裂缝扩现象又严重地存在；同时考虑到泵入水在裂缝扩展过程中，也会受到应力依赖的渗透率的影响。展过程中，也会受到应力依赖的渗透率的影响。所以采用数值模拟方法所以采用数值模拟方法研究这些因素对气井产能研究这些因素对气井产能的影响。的影响。清水压裂对致密砂

15、岩地层伤害评价清水压裂对致密砂岩地层伤害评价压裂施工及监测情况滑溜水滑溜水1590方方40/70目涂层砂目涂层砂（RCS）50方方 平均排量平均排量12方方 井口平均作业压力井口平均作业压力53 MPa 微地震成象监测微地震成象监测 有有有有 效效效效 厚厚厚厚 度：度：度：度：169ft169ft169ft169ft孔孔孔孔 隙隙隙隙 度：度：度：度：8.89%8.89%8.89%8.89%水平渗透率：水平渗透率：水平渗透率：水平渗透率：0.0297 md0.0297 md0.0297 md0.0297 md垂向渗透率：垂向渗透率：垂向渗透率：垂向渗透率：0.00297md0.00297md

16、0.00297md0.00297md新工艺新工艺清水压裂中水锁及岩石物性应力依赖性的影响清水压裂中水锁及岩石物性应力依赖性的影响 采用采用油藏油藏油藏油藏地质力学地质力学地质力学地质力学压裂模拟压裂模拟压裂模拟压裂模拟的综合模型的综合模型进行拟合，拟合时的限制条件如下：进行拟合，拟合时的限制条件如下：压裂压力约在压裂压力约在8184.5 MPa之间之间;裂缝微震成像的半长约为裂缝微震成像的半长约为106 137106 137米，垂直于缝米，垂直于缝的宽度很大（每边可达的宽度很大（每边可达1515米地层变形的范围！）米地层变形的范围！）;返排期间水产量递减很快，到生产晚期基本为常数返排期间水产量

17、递减很快，到生产晚期基本为常数;不稳定试井得出的缝长较短，缝导流能力约为不稳定试井得出的缝长较短，缝导流能力约为1.521.523dc.cm3dc.cm。研究方法数值模拟方法（地层裂缝模型，单相与气水两相）（地层裂缝模型，单相与气水两相）拟合时的计算参数拟合时的计算参数拟合时的计算参数拟合时的计算参数1 渗渗 透透 率：率：0.030.0107 md2 导流能力：导流能力：1.52 dc.cm3 填砂缝长：填砂缝长：67 m压压 裂裂 作作 业业 拟拟 合合 结结 果果QgQw排液与生产时间的拟合停泵时，滤停泵时，滤失区达到了失区达到了15英尺英尺停泵时刻裂缝壁面附近地层含水饱和度分布平均进水

18、深度平均进水深度5-10英尺英尺停泵时井筒附近地层含水饱和度分布水水侵侵入入区区域域在在井井底底周周围围已已大大大大减减少少，但但在在缝缝端端部部的的含含水水饱饱和和度度仍仍然然很很高高，此此处处的的排排液液程程度度较较低低，排排液液的的初初速速度度与与井井底底周周围围的的水水饱饱和和度度、滤滤失失区区的的厚厚度度有有关关，并并受受控控于于随应力而变化的渗透率。随应力而变化的渗透率。生产生产1010天后裂缝附近地层含水饱和度的分布天后裂缝附近地层含水饱和度的分布水锁和水相渗透率对产量影响单相气与气水两相流对产量影响不大！因此，水锁影响并不大！渗透率伤害（粘土膨胀、堵塞等）对产量影响裂缝附近地层

19、渗透率降低裂缝附近地层渗透率降低2 2 2 2，产量降低，产量降低1010101015151515！因此，清水压裂也应因此，清水压裂也应针对性地选择添加剂，针对性地选择添加剂，以减少对储层的伤害！以减少对储层的伤害！岩石中的天然裂缝多半是表面粗糙，闭合后仍能保持岩石中的天然裂缝多半是表面粗糙，闭合后仍能保持一定的缝隙，这样形成的导流能力，对低渗储层来说一定的缝隙，这样形成的导流能力，对低渗储层来说已经足够了。这种情况已在实验室中观察到。已经足够了。这种情况已在实验室中观察到。常规冻胶压裂，由于排液不完善，裂缝的导流能力受常规冻胶压裂，由于排液不完善，裂缝的导流能力受残渣伤害等有所降低，清水压裂

20、基本上不存在不易排残渣伤害等有所降低，清水压裂基本上不存在不易排液的问题。液的问题。清清水水（线线性性胶胶）易易于于使使砂砂子子沉沉到到垂垂直直缝缝周周边边较较细细的的天天然裂缝中，扩大了渗滤面积。然裂缝中，扩大了渗滤面积。压裂过程中岩石脱落下来的碎屑（特别是在页岩地层压裂过程中岩石脱落下来的碎屑（特别是在页岩地层中）它们可能形成中）它们可能形成“自撑自撑”式的支撑剂。式的支撑剂。清水压裂增产机理常规解释 认为剪切力能使裂缝壁面从原位置上移动，从而认为剪切力能使裂缝壁面从原位置上移动，从而产生不重合并出现许多粗糙泡体表面，由于存在剪切产生不重合并出现许多粗糙泡体表面，由于存在剪切滑移，在裂缝延

21、伸过程中也能使已存在的微隙裂开，滑移，在裂缝延伸过程中也能使已存在的微隙裂开，并使断层面及其它弱面张开，这些现象可以发生在水并使断层面及其它弱面张开，这些现象可以发生在水力裂缝的端部或裂缝周围的滤失带中。力裂缝的端部或裂缝周围的滤失带中。剪剪切切膨膨胀胀扩扩展展裂裂缝缝基基本本假假设设清水压裂增产机理清水压裂增产机理新解释新解释剪切膨胀扩展裂缝剪切膨胀扩展裂缝物理过程物理过程当裂缝周边的岩石在当裂缝周边的岩石在压力超过门槛压力后，压力超过门槛压力后，即发生即发生“滑移滑移”破坏，破坏，两个裂缝粗糙面的滑动，两个裂缝粗糙面的滑动，使垂直于缝面的缝隙膨使垂直于缝面的缝隙膨胀。停泵后，张开了的胀。停

22、泵后，张开了的粗糙面使它们不能再滑粗糙面使它们不能再滑回到原来的位置，从而回到原来的位置，从而剪切膨胀的裂缝渗透率剪切膨胀的裂缝渗透率得到保持。得到保持。清清水水压压裂裂在在这这种种情情况况下下的的成成功功与与否否，取取取取决决决决于于于于是是否否存存在在着着有有利利的的天天然然裂缝系统以及它们对压力及原有的就地应力的响应程度。裂缝系统以及它们对压力及原有的就地应力的响应程度。质地强硬的岩石有许多粗糙的节理，很高的抗剪程度，很好的剪切质地强硬的岩石有许多粗糙的节理，很高的抗剪程度，很好的剪切 与裂缝导流能力的耦合性，清水压裂适用（与裂缝导流能力的耦合性，清水压裂适用（裂缝性致密砂岩、灰岩裂缝性

23、致密砂岩、灰岩裂缝性致密砂岩、灰岩裂缝性致密砂岩、灰岩 地层地层地层地层等）；等）；强度较弱的岩石如泥质砂岩就不适合清水压裂；强度较弱的岩石如泥质砂岩就不适合清水压裂；储层的裂缝网状分布及流体流动过程都可以用以评价是否应该采用储层的裂缝网状分布及流体流动过程都可以用以评价是否应该采用 清水压裂。清水压裂。清清 水水 压压 裂裂 增增 产产 的的 适适 应应 性性由于由于由于由于清水压裂清水压裂可免去制备冻胶所消耗的化学剂量，包括成胶剂、交链剂可免去制备冻胶所消耗的化学剂量，包括成胶剂、交链剂与破胶剂，不含残渣，不会堵塞地层；与破胶剂，不含残渣，不会堵塞地层；减少了砂（支撑剂）的用量及运砂的费用

24、减少了砂（支撑剂）的用量及运砂的费用所以所以所以所以 清水压裂与常规冻胶压裂在相同规模的作业中可节省费用清水压裂与常规冻胶压裂在相同规模的作业中可节省费用40%40%60%60%。对于那些渗透率很低的。对于那些渗透率很低的边际油气田边际油气田，清水压裂，清水压裂将是开采这类油气田的重要措施，也是降低采油成本，增加将是开采这类油气田的重要措施，也是降低采油成本，增加动用储量的有效途径。动用储量的有效途径。清清 水水 压压 裂裂 技技 术术 结结 论论、记录泵入水的回采率，但是此值受地层产记录泵入水的回采率，但是此值受地层产出水的影响很大。出水的影响很大。、计量排液中的聚合物浓度，此方法操作上计量

25、排液中的聚合物浓度，此方法操作上非常复杂，测试结果也不十分确切，由于滤失而非常复杂，测试结果也不十分确切，由于滤失而使聚合物浓度提高，在泵入水回采率的计算方面，使聚合物浓度提高，在泵入水回采率的计算方面，可能产生误导。可能产生误导。、分析注入前后的聚合物溶液以确定碳水化分析注入前后的聚合物溶液以确定碳水化合物的总含量，从而计算水的回采率。此方法同合物的总含量，从而计算水的回采率。此方法同样受缝中滤失的影响。样受缝中滤失的影响。压裂液排液或回排的监测压裂液排液或回排的监测常规方法常规方法返排率？返排率？问问 题题F获得的水回采率都不是从作业中各个压获得的水回采率都不是从作业中各个压裂液段中得到，

26、是笼统的整个作业过程裂液段中得到，是笼统的整个作业过程中的情况。中的情况。F有时返排率很高，但压后生产动态很差！有时返排率很高，但压后生产动态很差！（往往是最后注入的一段液体未排出堵（往往是最后注入的一段液体未排出堵塞了裂缝！）塞了裂缝！）？特点：特点：示踪剂具有独特性质，各不相同：它们彼示踪剂具有独特性质，各不相同：它们彼此不起反应，与岩层或金属管类也没有化学此不起反应，与岩层或金属管类也没有化学反应；不随时间或温度的变化而发生降解，反应；不随时间或温度的变化而发生降解，示踪剂在极低浓度（示踪剂在极低浓度（50ppt50ppt）下仍可被察觉。）下仍可被察觉。无论在运输、泵入或废弃时，都是安全

27、的。无论在运输、泵入或废弃时，都是安全的。易溶于水，滤失后也不会浓集。易溶于水，滤失后也不会浓集。性质各异的压裂用化学示踪剂（性质各异的压裂用化学示踪剂（CFTCFT）压裂液排液或回排的监测新方法新方法方法：方法：在泵的低压部分注入，浓度是在泵的低压部分注入，浓度是1ppm1ppm。压裂。压裂后返排每隔后返排每隔1515分钟采样一次一直到有天然气分钟采样一次一直到有天然气突破，可以分析到样品中突破，可以分析到样品中1 ppb1 ppb的含量。由于的含量。由于分层分液段泵入性质独特的分层分液段泵入性质独特的CFTCFT，可用物质平，可用物质平衡方法计算分层，分液段回排效率，从而获衡方法计算分层，

28、分液段回排效率，从而获得每口井的回排效率。得每口井的回排效率。一是井底附近一是井底附近 从井底附近地区回排是由于井底附近的从井底附近地区回排是由于井底附近的滤失量太大，前置液阶段的液体滤失于此地。滤失量太大，前置液阶段的液体滤失于此地。当作业井回排时，井底附近滤失液先排出来。当作业井回排时，井底附近滤失液先排出来。二是从裂缝端部二是从裂缝端部 当井筒附近的渗透率低或没有滤失时，当井筒附近的渗透率低或没有滤失时，前置液回流至井中并将它前面的液段推向井底，前置液回流至井中并将它前面的液段推向井底，先泵入的最后排出。先泵入的最后排出。压裂液的两种压裂液的两种回排类型回排类型常规冻胶压裂液与滑溜水压裂

29、液回排区别冻胶液可以冻胶液可以看作全悬浮看作全悬浮液，靠粘度液，靠粘度和排量携砂，和排量携砂，液段和支撑液段和支撑剂分布密切，剂分布密切，最后注入的最后注入的最先回排！最先回排！（受破胶剂（受破胶剂的影响）的影响）滑溜水靠排量携砂，砂子沉降后滑溜水靠排量携砂，砂子沉降后液体在砂堤形成漩涡流，使先后液体在砂堤形成漩涡流，使先后加入的液段混合在一起，在相同加入的液段混合在一起，在相同的时间以相同的浓度排出！的时间以相同的浓度排出！博西尔砂层冻胶压裂的回排剖面博西尔砂层冻胶压裂的回排剖面化学压裂示踪剂技术的应用冻胶化学压裂示踪剂技术的应用冻胶博西尔砂层滑溜水基清水压裂的回排剖面博西尔砂层滑溜水基清水

30、压裂的回排剖面化学压裂示踪剂技术的应用化学压裂示踪剂技术的应用清水清水高密度高密度高密度高密度 支撑剂材料强度的提高，支撑剂材料强度的提高，密度也随着加大，颗粒密度密度也随着加大，颗粒密度的增加，直接导致了输砂的的增加，直接导致了输砂的难度，也很难做到在水力裂难度，也很难做到在水力裂缝内均匀的布砂。沉降速度缝内均匀的布砂。沉降速度过快，也会导致压裂过程中过快，也会导致压裂过程中在地层中出现桥堵。在地层中出现桥堵。低密度低密度低密度低密度 低密度支撑剂能够在低排低密度支撑剂能够在低排量下保证支撑剂的输送，能提量下保证支撑剂的输送，能提供在绝大部分裂缝面积上得到供在绝大部分裂缝面积上得到支撑剂的机

31、会，降低支撑剂密支撑剂的机会，降低支撑剂密度还可以减少配制压裂液系统度还可以减少配制压裂液系统的复杂性从而减少了对填砂裂的复杂性从而减少了对填砂裂缝的伤害。缝的伤害。高强度超低密度支撑剂高强度超低密度支撑剂高强度超低密度支撑剂高强度超低密度支撑剂ULW、新材料高强度超低密度支撑剂高强度超低密度支撑剂高强度超低密度支撑剂高强度超低密度支撑剂美国美国BJBJ服务公司服务公司20032003年年两种两种ULWULW支撑剂支撑剂ULW ULW 1.251.25支支撑撑剂剂被被树树脂脂浸浸透透并并涂涂层层的的化化学改性核桃壳学改性核桃壳ULW 1.75 ULW 1.75 支撑剂树脂涂层的多孔陶粒支撑剂树

32、脂涂层的多孔陶粒新材料新材料高强度超低密度支撑剂高强度超低密度支撑剂ULWULW 1.25ULW 1.25支撑剂化学改性核桃壳支撑剂化学改性核桃壳ULW 1.75 ULW 1.75 支撑剂树脂涂层的多孔陶粒支撑剂树脂涂层的多孔陶粒新材料ULW1.25支撑剂支撑剂制作工序：制作工序：先先将将粒粒径径比比较较接接近近的的核核桃桃壳壳微微粒粒（20/3020/30目目）用用强强树树脂脂浸浸渍渍，然然后后将将浸浸透透的的核核桃桃壳壳用用酚酚醛醛树树脂脂涂涂层层，后后一一步步与与现现今今用用的涂层砂的工艺相似。的涂层砂的工艺相似。主要特点：主要特点：视密度为视密度为0.850.85克克/毫升毫升(是石英

33、砂的一半是石英砂的一半)7979摄氏度下能承受摄氏度下能承受41.4 MPa41.4 MPa的闭合应力，的闭合应力，温度升高则强度降低，温度升高则强度降低，107107时仅为时仅为27.6MPa27.6MPa；可破碎到任意可破碎到任意APIAPI（泰勒网目）的大小，（泰勒网目）的大小，6 6100100目。目。新材料ULW1.75支撑剂支撑剂 为为树树脂脂涂涂层层的的多多孔孔陶陶粒粒，制制造造过过程程与与常常规规低低比比重重的的陶陶粒粒支支撑撑剂剂（LWPLWP）相相似似，二二者者性性能能也比较接近，密度有较大的差别。也比较接近，密度有较大的差别。ULWULW的的密密度度约约在在1.75 1.

34、75 到到1.91.9克克/毫毫升升之之间间，与与制制造造过过程程中中控控制制颗颗粒粒的的孔孔隙隙度度有有关关。涂涂层层的的多多孔孔陶陶粒粒，一一方方面面增增加加了了它它的的强强度度并并封封闭闭了了颗颗粒粒外外部部的的孔孔隙隙，防防止止了了外外部部液液体体的的入入浸浸从从而而也也保持了低密度的特点。保持了低密度的特点。经经1#树脂处理后，树脂处理后，产生了共价键结构，产生了共价键结构，不仅增加了颗粒变不仅增加了颗粒变形尺寸的能力，并形尺寸的能力，并且提高了抗压强度。且提高了抗压强度。用用2#树树脂脂处处理理后后，由由于于产产生生了了巨巨大大的的共共价价键键力力及及在在核核桃桃壳壳基基质质内内聚

35、聚合合物物链链间间交交混混的的,所所以以颗颗粒粒的强度达到最大值。的强度达到最大值。新材料新材料ULWULW支撑剂性能评价支撑剂性能评价天然核桃壳、超低密核桃壳支撑剂的渗透率和导流能力随闭合压力变化的曲线天然核桃壳、超低密核桃壳支撑剂的渗透率和导流能力随闭合压力变化的曲线温度：温度：温度：温度：6666摄氏度摄氏度摄氏度摄氏度 铺砂浓度：铺砂浓度：铺砂浓度：铺砂浓度：4.884.88公斤公斤公斤公斤/平方米平方米平方米平方米 砂粒径：砂粒径：砂粒径：砂粒径：20/40 20/40 渗透率、导流能力渗透率、导流能力与闭合压力的关系与闭合压力的关系ULWULW支撑剂性能评价支撑剂性能评价温度：温度

36、：温度：温度：135135摄氏度摄氏度摄氏度摄氏度 铺砂浓度：铺砂浓度：铺砂浓度：铺砂浓度：9.769.76公斤公斤公斤公斤/平方米平方米平方米平方米(Ottawa(Ottawa砂与经济陶粒砂与经济陶粒砂与经济陶粒砂与经济陶粒)6.83 6.83公斤公斤公斤公斤/平方米平方米平方米平方米(涂层与未涂层超低密支撑剂涂层与未涂层超低密支撑剂涂层与未涂层超低密支撑剂涂层与未涂层超低密支撑剂)涂层与未涂层超低密支撑剂及标准涂层与未涂层超低密支撑剂及标准涂层与未涂层超低密支撑剂及标准涂层与未涂层超低密支撑剂及标准OttawaOttawa砂、经济陶粒的渗透率与闭合应力的关系砂、经济陶粒的渗透率与闭合应力的

37、关系砂、经济陶粒的渗透率与闭合应力的关系砂、经济陶粒的渗透率与闭合应力的关系渗透率、导流能力渗透率、导流能力与闭合压力的关系与闭合压力的关系ULWULW支撑剂性能评价支撑剂性能评价ULWULW支撑剂性能评价支撑剂性能评价静态沉降静态沉降动态沉降动态沉降ULWULW支撑剂性能评价支撑剂性能评价流流 动动 实实 验验支撑剂的平衡高度与水平流速的关系支撑剂的平衡高度与水平流速的关系支撑剂的平衡高度与水平流速的关系支撑剂的平衡高度与水平流速的关系支撑剂（支撑剂（20/40）Ottawa砂、砂、ULW1.25、ULW1.75液体（液体（7cp）添加有聚丙稀酰胺降阻剂的水溶液（滑溜水）添加有聚丙稀酰胺降阻

38、剂的水溶液（滑溜水）浓度（浓度（kg/m3）120（砂）（砂）60（超低密支撑剂）（超低密支撑剂）0.19m3/min0.03785m3/min0.095m3/min压压裂裂条条件件地点地点美国德州某气田美国德州某气田气藏埋深气藏埋深2484 2484 米米闭合压力闭合压力35.2 MPa35.2 MPa层厚层厚40 40 米米滑溜水滑溜水738.2 738.2 方方排量排量1212方分方分支撑剂支撑剂OttawaOttawa砂、砂、ULW1.25ULW1.25模模拟拟结结果果由由于于砂砂重重大大部部分分砂砂子子在在井井底底附附近近很很快快沉沉到到气气层层以以下下，形形成成砂砂堤堤，所所以以支

39、支撑撑长长度度也也比比压压裂裂长长度度短短很很多多。ULW1.25 ULW1.25 支支撑撑剂剂则则均均匀匀地地分分布布在在裂裂缝缝内内，改改善善了了缝缝的的支支撑撑长长度度，从从而而无无论论在在长长度度上上还还是是纵纵向向上都改善了导流能力。上都改善了导流能力。目前测得的井初产能力为每日目前测得的井初产能力为每日5667756677方，后来稳定在方，后来稳定在4534045340方。方。ULWULW支撑剂应用实例支撑剂应用实例Ottawa砂支撑裂缝模拟结果OttawaOttawaOttawaOttawa砂砂砂砂28077kg28077kg，基本沉入底层！，基本沉入底层！ULW1.7ULW1.7支撑剂支撑剂支撑裂缝模拟结果支撑裂缝模拟结果28835kg28835kg支撑剂基支撑剂基本在产层内！本在产层内！谢谢！