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陶粒砂的基本概念
发布时间:2016-08-26

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。

简介

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,是石油、天然气低渗透油气井开采、施工的关键材料,不但能增加油气产量,而且更能延长油气井服务年限。

陶粒石油支撑剂的主要原材料是铝钒土,而我国是铝土矿富集******,铝土矿分布高度集中,山西、贵州、河南和广西四个省(区)的储量合计占全国总储量的90.9%(山西41.6%、贵州17.1%、河南16.7%、广西15.5%),其余拥有铝土矿的15个省、自治区、直辖市的储量合计仅占全国总储量的9.1%。中国公司制造的陶粒支撑剂以其良好的支撑能力,逐渐取代常规支撑剂砂子,进入美国市场。迄今,中国制造的陶粒支撑剂已占据整个北美陶粒支撑剂市场13%的份额,平均每年的业务总量达30亿美元。

技术方面

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 ******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。

行业的发展

近几年,随着国内石油压裂支撑剂生产的发展,石油压裂支撑剂产品出口量逐渐从无到有,从少到多。不过,总体而言,出口量仍小于进口量。而且产品主要集中在附加值较低的中低端产品上,进口的则是附加值高的高端产品,如性能******的高强度石油压裂支撑剂产品。我国石油压裂支撑剂行业发展并不快,市场规模年均增长率在15%左右,企业总产能年均增速在12%左右。企业数量众多,但大多数是小型企业,产量低,技术含量低,竞争手段也主要集中在产品价格上面,并没有占据市场较大份额的特大规模企业产生。国内石油需求量继续增加,石油对外依存度继续增大。为了满足国内日益增加的石油需求,石油开采业发展迅速。与此相对应的就是相关产品生产的迅速扩大。我国石油压裂支撑剂行业在这段时间,发展比较迅速,市场规模增速达到20%。2009 年,中国石油压裂支撑剂行业投资金额4.7 亿元,2011 年增长到6.2亿元,年均增长率在13%以上。

性能

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******允许值应小于7%。

材料

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,是石油、天然气低渗透油气井开采、施工的关键材料,不但能增加油气产量,而且更能延长油气井服务年限。

陶粒石油支撑剂的主要原材料是铝钒土,而我国是铝土矿富集******,铝土矿分布高度集中,山西、贵州、河南和广西四个省(区)的储量合计占全国总储量的90.9%(山西41.6%、贵州17.1%、河南16.7%、广西15.5%),其余拥有铝土矿的15个省、自治区、直辖市的储量合计仅占全国总储量的9.1%。中国公司制造的陶粒支撑剂以其良好的支撑能力,逐渐取代常规支撑剂砂子,进入美国市场。迄今,中国制造的陶粒支撑剂已占据整个北美陶粒支撑剂市场13%的份额,平均每年的业务总量达30亿美元。


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