水力压裂必备的材料指什么？

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在水力压裂中，高压泵车向井内挤入的液体总称为压裂液。为防止裂缝合拢而填入裂缝的砂子总称为支撑剂。压裂液和支撑剂是水力压裂必备的材料。

压裂液的种类很多，水基压裂液是以水为基本母体配制的压裂液。最常用的是水基冻胶压裂液，它是在水中加入增稠剂（植物胶或高分子聚合物）、交联剂、破胶剂、杀菌剂、防黏土膨胀剂等配制成的压裂液。

油基压裂液是以矿物油为基本母体配制而成的压裂液。最常用的为油基冻胶压裂液，是在稀的原油或柴油中添加稠化剂配制的。稠化剂有四类：皂类、磷酸酯铝盐类、醇盐类、脲类。

泡沫压裂液是用添加了增稠剂的淡水或盐水溶液为母液，在发泡剂存在的条件下，再混入气体配制而成。常用气体有二氧化碳、氮气、空气。

另外还有乳化压裂液、酸基压裂液等。

一个较理想的压裂液应具备以下性能：

可用较少的液体获得较大的裂缝，即压裂液有较小的滤失性能；容易泵送，即摩擦阻力系数小；悬砂能力强，以保证携带支撑剂进入裂缝深处，支撑更长的裂缝；对油层和新生成的裂缝的损害应尽可能的小，易于从地层中返出，以保证压裂增产效果。另外，压裂液还应符合环保的要求。

压裂用的另一种材料为支撑剂。最早使用的支撑剂为天然石英砂，价格便宜、取材方便，加之当时的井浅，石英砂有较好的适应性，故广泛得以使用。后来，随着井况的变化，又试验使用核桃壳、玻璃珠等，但都由于各自的缺点没有推广。近几年用于深井的支撑剂是由铝矾土烧制的圆球状颗粒，我国称之为陶粒，最常用的陶粒直径为0.5～0.8毫米。加工方法有两种，一种是将原材料熔融后喷吹成型，表面光滑，圆球度好；另一种方法是将材料加工成颗粒然后烧结，圆球度差于喷吹陶粒，但密度较喷吹成型的小，加工成本也低。一种理想的支撑剂，应具有在裂缝的闭合压力下保持液体流动通畅，易于被送入裂缝深处，不易破碎，不易被地下流体腐蚀，圆球度好，价格便宜。目前我国浅井压裂用的支撑剂是石英砂，深井压裂用的支撑剂是陶粒。两种支撑剂在不同压力条件下的性质有显著差别。对于压裂来说希望其对裂缝的支撑能力强，液体流动畅通，专业术语称之为导流能力。这个指标可在实验室用专门的导流能力测定仪进行测定。从导流能力对比图上不难看出，在高压下陶粒的性能要优于石英砂。这也是浅井压裂一般用石英砂，深井压裂用陶粒的主要原因。

导流能力测试仪

导流能力对比图