值得指出的是:在水力壓裂技術(shù)工藝中,支撐劑的選擇至關(guān)重要。目前各油氣田使用的支撐劑主要有天然石英砂,人造陶粒、樹脂包層砂等無(wú)機(jī)礦物材料。其功能在于充填壓裂產(chǎn)生的水力裂縫,使之不再重新閉合,且形成一個(gè)具有高導(dǎo)流能力的流動(dòng)通道。在儲(chǔ)層特征與裂縫幾何尺寸相同的條件下,壓裂井的增產(chǎn)效果及其生產(chǎn)動(dòng)態(tài)取決于裂縫的導(dǎo)流能力,而裂縫導(dǎo)流能力的大小則與支撐劑的性能息息相關(guān)。自從出現(xiàn)水力壓裂技術(shù)以來(lái),天然石英砂是首選而又得到廣泛使用的支撐劑,至今它在國(guó)內(nèi)外油氣田生產(chǎn)中的用量仍居首位。其原因在于:
(1)天然石英砂是一種分布廣、硬度大、化學(xué)性能穩(wěn)定的非金屬礦物;
(2)天然石英砂適應(yīng)性強(qiáng),它可用于低閉合壓力的各類儲(chǔ)層,且圓球度較好的石英砂破碎后呈小塊狀,仍可保持一定的導(dǎo)流能力;
(3)100目(粒徑154μm)的細(xì)砂可做為壓裂液的固體防濾添加劑,它在裂縫延伸過(guò)程中可以充填那些與主裂縫溝通的天然裂縫,以降低壓裂液的濾失并起到一定增產(chǎn)作用;
(4)天然石英砂相對(duì)密度較低(2.65左右),流動(dòng)性良好,便于施工泵送;
(5)天然石英砂最大的優(yōu)點(diǎn)還在于貨源廣、價(jià)格低,這更是至今仍被國(guó)內(nèi)外油氣田大量使用的主要原因之一。
據(jù)悉,甘肅省蘭州市安寧堡的石英砂均呈圓形顆粒,品質(zhì)優(yōu)良,產(chǎn)品不僅銷往國(guó)內(nèi)各大油氣田,而且還出口到埃塞俄比亞、土庫(kù)曼斯坦、美國(guó)等國(guó)家。近幾年出口量呈逐年上升趨勢(shì),其中1998年出口量為3萬(wàn)噸,1999年出口量達(dá)4.3萬(wàn)噸,2000年出口量升至5萬(wàn)多噸,為石油工業(yè)的發(fā)展和非礦出口創(chuàng)匯做出可喜貢獻(xiàn)。
另外,筆者在對(duì)河北省承德市圍場(chǎng)天然石英砂進(jìn)行開發(fā)研究時(shí)發(fā)現(xiàn),承德石英砂與蘭州石英砂的化學(xué)成分及礦物組成極為接近,并對(duì)其進(jìn)行水洗脫泥—磁選除鐵—篩選分級(jí)等工藝處理后,所獲石英砂含鐵量降至0.1%以下,其白度和亮度顯著提高,且具有顆粒均勻,圓球易流動(dòng)、半透明等特點(diǎn),可用作油氣田水力壓裂支撐劑。如經(jīng)有效的開發(fā)利用,承德也將成為用于油氣生產(chǎn)的天然石英砂的重要產(chǎn)地之一。(付東)