石英砂是一種分布廣泛的硬度大質(zhì)脆的天然礦物，主要產(chǎn)于沙漠河灘以及沿海地區(qū)。天然石英砂主要組分為二氧化硅(SiO2)，同時(shí)有少量的Al2O3、Fe2O3、K2O、Na2O、CaO、MgO等成分。石英砂的主要礦物成分是石英，含量通常在80%以上，在優(yōu)質(zhì)石英砂中含量高達(dá)98.5%以上，石英砂因石英含量較高而具有堅(jiān)硬、耐磨、化學(xué)性能穩(wěn)定等特點(diǎn)，僅溶于氫氟酸，不溶于其他酸。
石英砂具有原料豐富、價(jià)格低，密度小(約為2.65g·cm-3)、易泵送，破碎后仍有較好的導(dǎo)流能力等優(yōu)勢(shì)，對(duì)低閉合壓力的油氣井有一定的增產(chǎn)作用。而且石英砂做壓裂劑成本低、操作便利、經(jīng)河水沖刷后表面較為圓潤(rùn)，因此被廣泛用作水力壓裂支撐劑。
但是，選用石英砂為支撐劑也存在一些不足：石英砂脆性較大、強(qiáng)度較低，裂縫閉合壓力高時(shí)石英砂容易破碎，顯著降低裂縫的有效支撐面積，達(dá)不到油氣增產(chǎn)效果;石英砂表面凹凸性不好，不利于增大裂縫的滲透率。另外就是石英砂熱膨脹系數(shù)較大，當(dāng)井深度較深、溫度較高時(shí)，石英砂存在因相變而產(chǎn)生突然膨脹的風(fēng)險(xiǎn)。這些缺點(diǎn)往往使得天然石英砂不能滿足深層低滲透油氣開發(fā)時(shí)水力壓裂的需要。
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