中國(guó)粉體網(wǎng)訊 石油壓裂支撐劑是一種在開(kāi)采石油時(shí)使用的裂縫填充材料,。隨著石油開(kāi)采深度的加深,，為提高油井產(chǎn)量和延長(zhǎng)開(kāi)采年限,，在開(kāi)采石油時(shí)，需要將支撐劑注入壓裂液中,，使開(kāi)采裂縫保持裂開(kāi)狀態(tài)以保證石油開(kāi)采的順利進(jìn)行,。
根據(jù)支撐劑的實(shí)際應(yīng)用狀況,，可以將其分為石英砂支撐劑、人造陶粒支撐劑和覆膜支撐劑等不同的類(lèi)型,。
三種支撐劑的主要屬性
根據(jù)對(duì)支撐劑市場(chǎng)的調(diào)查,，不同支撐劑的市場(chǎng)份額中，石英砂占80%,，陶粒支撐劑占10%,，覆膜樹(shù)脂砂占10%，可以看出目前市面上的支撐劑還是以石英砂為主,。盡管相較于陶粒和覆膜支撐劑來(lái)說(shuō),，石英砂的抗壓強(qiáng)度較低，抵抗破碎的能力較差,，但是近年來(lái),，國(guó)內(nèi)外壓裂支撐劑發(fā)展開(kāi)始逐漸趨于低成本化，未來(lái)石英砂仍然是壓裂支撐劑的首選,。
石英砂支撐劑的特點(diǎn)和制備方法
天然石英砂通常為石英砂巖經(jīng)風(fēng)化剝蝕和水力沖刷等作用形成的顆粒,，為了使其具有最佳性能，需要經(jīng)過(guò)一系列的加工處理如清洗,、烘干,、篩分等，才可以作為支撐劑進(jìn)行使用,。石英砂的主要成分為石英,，同時(shí)伴有少量的Fe2O3 和Al2O3以及CaO和MgO等。石英砂的體積密度一般約為1.75g/cm3,，視密度約為2.65g/cm3，可以作為壓裂支撐劑的石英砂,，其石英含量一般在80%左右,，對(duì)于更為優(yōu)質(zhì)的石英砂來(lái)說(shuō)，石英含量甚至可以達(dá)到98%,。北美地區(qū)壓裂所用的石英砂大致可分為白砂和黃砂,，白砂的石英含量高，單晶占比高,，雜質(zhì)少,，具有較好的抗破碎強(qiáng)度。黃砂的雜質(zhì)含量較高,，顏色較深,，且多晶石英占比較高，強(qiáng)度較白砂差,。中國(guó)天然石英砂支撐劑主要分布在新疆陸梁,、蘭州安寧、寧夏青銅峽、河北圍場(chǎng),、內(nèi)蒙古赤峰和通遼等地,，常見(jiàn)的粒徑規(guī)格為20/40目、30/50目,、40/70目和70/140目,。
石英砂支撐劑
來(lái)源：長(zhǎng)江材料
石英砂具有價(jià)格低廉、操作方便等優(yōu)點(diǎn),，在閉合壓力低的儲(chǔ)層有較好的增產(chǎn)改造效果,。但由于其自身抗壓強(qiáng)度較低、破碎率較大,，當(dāng)儲(chǔ)層閉合壓力達(dá)到甚至超過(guò)35 MPa時(shí),，石英砂會(huì)產(chǎn)生大量破碎，同時(shí)由于微粒運(yùn)移,、地層堵塞,、支撐劑嵌入以及壓裂液傷害等因素的影響，使支撐裂縫的導(dǎo)流能力大幅降低,，從而影響壓裂效果,，因此，石英砂一般比較適合于地層閉合壓力較小的油氣儲(chǔ)層壓裂作業(yè),。此外,，石英砂形狀不均勻，圓球度較低,，對(duì)壓裂管柱,、管匯和射孔炮眼等會(huì)產(chǎn)生較大磨損。
石英砂資源豐富,，價(jià)格便宜,，可就地取材，通常石英砂呈塊狀或顆粒狀,。石英砂支撐劑的制備方法可分為三種：直接就地取材在海灘,、河灘或者沙漠的石英砂篩選出合適粒徑直接使用；開(kāi)采的石英礦經(jīng)過(guò)破碎篩分后直接使用,；開(kāi)采的石英礦進(jìn)行破碎篩分后,，進(jìn)行拋光處理后作為支撐劑，提高石英砂支撐劑的球度,。
石英砂的礦物成分及晶體結(jié)構(gòu)為砂源地固有屬性,，提高天然石英砂支撐劑質(zhì)量的關(guān)鍵是控制成品砂的粒徑分布及砂表層處理工藝。同一規(guī)格石英砂粒徑分布為正態(tài)分布時(shí),，其抗壓強(qiáng)度基本相同,；接近其粒徑下限且分布較為分散時(shí),，測(cè)得的破碎率值較大。石英砂粒徑分布不僅影響破碎率,，對(duì)人工裂縫充填支撐后的導(dǎo)流能力影響更大,，由于壓實(shí)作用，同一規(guī)格不同粒徑分布的石英砂導(dǎo)流能力變化較大,。因而石英砂生產(chǎn)工藝中應(yīng)更注重篩分工序,，可采用多級(jí)、多次篩分處理,，直至符合要求,。
中國(guó)石英砂支撐劑性能評(píng)價(jià)方法
目前，常用的支撐劑檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)主要包括：美國(guó)石油學(xué)會(huì)發(fā)布的《水力壓裂和礫石充填作業(yè)用支撐劑性能測(cè)試方法》（API 19C-2018）,，國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化組織發(fā)布的《石油和天然氣工業(yè)完井液和材料第２部分：水力壓裂和礫石充填作業(yè)用支撐劑性能測(cè)試方法》（ISO 13503-2:2006(E)）,，中國(guó)石油天然氣行業(yè)發(fā)布的《水力壓裂和礫石充填作業(yè)用支撐劑性能測(cè)試方法》（SY/T5108-2014），中國(guó)石油天然氣集團(tuán)有限公司發(fā)布的企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)《壓裂支撐劑性能指標(biāo)及評(píng)價(jià)測(cè)試方法》（Q/SY17025-2019）,。目前國(guó)內(nèi)石油壓裂支撐劑檢測(cè)采用的行業(yè)推薦標(biāo)準(zhǔn)為《水力壓裂和礫石充填作業(yè)用支撐劑性能測(cè)試方法》（SY/T5108-2014）,，性能評(píng)價(jià)主要包括粒徑、圓球度,、酸溶解度,、濁度、密度,、破碎率和灼燒損耗等七大方面,。
壓裂支撐劑破碎率性能指標(biāo)
壓裂支撐劑酸溶解度性能指標(biāo)
總之，符合標(biāo)準(zhǔn)的支撐劑一般要具備：為了方便泵入地下,，相對(duì)密度不能太大,，一般認(rèn)為體積密度≤1.50 g/cm3，視密度在2.5g/cm3即為密度較低水平,；強(qiáng)度高,，在高閉合壓力下的破碎率小（壓裂支撐劑破碎率性能指標(biāo)如圖所示）,；在高溫及化學(xué)環(huán)境中穩(wěn)定性好（壓裂支撐劑酸溶解度性能指標(biāo)如圖所示）；圓球度好,，在井下支撐裂縫時(shí)可以保持較好的空隙,；價(jià)格便宜，原料來(lái)源廣,，制備,、生產(chǎn)工藝簡(jiǎn)單等特征。
結(jié)語(yǔ)
石英砂支撐劑雖然強(qiáng)度不大,，但成本低,，資源廣泛,，在多數(shù)的淺井開(kāi)采中，石英砂就可以達(dá)到支撐劑的標(biāo)準(zhǔn),，對(duì)增產(chǎn)石油天然氣有很好的效果,。近年來(lái)，國(guó)內(nèi)對(duì)石化類(lèi)能源的總需求仍將保持在高位水平,，油氣行業(yè)開(kāi)采投入仍在持續(xù)增加,，投資逐年增長(zhǎng)，因此石油天然氣行業(yè)的發(fā)展為壓裂支撐劑提供了廣闊的市場(chǎng)空間,，同時(shí)也將帶動(dòng)石英砂支撐劑產(chǎn)業(yè)的持續(xù)發(fā)展,。
參考來(lái)源：
毛崢等.水力壓裂支撐劑應(yīng)用現(xiàn)狀與研究進(jìn)展
宋攀等.石油壓裂支撐劑的研究進(jìn)展
接葉楠.壓裂支撐劑研究進(jìn)展
宋恩鵬.壓裂支撐劑國(guó)內(nèi)外檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)對(duì)比
尹輝.石英砂替代技術(shù)研究及質(zhì)量監(jiān)管
（中國(guó)粉體網(wǎng)編輯整理/初末）
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