石英砂必須追求高純度才能賣上好價錢嗎？高純石英砂乃至硅微粉都是純度越高,，價錢越高,，廠家為效益也是苦心鉆研如何提純,，找礦、上設(shè)備,、尋技術(shù)…為了提純,，日日夜夜,，費盡了心思。但市場真的對普通石英砂不屑一顧嗎,？
成都理工大學(xué)的汪靈教授在接受粉體網(wǎng)采訪時講到，“美國有一半甚至超過一半的石英砂用在了壓裂支撐劑,�,！笔聦嵈_實如此,，70年代中期到80年代初，國外水力壓裂技術(shù)的迅速發(fā)展促使壓裂支撐劑需求量急速增加,，從而石英砂供不應(yīng)求,，國外也開始了對壓裂支撐劑的研究。
石英砂如何在石油行業(yè)大發(fā)神威,？
在油氣領(lǐng)域，美國人咋就這么愛用石英砂,？要回答這個問題，就要了解什么叫壓裂,。
在石油領(lǐng)域，壓裂是指采油或采氣過程中,，利用水力作用,，使油氣層形成裂縫的一種方法，又稱水力壓裂,。
水力壓裂技術(shù)指的是在高壓情況下，將壓裂液泵入油井中,，導(dǎo)致井底產(chǎn)生高壓,，當(dāng)該壓力足以壓裂巖層時,，地層就會生成裂縫并向前擴展出一定空間。為了使裂縫保持張開,，在巖層壓裂后需在裂縫中隨壓裂液填入支撐劑,。輸送完支撐劑后,，降低壓裂液粘性并使之回流,，這樣導(dǎo)流率高的裂縫就產(chǎn)生了。
目前國內(nèi)外使用的石油壓裂支撐劑一般分為三類：石英砂,、陶粒支撐劑和覆膜支撐劑。
近年來,，油氣價格的持續(xù)低迷,，降本增效已成為頁巖氣開發(fā)的主旋律。北美除鉆完井提速增效外,，極大減少了陶粒用量，同時增加石英砂在壓裂施工中所占比例,，甚至不用陶粒,，大幅降低了壓裂材料的費用,，實現(xiàn)了低油氣價下的頁巖氣效益開發(fā),。
在北美頁巖氣壓裂施工中，陶粒支撐劑的使用比例在逐漸降低,�,？紤]壓裂成本與經(jīng)濟效果,，目前石英砂支撐劑在應(yīng)用中占主導(dǎo)地位。
據(jù)《石油藍皮書：中國石油產(chǎn)業(yè)發(fā)展報告（2018）》披露,，2017年中國成品油市場需求側(cè)有所改善,，表觀消費達3.2億噸,，同比增長2.8%。
中國石油資源分布圖
我國石油支撐劑行業(yè)尚處于起步階段,，企業(yè)數(shù)量不少,，但是各企業(yè)規(guī)模都非常小,，每個企業(yè)占據(jù)的市場份額都非常有限，行業(yè)集中度還比較低,。
2018年,，中國石油集團壓裂用石英砂需求量同比增長60%。其中長慶油田2018年計劃新增鉆井6000口以上,，壓裂用石英砂需求量約為900萬噸,。2018年，美國石油壓裂用石英砂需求量1億噸,，缺口4000萬噸。
隨著世界油氣開采工業(yè)的迅猛發(fā)展,，開采難度正在逐步加大,，油氣井的深度越來越深,，低滲透型礦床越來越多，對高強度壓裂支撐劑產(chǎn)品的需求量也逐步增大,。由于樹脂覆膜支撐劑（預(yù)固化樹脂覆膜石英砂）具有強度高,、耐腐蝕性強、導(dǎo)流能力好的特點,，其市場需求將不斷擴大，未來擁有廣闊的發(fā)展空間,。
壓裂石英砂的性能指標(biāo)
石英砂是一種分布廣,、硬度大的天然的穩(wěn)定性礦物,，其主要化學(xué)成分為二氧化硅(SiO2)。石英砂多為石英砂巖經(jīng)過水力沖刷,、風(fēng)化剝蝕等作用形成的顆粒,，因此主產(chǎn)于河灘,、沙漠、沿海地帶,。
我國壓裂用石英砂主要產(chǎn)于甘肅蘭州,、湖北蒲圻、江西永修,、湖南岳陽、山東榮城、吉林農(nóng)安,、福建福州,、河北承德、新疆和豐等地,。
石英砂中的主要礦物成分SiO2的含量高低與其粒度密切相關(guān)，通常粒度越大,，SiO2含量越高,。在中國，作為支撐用的石英砂中,，SiO2含量通常在80%左右，并且砂中會含有少量長石,、燧石及其它噴出巖及變質(zhì)巖等巖屑,。國外使用的優(yōu)質(zhì)石英砂中石英含量高達98%以上。
但因為使用用途的不同,，壓裂石英砂其實并不怎么看重二氧化硅的含量。在石油行業(yè),，對好的壓裂砂自有另一套評判的標(biāo)準(zhǔn),。如果你的壓裂砂能做到以下5點,，那么恭喜,，你和你的壓裂砂會受到石油人的熱烈歡迎。
1.球度與圓度
球度,，很好理解，指的是壓裂支撐劑（即石英砂）接近球形的程度,。
圓度在科普中國中的解釋為工件的橫截面接近理論圓的程度,。
在不熟悉的人看來,，圓度的概念有點抽象，其實簡單來講圓度可以理解為“圓潤度”,，顆粒棱角越多越尖銳則圓度越差；反之棱角圓滑，圓度就好,。
天然石英砂的球度與圓度應(yīng)不低于0.6,。實際檢測中,，用支撐劑球度、圓度圖版進行支撐劑球度與圓度的測試,，見下圖,。
圓度與球度指標(biāo)
在被測試的支撐劑樣品中任意取出20粒~30粒支撐劑，放在實體顯微鏡下觀察,，或拍下顯微照片，根據(jù)圖版確定每粒支撐劑的球度,，計算出這批支撐劑樣品的平均球度,、圓度。
2.酸溶解度
酸溶解度是指在規(guī)定的酸溶液及反應(yīng)條件下,，一定質(zhì)量的支撐劑被酸溶解的質(zhì)量與總支撐劑質(zhì)量的百分比。
耐酸性是壓裂支撐劑的重要指標(biāo),，有良好耐酸性的支撐劑可以在酸性巖層中工作更長時間,，并保持良好的導(dǎo)流能力。
各種粒徑規(guī)格支撐劑允許的酸溶解度值見表1,。值得注意的是，石英砂和陶粒支撐劑的酸溶解度指標(biāo)相同,。
表1 酸溶解度指標(biāo)
3.濁度
支撐劑的濁度為在規(guī)定體積的蒸餾水中加入一定質(zhì)量的支撐劑，經(jīng)搖動并放置一定時間后液體的渾濁程度,，單位是福氏濁度單位（FTU）,。
濁度主要表征了支撐劑表面光潔度，體現(xiàn)其表面所沾微粒的多少與大小,。按照規(guī)定，壓裂用石英砂的濁度應(yīng)不高于100FTU,。
4..抗破碎能力
對一定量的石英砂支撐劑,，在額定壓力下進行承壓測試所確定的破碎率,，表征了支撐劑抗破碎能力。影響破碎率的主要因素是石英砂支撐劑圓度、球度,、表面光潔度,、顯微結(jié)構(gòu)等。
石英砂支撐劑的破碎率影響著裂縫導(dǎo)流能力,。天然石英砂支撐劑的抗破碎能力測試應(yīng)使用規(guī)定尺寸范圍的破碎室，見下圖,。
破碎室示意圖
其適用的粒徑規(guī)格,、規(guī)定閉合壓力與破碎率指標(biāo)見表2,。
表2 抗破碎測試壓力及指標(biāo)
5.體積密度與視密度
石英砂支撐劑的體積密度為單位堆積體積的支撐劑質(zhì)量（單位g/cm3）反映支撐劑堆積體的整體密度。影響體積密度的主要因素為樣品視密度,、圓度,、球度,、表面光潔度等等,。
支撐劑的視密度為單位顆粒體積的支撐劑質(zhì)量（單位g/cm3）,。其與體積密度的區(qū)別為，計算視密度時的體積不包括顆粒之間的空隙體積,。影響支撐劑視密度的主要因素為樣品物相成分,、結(jié)構(gòu)與氣孔率。
對于不同密度的壓裂支撐劑,，采用的測試指標(biāo)不同�,？偨Y(jié)來講,，對壓裂用石英砂,，有如下要求：粒徑均勻，密度�,�,；強度大，破碎率�,�,；圓度和球度高；雜質(zhì)含量少,；來源廣，價廉,。
結(jié)語
久在石英砂行業(yè)的人都曾記得,，在2012年前由于板材砂價格的一路高漲，帶動著大大小小的石英礦價格也一路走高,。乃至于，個別的省份地區(qū)出現(xiàn)了只要投資板材石英砂,，就一定賺錢的現(xiàn)象,。于是，懂行的不懂行的,，大家一窩蜂的涌入，都殺進了這個本就競爭激烈的行業(yè),，造成石英砂行業(yè)開始進入了一種無序混亂的發(fā)展?fàn)顟B(tài),。
如今，這種混亂且無序的時代將一去不復(fù)返了,。在環(huán)保風(fēng)暴和價格戰(zhàn)雙重夾擊下，國內(nèi)石英砂行業(yè)更新迭代迅速進行,，局面的快速洗牌淘汰了一大批跟不上的企業(yè),。在今后數(shù)年內(nèi)，石英砂行業(yè)的發(fā)展將出現(xiàn)兩極分化,，一方面是高純石英砂的高端市場,，另一方面是低純石英砂的貨多走量。
有遠見的企業(yè)家懂得一個道理,，越是行業(yè)的冬天,，越是要堅定信心，耐得住性子,，熬過去就能遇見春暖花開,。未來的石英砂行業(yè)，留下的一定是那些能登高望遠的企業(yè)家們,。
參考來源
劉讓杰等.水力壓裂支撐劑現(xiàn)狀及展望
劉軍.生產(chǎn)工藝對壓裂支撐劑性的影響
高新平等. 頁巖氣壓裂用石英砂替代陶粒導(dǎo)流實驗研究
SY/T 5108-2006 壓裂支撐劑性能指標(biāo)及測試推薦方法
石英石網(wǎng)、粉體網(wǎng),、科普中國
（中國粉體網(wǎng)編輯/漫道）
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