石油压裂支撑剂介绍

石油压裂支撑剂介绍

石油支撑剂又叫石油压裂支撑剂。在石油天然气深井开采时，高闭合压力低渗透性矿床经压裂处理后，使含油气岩层裂开，油气从裂缝形成的通道中汇集而出，此时需要流体注入岩石基层，以超过地层破裂强度的压力，使井筒周围岩层产生裂缝，形成一个具有高层流能力的通道，为保持压裂后形成的裂缝开启，油气产物能顺畅通过。用石油支撑剂随同高压溶液进入地层充填在岩层裂隙中，起到支撑裂隙不因应力释放而闭合的作用，从而保持高导流能力，使油气畅通，增加产量。

石油支撑剂的性能要求：

1、支撑剂要有足够的抗压强度和抗磨损能力，能耐受注入时的强大压力和摩擦力，并有效地支撑人工裂缝。

2、支撑剂颗粒相对密度要低，便于泵入井下。

3、支撑剂颗粒在温度为200度的条件下，与压裂液及储层流体不发生化学作用，酸溶解度最大允许值应小于7%。

目前常用的支撑剂主要有石英砂、铝钒土陶粒砂及树脂包覆的复合颗粒等。

由于石英砂成本低，同时密度较低易于泵送，被大量使用，但石英砂强底低、球度差，降低裂缝导流能力，不适用于闭合压力高的深井。

树脂包覆石英砂的复合颗粒，球度有改善，耐腐蚀性比较强，导流能力也较好，但产品保持期短，造价过高，在成本至上的今天推广不易。

而采用铝钒土陶粒工艺的陶粒支撑剂，密度高，球度好，耐腐蚀，耐高温，耐高压，同时成本可以得到较好的控制，因此越来越广泛的被油气田所采用。实践证明，使用陶粒石油支撑剂压裂的油井可提高产量30－50%，还能延长油气井服务年限。

石油压裂支撑剂历史发展:

1940无支撑剂的压裂施工试验，由于效益不好无支撑剂压裂很快停止。

1950 早期压裂施工使用来自Arkansas河的石英砂和Illinois洲Ottawa的Saint Peter 地层的“White”石英砂。

1958 使用Brady附近Hickory砂岩的“Brown”石英砂。

1960 玻璃珠、塑料珠、胡桃壳-尝试单层铺砂设计，由于沉降、嵌入、应力集中而失败（可溶性支撑剂隔离物）。

1970-1975 可固化树脂包裹石英砂。

1979 第一种商业用陶粒支撑剂。

1980-1982 预固化树脂包裹石英砂。

1985 低密度陶粒，加入添加剂的多孔支撑剂；如加入用于防止水垢的抑制剂等，对某些陶粒产品提高强度及更窄的粒径分布范围。

2002极低密度陶粒支撑剂成功。

陶粒相关知识:

在生产陶粒砂的过程中通常加入锰（Mn）元素以降低烧结温度并将产品染成深色。目前国内大多厂家采用低品位(含量~50%)的锰矿或锰灰作为锰元素的来源。生料粉被送入一个小料仓，料仓下设置螺旋计量装置或者调速皮带秤装置，计量生料量。该生料进入盘式制球机。同时，采用流量计可以计量水的多少，由管道泵把水喷入盘式制球机里面。制球机旋转过程中，可以制成各种粒径的料球。料球出盘后，由皮带机送入筛分装置，合格的进入回转窑，过大的返回到原料粉磨流程。出冷却机的陶粒砂，可以直接输送到多级振动筛，按要求分为多个粒径品级，大块返回原料破碎流程。陶粒砂产品规格一般有:Ⅰ型0.45－0.9mm（20目－40目）高强度中密度，Ⅱ型0.9－1.25mm（16目－20目）高强度中密度，Ⅲ型1.0－1.70mm（12目－18目）高强度中密度，Ⅳ型0.224－0.65mm（40目－60目）高强度中密度。

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