压裂及防砂的支撑剂选择

压裂－充填技术是一种获得高产能及防砂的好办法，但是，对于支撑剂的选择尚存在很明显的分歧本文通过研究优化临界汉动速度的计算方法，提出了各种产量条件下，不同裂缝尺寸的支撑剂选择界限，为有效的压裂－充填设计提供定量参数。     

预固化树脂覆膜砂的研究

开发了一种制备预固化树脂覆膜石英砂支撑剂的方法。石英砂加热至110～350℃，置于混砂机内搅拌。依次往石英砂中加入偶联剂、树脂和增韧剂。搅拌10～20s后，加入固化剂使其表面覆膜树脂开始固化。搅拌60～120S后，加入硬脂酸钙。继续搅拌60～180s后，覆膜石英砂颗粒流动自如。冷却、过筛即可得到树脂覆膜石英砂。讨论了树脂的种类和含量、偶联剂和增韧剂对石英砂表面光滑度、圆度、球度、密度、酸溶解度、破碎率及导流能力的影响。石英砂被覆膜树脂后同中密度的陶粒支撑剂（52MPa）相比，具有密度小、酸溶解度低、抗破碎能力强和短期导流能力好等特性。预固化树脂砂的价格和施工成本都比陶粒低，现场施工已证明。使用预固化树脂砂不仅提高了原油产率，而且延长了压裂后的时效性，是一种具有发展前景的压裂支撑剂。     

有机聚合物覆膜对石英砂压裂支撑剂破碎率的影响研究

天然石英砂压裂支撑剂具有成本低、来源广的优点,但存在破碎率高的缺点。如何有效降低天然石英砂压裂支撑剂的破碎率,是拓展其应用的关键问题。覆膜法将有机聚合物包覆在天然石英砂压裂支撑剂表面,制备具有“核壳”结构的覆膜砂,是降低破碎率的重要方法。以70-140目石英砂压裂支撑剂为研究对象,分别以酚醛树脂、环氧树脂、呋喃树脂、聚氨酯为包覆剂,制备了4种覆膜砂,研究了有机聚合物不同种类和不同用量对天然石英砂压裂支撑剂破碎率的影响。结果表明：当采用同种有机聚合物时,在69 MPa闭合压力下,随着有机聚合物用量增加(2%～4%),破碎率先快速降低、后缓慢降低,当有机聚合物用量为6%时,破碎率显著降低;当有机聚合物用量均为6%时,在69 MPa闭合压力下,环氧树脂所得覆膜砂破碎率最低(其值为0.8%),呋喃树脂所得覆膜砂破碎率最高(其值为3.1%),酚醛树脂和聚氨酯所得覆膜砂破碎率居中(其值分别为1.3%和1.8%)。该研究结果可为低破碎率覆膜砂的合成提供一定的理论依据。     

支撑剂的研究现状及展望

随着深层油藏和非常规储层开发进程加快,裂缝几何尺寸、储层物性复杂化,压裂工艺对支撑剂的性能要求也越来越高。支撑剂作为压裂作业中必不可少的元素,通过支撑水力压裂形成的人工裂缝,为油气畅流入井提供高速导流通道,故加深对支撑剂的研究将有助于高效经济地提高油气产量。本文调研了国内外支撑剂的发展现状,分类阐述了现有支撑剂特点,分析了支撑剂性能的影响因素并对比了不同压裂液体系支撑剂的运移规律,最后对支撑剂的发展及应用趋势做出了展望。     

压裂覆膜石英砂沉降机理研究及压裂施工排量优化

采用压裂覆膜石英砂压裂施工具有环保压力小、储层二次伤害低,节能、成本低等特性.压裂覆膜石英砂具有低密度、自悬浮及降摩阻等技术特性,能够采用地层水、清水、返排液等液体进行携砂压裂的一种覆膜砂.通过对压裂覆膜石英砂开展室内性能检测及实验评估,同时结合不同油藏地质特征及现场实际需求,优化出压裂施工排量与"储层埋藏深度、管柱内径大小、支撑剂浓度以及支撑剂粒径"四者的相关性,优化出"埋深、管柱、砂浓度、粒径"四位一体的压裂施工排量优化方案,指导青海油田清水压裂在不同区块措施改造方案的优化及改进.     

尾追覆膜砂防砂压裂在石南21井区的应用

石南21井区作为整体压裂区块，压裂措施在油田开发上的地位是举足轻重的。但2004年实施的压裂井发现支撑剂回流现象比较严重，导致砂埋油层以及支撑剂上返地面，对设备造成伤害，并影响生产。尾追覆膜砂防砂压裂工艺可以有效防止压裂后支撑剂的回流，并且通过改盘配方及优化设计，能够达到预期的改造效果，同步实现了增产和防砂两个既定目标。     

树脂涂层砂在压裂上的应用

油层压裂中传统使用的支撑剂为石英砂或陶粒。这两种支撑剂都不能防止压裂作业后井筒周围的支撑剂吐出或裂缝排空,以及压碎支撑剂和嵌入较软地层。国外七十年代将研制的树脂涂层砂用于水力压裂,它具有石英砂和陶粒所缺乏的优点,称之为中等强度支撑剂。室内评价了这种支撑剂,与石英砂及陶粒做了对比,并进行了现场试验,本文综合了评价简况。     

新型高效环保树脂覆膜砂

<正>Preferredsands公司研发出一种不含酚的新型树脂覆膜砂,该覆膜砂与常规酚基树脂砂相比,更环保、防砂性能更好,性价比更高。常规酚基树脂中包含能溶于水的酚和苯酚甲醛,会对携砂液的性能造成影响。此外,在裂缝开始闭合并迫使支撑剂颗粒相互接触之前,部分酚醛塑料就已完全凝固。因此,常规树脂砂不能产生很强的固结或胶结效果。该公司针对具体井况生产RCS石榴石型和RCS珍珠型2种树脂覆膜砂:1)     

陶粒砂支撑剂压裂工艺在志丹探区的应用

水力压裂是低渗-特低渗油田的主要增增产措施,志丹探区属低渗-特低渗油田,油井主要生产层位为三叠系延长组。延长组油层埋藏探,岩石致密,平均孔隙度10.48%,渗透率4.49×10^-3μ,含油饱和度46%,物性差,采用水力压裂求产,以往以石英砂作为支撑剂,由于石英砂圆度,球度低,破碎率高,闭合压力低,导流能力较低,从而影响油井产量,故引进性能较好的陶粒砂为支撑剂进行水力压裂,从而达到油井增产的目的。     

压裂支撑剂的选择和防砂

本文首先给出砾石、砂子和支撑剂的定义，接着讨论选定支撑剂大小的主要难点，颗粒大的支撑剂渗透率大，而颗粒小的支撑剂强度高并且滤砂能力强。介绍了用控制入口速度的方法防止砂子侵入裂缝的方程并给出了实际确定支撑剂尺寸的数据表；列举了这些表的用法的例子。     

水力加砂压裂技术在苏里格气田的应用

目前苏里格气田水力加砂压裂在压裂液优化、支撑剂选择、泵注程序参数确定和液体返排技术方面存在较多问题.针对这些问题进行了认真研究,优选出了适合该区块的压裂液配方和支撑剂,优化了压裂液配置程序,提出了"适度规模、小排量、造长缝、合理砂浓度、有限导流能力"的水力压裂改造思路.经现场试验,桃7-8-5和桃7-9-14井均获得大幅增产,效果显著.     

水力压裂支撑剂铺置形态影响因素研究

为改善支撑剂在裂缝中的铺置形态和提高压裂增产效果,采用实验模拟方法,应用可视化裂缝平板装置开展压裂液携砂实验,结合支撑剂颗粒的微观运动轨迹和砂堤的宏观形状,描述缝内砂堤的形成过程,分析黏性和非黏性压裂液携砂方式的区别,研究射孔孔眼间干扰、压裂液排量、压裂液黏度和施工砂比对缝内砂堤形态的影响规律。结果表明:支撑剂在裂缝中的运移是流化和沉积共同作用的结果,以流化拖拽和输送为主;黏性压裂液中流化层和砂堤之间可形成不流动的液体薄层,对颗粒具有托举作用,减小流体和颗粒间的摩擦和碰撞;砂堤的形成过程共经历砂堤形成、生长、平衡状态和活塞状推进4个阶段,在射孔孔眼干扰和液体冲蚀的共同影响下,形成的砂堤形态可由堆积角、平衡高度和前进角表征,裂缝内存在近井筒和缝高方向的无砂区;砂堤的平衡高度主要取决于支撑剂颗粒的运动速度,与施工排量和压裂液黏度成反比,与砂比成正比。该研究可为压裂施工参数优化提供参考。     

大港油田多涂层预包防砂支撑剂研制与应用

针对浅层低温（低于50 ℃）防砂井化学材料难以固结、影响防砂效果的问题,研制了一种不需要外固化剂,就具有低温快速固化且高强度特点的多涂层包胶防砂支撑剂。从树脂胶结体系选择、固化体系选择、外包胶材料及包胶工艺选择、颗粒配方等方面进行了多涂层预包防砂支撑剂配方的研究。研制的防砂支撑剂分为A剂和B剂,其中A剂为树脂胶结支撑剂,B剂为树脂固化支撑剂。对该支撑剂进行了性能评价,包括固化温度和固化时间对人工岩心固结强度和渗流能力的影响评价、耐酸碱介质性能评价、岩心稳定性及其他性能评价。性能测试发现,A剂和B剂按质量比1∶1充分混合,在25 ℃下固化4 h后抗压强度能达到6 MPa以上,液相渗透率大于1 μm2。该防砂支撑剂在大港油田现场应用4口井,结果表明,该防砂支撑剂能够解决低温出砂井、生产大压差井、注水井和侧钻井的防砂难题,且防砂效果良好。      

非常规储层压裂砂比对支撑剂铺置质量影响的实验研究

低孔超低渗透率的非常规储层需通过大规模的水力压裂形成支撑剂填充的高导流裂缝,才能获得有经济效益的油气产量,缝内支撑剂铺置规律直接影响压裂效果,影响支撑剂铺置的因素包括施工排量、施工压力、砂比等。为了研究砂比对支撑剂在缝内铺置的影响,运用了大型可视平板垂直裂缝模拟系统,研究了不同砂比下陶粒支撑剂在裂缝中的沉降运移规律。实验结果表明,砂比对20 ~ 40目陶粒砂堤形状有影响,但砂堤形状变化较小;当陶粒砂比增加时,陶粒堆积形成的砂堤坡度减小;陶粒砂比增加,陶粒颗粒之间的碰撞作用增强,沉降量减小,砂堤高度减小;陶粒支撑剂水平运移速度受砂比影响较小,接近液体流速;陶粒砂比增加,陶粒支撑剂的沉降速度减小。研究结果可为支撑剂沉降运移动态研究及支撑剂优选提供参考。     

可延时固化的网络覆膜砂研究

开发的适合于多层防砂的KV-3型网络覆膜砂，可以延时固化，具有较高的强度和渗透率，因此可以用一次防砂管柱实现多层防砂施工的目的，人为地控制固化。该网络覆膜砂具有较高的强度和渗透率．在70℃左右条件下，同化剂质量分数为25％～30％时，抗折强度可达2．5MPa，抗压强度可达4．7MPa。     

耐高温的硼改性酚醛树脂涂敷砂

由碱法酚醛树脂与硼酸制成硼改性酚醛树脂（乙醇溶液），再与粒径0．4～0．8mm的石英砂一起制成树脂涂敷砂．经组分筛选得到实用配方如下（以质量计）：石英砂100％．树脂10％，偶联剂ST-30．15％～0．20％。增韧剂ZF-0.1 0．9％～1．0％。由100g石英砂＋10g树脂＋0．9g增韧剂＋0．2g偶联剂组成、在水介质中于70℃固化反应72小时，再在180～360℃不同温度下老化24小时得到的固结砂样，抗压和抗张强度在老化温度为200℃时最高．分别为12．1和7．7MPa，老化温度300℃时分别为9．7和4．2MPa，符合防砂要求；老化温度在240～300℃时空气渗透率为32．6～34．1时。在以蒸汽吞吐方式开发、油井出砂严重的胜利孤岛稠油油田，从2002年开始用该树脂涂敷砂进行防砂施工128井次，施工成功率98．6％，平均注汽温度305℃，注汽质量流量13．5t／h．平均有效期298天。表5参2。     

二次加砂压裂理论模型及应用

二次加砂压裂作为一项针对特殊储集层发展起来的应用工艺技术,在形成短宽缝、避免裂缝穿层方面优势明显,在现场得到了成功应用。但由于未针对二次压裂开展相关理论研究,导致现场设计存在极大的盲目性。在考虑砂堤高度随时间不断变化对流体压降影响的基础上,建立了适用于二次加砂压裂的裂缝延伸模型;考虑支撑剂的对流影响建立了支撑剂沉降运移模型,采用界面追踪求解支撑剂运移分布。编制程序对比分析了二次加砂压裂与常规压裂的裂缝参数。计算结果表明,二次压裂和常规压裂相比,支撑裂缝长度和高度减小,宽度明显增加,裂缝导流能力显著提高。根据油田实际物性特征,优化了二次加砂压裂工艺,实施后增产效果理想,具有推广应用价值。     

酚醛树脂外固化剂的实验研究及固砂性能评价

通过对酚醛树脂固化原理分析和实验筛选,确定了适用于酚醛树脂的ZX系列外固化剂,考察了外固化剂加量、固化温度、固化时间对固结体抗压强度的影响。对固结体的抗老化性和耐介质性进行了评价,为现场应用提供了依据。筛选出的外固化剂有利于延长防砂有效期,提高油田的综合经济效益。     

加砂压裂技术在洛带气田的应用研究

详细分析了洛带气田低压、低渗和低产的原因，并有针对性地开展了压裂液配方、压裂工艺研究与试验，找到了适合洛带构造的加砂压裂方案。现场应用表明，加砂压裂后气井增产效果非常明显，效益显著。     

压裂气井出砂机理研究

油田上普遍使用水力压裂增产技术来提高低渗透性气藏的产量,否则,气藏便会失去商业开采价值。然而,经过压裂施工后,发现有支撑剂回流到地面,导致气井出砂严重。这不仅将造成生产设备严重损坏,而且会严重降低支撑裂缝的导流能力,引起气井产量的大幅度下降,从而减少了由增产措施所带来的经济收入。文章以长庆气田榆2 6 - 12井为例,根据岩石力学理论,采用三维压裂模拟设计软件,研究了压裂气井的出砂机理,从而为压裂气井的出砂提供了理论依据