石油压裂支撑剂的核心作用是在油气井压裂施工后,支撑压开的地层裂缝保持张开状态,为油气从地层流向井筒提供稳定的导流通道,从而大幅提升油气井的产量和采收率。
一、核心作用解析
压裂支撑剂的作用贯穿于压裂施工及油气生产全过程,其核心价值体现在以下三个方面:
1. 支撑裂缝,防止闭合
油气储层通常埋藏较深,地层存在巨大的地应力。压裂施工时,高压液体将地层压开形成裂缝;施工结束后,若没有支撑剂填充,地应力会迅速使裂缝重新闭合,无法形成有效通道。支撑剂填充在裂缝中,依靠自身强度抵抗地应力,使裂缝长期保持张开状态,为油气流动提供空间。
2. 构建导流通道,提升油气产量
支撑剂在裂缝中堆积形成具有一定孔隙和渗透率的 “支撑剂层”,这一层相当于为油气开辟了一条从地层深处直达井筒的 “高速公路”。
相比原始地层,支撑剂层的渗透率可提升数个至数十个数量级,大降低油气流动阻力。
裂缝的延伸范围结合支撑剂的导流能力,能让更多地层中的油气通过裂缝快速产出,直接提升单井产量。
3. 延长油气井生产寿命
通过支撑剂维持裂缝的长期有效性,可避免油气井因产量快速下降而频繁进行重复压裂作业。
好的支撑剂能在长期生产过程中(通常数年至十几年)保持结构稳定,抵抗地层水、地层压力及油气冲刷的影响,确保导流通道不堵塞、不失效。
这不仅减少了后期维护成本,还能充分开采地层中的油气资源,提高整体采收率。
二、实现作用的关键性能要求
支撑剂需具备特定性能才能有效发挥作用,核心性能指标直接决定其支撑效果:
高强度与抗压性能:需承受地层的闭合压力(深层储层压力可达数十至数百 MPa),避免被压碎或变形,防止堵塞裂缝通道。
良好的导流能力:支撑剂颗粒间需保持足够的孔隙,确保油气能顺畅通过,通常用 “导流能力”(单位时间内单位面积的流量)衡量。
化学稳定性:在地层水、酸性气体(如 CO₂、H₂S)等腐蚀环境下,不发生化学反应或溶解,避免产生杂质堵塞裂缝。
抗磨损与圆球度:颗粒形状接近圆形(圆球度高),在压裂液携带过程中磨损小,且堆积时孔隙分布均匀,导流效果更稳定。