石油壓裂支撐劑介紹

石油壓裂支撐劑介紹

石油支撐劑又叫石油壓裂支撐劑。在石油天然氣深井開采時，高閉合壓力低滲透性礦床經壓裂處理后，使含油氣巖層裂開，油氣從裂縫形成的通道中匯集而出，此時需要流體注入巖石基層，以超過地層破裂強度的壓力，使井筒周圍巖層產生裂縫，形成一個具有高層流能力的通道，為保持壓裂后形成的裂縫開啟，油氣產物能順暢通過。用石油支撐劑隨同高壓溶液進入地層充填在巖層裂隙中，起到支撐裂隙不因應力釋放而閉合的作用，從而保持高導流能力，使油氣暢通，增加產量。

石油支撐劑的性能要求：

1、支撐劑要有足夠的抗壓強度和抗磨損能力，能耐受注入時的強大壓力和摩擦力，并有效地支撐人工裂縫。

2、支撐劑顆粒相對密度要低，便于泵入井下。

3、支撐劑顆粒在溫度為200度的條件下，與壓裂液及儲層流體不發生化學作用，酸溶解度最大允許值應小于7%。

目前常用的支撐劑主要有石英砂、鋁釩土陶粒砂及樹脂包覆的復合顆粒等。

由于石英砂成本低，同時密度較低易于泵送，被大量使用，但石英砂強底低、球度差，降低裂縫導流能力，不適用于閉合壓力高的深井。

樹脂包覆石英砂的復合顆粒，球度有改善，耐腐蝕性比較強，導流能力也較好，但產品保持期短，造價過高，在成本至上的今天推廣不易。

而采用鋁釩土陶粒工藝的陶粒支撐劑，密度高，球度好，耐腐蝕，耐高溫，耐高壓，同時成本可以得到較好的控制，因此越來越廣泛的被油氣田所采用。實踐證明，使用陶粒石油支撐劑壓裂的油井可提高產量30－50%，還能延長油氣井服務年限。

石油壓裂支撐劑歷史發展:

1940無支撐劑的壓裂施工試驗，由于效益不好無支撐劑壓裂很快停止。

1950 早期壓裂施工使用來自Arkansas河的石英砂和Illinois洲Ottawa的Saint Peter 地層的“White”石英砂。

1958 使用Brady附近Hickory砂巖的“Brown”石英砂。

1960 玻璃珠、塑料珠、胡桃殼-嘗試單層鋪砂設計，由于沉降、嵌入、應力集中而失敗（可溶性支撐劑隔離物）。

1970-1975 可固化樹脂包裹石英砂。

1979 第一種商業用陶粒支撐劑。

1980-1982 預固化樹脂包裹石英砂。

1985 低密度陶粒，加入添加劑的多孔支撐劑；如加入用于防止水垢的抑制劑等，對某些陶粒產品提高強度及更窄的粒徑分布范圍。

2002極低密度陶粒支撐劑成功。

陶粒相關知識:

在生產陶粒砂的過程中通常加入錳（Mn）元素以降低燒結溫度并將產品染成深色。目前國內大多廠家采用低品位(含量~50%)的錳礦或錳灰作為錳元素的來源。生料粉被送入一個小料倉，料倉下設置螺旋計量裝置或者調速皮帶秤裝置，計量生料量。該生料進入盤式制球機。同時，采用流量計可以計量水的多少，由管道泵把水噴入盤式制球機里面。制球機旋轉過程中，可以制成各種粒徑的料球。料球出盤后，由皮帶機送入篩分裝置，合格的進入回轉窯，過大的返回到原料粉磨流程。出冷卻機的陶粒砂，可以直接輸送到多級振動篩，按要求分為多個粒徑品級，大塊返回原料破碎流程。陶粒砂產品規格一般有:Ⅰ型0.45－0.9mm（20目－40目）高強度中密度，Ⅱ型0.9－1.25mm（16目－20目）高強度中密度，Ⅲ型1.0－1.70mm（12目－18目）高強度中密度，Ⅳ型0.224－0.65mm（40目－60目）高強度中密度。

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