第一節(jié) 高強(qiáng)度石油壓力支撐劑產(chǎn)品分類與構(gòu)成 分析

一、高強(qiáng)度石油壓力支撐劑 行業(yè) 產(chǎn)品分類標(biāo)準(zhǔn)

高強(qiáng)度石油壓力支撐劑根據(jù)密度的不同，產(chǎn)品可分為高、中、低高強(qiáng)度石油壓力支撐劑三類產(chǎn)品。

二、高強(qiáng)度石油壓力支撐劑產(chǎn)品國(guó)內(nèi)市場(chǎng)份額

高強(qiáng)度石油壓力支撐劑產(chǎn)品國(guó)內(nèi)市場(chǎng)份額

第二節(jié) 國(guó)內(nèi)高強(qiáng)度石油壓力支撐劑產(chǎn)品 技術(shù)工藝 應(yīng)用 分析

目前，我國(guó)高強(qiáng)度石油壓裂支撐劑技術(shù)以攀鋼為代表，其產(chǎn)品已達(dá)世界先進(jìn)水平。

攀鋼經(jīng)過(guò)2年多科技攻關(guān)，利用廢棄高爐渣自主研發(fā)建成的高鈦石油壓裂支撐劑生產(chǎn)線順利實(shí)現(xiàn)達(dá)產(chǎn)目標(biāo)，月產(chǎn)量836噸，創(chuàng)該生產(chǎn)線投產(chǎn)以來(lái)的最高記錄，具備年產(chǎn)1萬(wàn)噸高鈦石油壓裂支撐劑生產(chǎn)能力；產(chǎn)品質(zhì)量經(jīng)美國(guó)權(quán)威機(jī)構(gòu)檢測(cè)，達(dá)到世界先進(jìn)水平。目前，該產(chǎn)品已在中石油等企業(yè)廣泛應(yīng)用，并遠(yuǎn)銷俄羅斯、哈薩克斯坦、阿塞拜疆等國(guó)家，標(biāo)志著攀鋼堅(jiān)持自主創(chuàng)新，走循環(huán)經(jīng)濟(jì)道路，開發(fā)利用二次資源取得重大進(jìn)展。

石油壓裂支撐劑是石油、天然氣低滲透油氣井開采壓裂施工的關(guān)鍵材料，能有效提高油氣產(chǎn)量和延長(zhǎng)油井壽命，國(guó)際國(guó)內(nèi)市場(chǎng)需求日益旺盛。為實(shí)現(xiàn)攀鋼高爐渣向再生資源的根本性轉(zhuǎn)變，攀鋼抓住市場(chǎng)機(jī)遇，于2003年底建成設(shè)計(jì)產(chǎn)能1萬(wàn)噸的高鈦石油壓裂支撐劑生產(chǎn)線，并堅(jiān)持依靠科技創(chuàng)新和技術(shù)進(jìn)步開展達(dá)產(chǎn)達(dá)效攻關(guān)。攀鋼生產(chǎn)的高鈦石油壓裂支撐劑經(jīng)中國(guó)石油勘探 研究 院廊坊分院支撐評(píng)價(jià)實(shí)驗(yàn)室檢測(cè)，各項(xiàng)性能指標(biāo)完全達(dá)到SY／T5108標(biāo)準(zhǔn)。世界權(quán)威支撐劑檢測(cè)機(jī)構(gòu)——美國(guó)STIM—LAB實(shí)驗(yàn)室對(duì)該產(chǎn)品進(jìn)行API標(biāo)準(zhǔn) 分析 檢驗(yàn)后，認(rèn)為產(chǎn)品質(zhì)量可與美國(guó)Carbo公司產(chǎn)品媲美，其中高密度、高強(qiáng)度產(chǎn)品已達(dá)到世界先進(jìn)水平。

第三節(jié) 國(guó)外高強(qiáng)度石油壓力支撐劑產(chǎn)品 技術(shù)工藝 應(yīng)用 分析

一、美國(guó)

美國(guó)是全球高強(qiáng)度石油壓裂支撐劑技術(shù)領(lǐng)先的國(guó)家，目前，國(guó)際市場(chǎng)在生產(chǎn)高強(qiáng)度壓裂支撐劑處于領(lǐng)先水平的是美國(guó)CARBO公司，其產(chǎn)品在69Mpa壓力下破碎率≤5%。它是世界上支撐劑生產(chǎn)最大的廠家，堪稱是技術(shù)力量雄厚，其技術(shù)及產(chǎn)品質(zhì)量目前在國(guó)際上處于領(lǐng)先水平，是專業(yè)生產(chǎn)支撐劑的廠家，他們采用回轉(zhuǎn)窯生產(chǎn)設(shè)備，長(zhǎng)度大約40多米，使用了先進(jìn)的流化床設(shè)備造粒，半成品密實(shí)度好，表面光滑度高,產(chǎn)品燒結(jié)溫度1600℃,燒結(jié)時(shí)間4～5小時(shí)。

二、歐盟

歐洲也是世界消耗石油的大戶，歐洲各國(guó)中德國(guó)石油消費(fèi)量占世界總消費(fèi)量的40.6％，法國(guó)37.9％，英國(guó)35.4％。歐洲市場(chǎng)對(duì)高強(qiáng)度石油壓裂支撐劑的需求處自給外，還有部分需要從美國(guó)等國(guó)進(jìn)口。

第四節(jié) 我國(guó)高強(qiáng)度石油壓力支撐劑產(chǎn)品技術(shù)應(yīng)用成熟度解析

現(xiàn)在石油開采大多采用陶粒材料作支撐劑，存在成本高，油水無(wú)法分離的缺陷，直接影響石油產(chǎn)量。在石油開采領(lǐng)域，高含水是一個(gè)世界性難題。如何實(shí)現(xiàn)油水分離和油氣分離，是美國(guó)、俄羅斯等國(guó)多年來(lái)都未能解決的世界性技術(shù)難題。支撐劑的研發(fā)熱點(diǎn)即為生產(chǎn)出透油透氣不透水的支撐劑，使得原油源源不斷地通過(guò)支撐劑采集出來(lái)，而水仍能保留在油井下，有效地實(shí)現(xiàn)油水、油氣分離，進(jìn)一步提高石油開采率，增加石油產(chǎn)量。

第五節(jié) 高強(qiáng)度石油壓力支撐劑產(chǎn)品 技術(shù)工藝 與市場(chǎng)應(yīng)用關(guān)系 分析

壓裂技術(shù)是改造油氣田的重要手段，它是利用人工方法把流體注入巖石基層，以超過(guò)地層破裂強(qiáng)度的壓力，使井筒周圍巖石層產(chǎn)生裂縫，形成一個(gè)具有高導(dǎo)流能力的通道。為保持壓裂后形成的裂縫開啟，油氣產(chǎn)物能夠順暢通過(guò)，注入顆粒狀的支撐劑是重要措施之一。

壓裂工藝技術(shù)對(duì)全世界范圍的石油開采起著非常重要的作用,而石油壓裂支撐劑是石油壓裂工藝技術(shù)能否獲得成功的關(guān)鍵。高質(zhì)量的支撐劑可為原油的開采發(fā)揮重要的作用。石油壓裂支撐劑，是使地層深處巖石裂隙保持裂開狀態(tài)的支撐物，粒徑0.4-0.9mm,有一定圓度和球度。在使用過(guò)程中，把支撐劑混入壓裂液中，利用高壓手段注入深層巖石裂縫中支撐巖層，以提高導(dǎo)油率，增加原油產(chǎn)量。

目前,國(guó)內(nèi)多采用壓裂陶粒、石英砂，但它們的強(qiáng)度較低，只能用于淺層油井開采。若將這些支撐劑使用在中深井，將難以承受巖層巨大的壓力及地層環(huán)境中的各種腐蝕，會(huì)大量破碎，破碎率一般在15%-25%，反而阻止了石油的流出,難以滿足油井的要求。國(guó)際上(如美國(guó))多采用燒結(jié)剛玉制品，但這種制品雖然在理化性能上可以滿足要求，可是原料來(lái)源困難，加工工藝復(fù)雜，且能耗大、成本高。

利用豐富的鋁土礦資源,配以特殊的輔料，得到的新型支撐劑基本上達(dá)到了預(yù)期的目的。

1、壓裂支撐劑性能

油氣井在經(jīng)過(guò)壓裂后其增產(chǎn)效果及生產(chǎn)動(dòng)志取決于裂縫的導(dǎo)流能力。裂縫的導(dǎo)流能力是裂縫傳導(dǎo)儲(chǔ)層內(nèi)流體的能力，以壓裂支擇劑的滲透率與裂縫支撐縫寬的乘積來(lái)表示。因此，支撐劑的類型、物理性質(zhì)及其在裂縫中的分布是影響裂縫導(dǎo)流能力的重要因素。

對(duì)支撐劑的性能要求如下：

1）支撐劑要有足夠的抗壓強(qiáng)度和抗磨損的能力，能耐受注入時(shí)的強(qiáng)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(duì)密度要低，便于泵入井下。

3)支撐劑顆粒粒徑要符合不同油井的設(shè)計(jì)要求，一般為0.4-0.8mm。圓度和球度大于0.9，而且顆粒均勻，表面光滑，其蝕度值應(yīng)小于100°，以獲得盡可能高的導(dǎo)流能力。

4)支撐劑顆粒在溫度為200℃的條件下，與壓裂液及儲(chǔ)層流體不發(fā)生化學(xué)作用.酸溶解度最大允許值應(yīng)小于7％.

此外，希望貨源充足，價(jià)格低廉．

壓裂一口油井的施工費(fèi)用需要花費(fèi)幾十萬(wàn)，甚至上百萬(wàn)元，支撐劑的費(fèi)用在其中占的比例并不大。然而，支撐劑的質(zhì)量對(duì)壓裂后的效果起著至關(guān)重要的作用，直接影響油井生產(chǎn)的凈增收入。

目前常用的支撐劑有石英砂、陶粒和各種樹脂包覆的復(fù)合顆粒等。其中石英砂的價(jià)錢最便宜，相對(duì)密度較低，便于施工泵送，因此被大量使用。但是石英砂的強(qiáng)度低、球度差、因而降低了裂縫的導(dǎo)流能力，特別不適用于閉合壓力高的深井。用樹脂包覆石英砂的復(fù)合顆粒，球度有改善，耐腐蝕性可達(dá)到較高指標(biāo)，即使內(nèi)部的石英砂被壓碎，外面包覆的樹脂層可以包裹住碎塊，保持裂縫的導(dǎo)流能力，是壓裂支律劑的一個(gè)發(fā)展方向，但是目前的產(chǎn)品保質(zhì)期比較短，造價(jià)還較高。用各種材料和不同的加工工藝制造的陶粒，相對(duì)密度稍高于石英砂，對(duì)泵送條件及壓裂液的性能都提出更高的要求，加大了壓裂施工時(shí)的難度，但是陶粒的球度和圓度遠(yuǎn)比石英砂好，可達(dá)到0.9以上，特別是耐腐蝕性、耐溫性以及抗壓強(qiáng)度都高于石英砂，因此裂縫的導(dǎo)流能力遞減率要低很多．現(xiàn)在己經(jīng)越來(lái)越廣泛地被油氣田所采用．

采用4種不同類型的支撐劑，預(yù)計(jì)油井生產(chǎn)半年后得到的凈增收入.

可以看出，石英砂價(jià)錢最便宜，但由于強(qiáng)度低，不僅初始滲透率低，而且維持壓裂縫隙的導(dǎo)流能力的時(shí)間也短，因此得到的凈增收入就少。不同強(qiáng)度的陶粒施工費(fèi)用相差不多，但壓裂半年后得到的凈增收入?yún)s有很大區(qū)別，所以在條件允許的情況下，應(yīng)該盡量選用優(yōu)質(zhì)的支撐劑。

礬土燒結(jié)支撐劑價(jià)格為3000元/噸。

2、原材料

1）主料

主要采用鋁土礦。貴州鋁土礦資源豐富,可以很好的加以利用。一些地區(qū)鋁土礦的化學(xué)成份見表1

2）輔料

為使成品達(dá)到預(yù)期效果,可以加入不同的輔料進(jìn)行燒結(jié)。

1.TiO2　可以促進(jìn)燒結(jié),降低燒結(jié)溫度,大大節(jié)約能源。

2.鉻鐵礦　一種良好的結(jié)晶劑,將其添加到原料中能促進(jìn)燒結(jié),提高支撐劑的的硬度和強(qiáng)度。

3.磁鐵礦　化學(xué)成分為Fe3O4 ，在爐料中加入鐵黑可以調(diào)整爐料的氧化鐵含量，降低熔融體粘度，改善結(jié)晶性能，提高支撐劑的機(jī)械強(qiáng)度。

4.硼、磷化硼和其它硼化合物　促使堿從氧化鋁中脫除。

3、爐料配比設(shè)計(jì)

1）配料依據(jù)

選取的配料要簡(jiǎn)單，為滿足融體粘度、熔融溫度、易結(jié)晶、收縮小等要求，本支撐劑采用MgO-A12O3-SiO2系統(tǒng)，以能最終析出α-剛玉晶相為原則，成份點(diǎn)選擇在接近α-剛玉的化學(xué)成份上，因此主要原料的化學(xué)組成應(yīng)控制。

采用不同的主料與輔料比例對(duì)本支撐劑的性能起決定作用。燒結(jié)輔料通常占總混合物料重量的30%左右，輔料與主料的最佳配比范圍由不同的工藝條件決定。燒結(jié)出的支撐劑應(yīng)有以下要求:

1.支撐劑應(yīng)具有較高的強(qiáng)度及較低破碎率。

2.支撐劑應(yīng)具有較好的化學(xué)穩(wěn)定性，尤其耐酸腐蝕。

3.支撐劑的原料應(yīng)具有較好的燒結(jié)性能，能在較低的溫度下進(jìn)行燒結(jié)。

4.盡量減小支撐劑的脆性。

2）配料方案

實(shí)驗(yàn)中采用的配料方案，由于篇幅所限只列出部分?jǐn)?shù)據(jù),見表2.

3）方案 分析

采用不同的主輔料配比對(duì)產(chǎn)品的質(zhì)量影響很大，特別是在破碎率和密度兩個(gè)方面。隨著主料鋁土礦含量的增加，燒結(jié)出的球粒強(qiáng)度有很大的提高，破碎率就會(huì)大大降低，但球粒的密度會(huì)增加，在壓裂的過(guò)程中沉降速度會(huì)增加，嚴(yán)重影響壓裂過(guò)程的操作，同時(shí)產(chǎn)品價(jià)格會(huì)大大增加。輔料的比例對(duì)燒結(jié)溫度、晶體結(jié)構(gòu)等有很大的影響，采用不同比例的輔料，將得到質(zhì)量差別很大的產(chǎn)品。

通過(guò)我們對(duì)生產(chǎn)過(guò)程中大量數(shù)據(jù)的篩選、加工、處理，得到一組最佳工藝參數(shù)，,在此參數(shù)的基礎(chǔ)上加工出的產(chǎn)品經(jīng)測(cè)試得到了很好的效果，并就主要性能與美國(guó)兩家權(quán)威公司作了比較，見表3.

4、成球工藝

本實(shí)驗(yàn)采用了特殊的成球工藝，工藝過(guò)程為:將混合物料加入到粉碎裝置中，粉碎到一定的粒度，再放入到混合裝置中，攪動(dòng)磨成更細(xì)的粉末，形成平均顆粒直徑<15μm的均勻干粉。加入足量的水，并攪拌混合物，將其打成濕粉，目困料10h，做成球濕粉，并投入成球機(jī)中，間歇噴入水霧，當(dāng)母球出現(xiàn)時(shí)，,間歇、交替加入干粉和水霧，嚴(yán)格控制干粉和水霧的加入量與時(shí)間,使母球逐漸達(dá)到規(guī)定的尺寸。做好的球粒在100-300℃溫度下烘干，直到球粒中水份含量<3%，最好<1%。最佳烘干溫度175-275℃，烘干時(shí)間30-60 min。

5、結(jié)晶、退火工藝

結(jié)晶及退火過(guò)程在隧道窯中進(jìn)行。分選達(dá)到圓度要求的球粒，在常溫下放入隧道窯中進(jìn)行燒結(jié)。在燒結(jié)的過(guò)程中要嚴(yán)格控制燒結(jié)的時(shí)間和溫度，見圖1，燒結(jié)溫度控制在1360℃，燒結(jié)時(shí)間為2 h.退火采取隨爐自然冷卻的方法。

6、支撐劑理化性能

1）物相組成

在偏光顯微鏡下可觀察到α-剛玉微晶相占55.5%-82.5%,17.5%-45%為殘余玻璃相。

2）粒度組成,球度和圓度

本實(shí)驗(yàn)制成的95%以上的支撐劑顆粒，粒度范圍為0.45-0.9 mm，其中0.45-0.75 mm約占4%左右，0.75-0.85 mm約占8%左右，0.9 mm約占83%左右，符合支撐劑所要求的粒度指標(biāo)。96%以上的球粒，圓度和球度為0.9，符合美國(guó)石油協(xié)會(huì)API R-60球度及圓度的推薦標(biāo)準(zhǔn)。

3）破碎率

根據(jù)API R-60推薦的試驗(yàn)方法，進(jìn)行10次支撐劑破碎試驗(yàn)，經(jīng)檢測(cè)，平均破碎率為4.1%，優(yōu)于APR-60的推薦標(biāo)準(zhǔn)值10%。

4）化學(xué)穩(wěn)定性

支撐劑的化學(xué)穩(wěn)定性主要以耐酸性來(lái)評(píng)價(jià)，本支撐劑在酸中的溶解度為4.54%，優(yōu)于API R-60的推薦標(biāo)準(zhǔn)值5.5%.

7、結(jié)論

石油和天然氣開采中為了提高產(chǎn)量要使用大量的壓裂支撐劑顆粒，高質(zhì)量的陶粒支撐劑對(duì)提高油井的經(jīng)濟(jì)效益有重要的作用．充分利用我國(guó)富有的高鋁磯土資源， 研究 改進(jìn)陶粒支撐劑制造的工藝技術(shù)，是一件有意義的工作。支撐劑的性能取決于它的化學(xué)組成和微觀結(jié)構(gòu)因此，優(yōu)選原料和改進(jìn)粉體加工工藝可以有效地提高支撐劑的質(zhì)量。以鋁土礦為主要原料,配以特殊的輔料制成的爐料，經(jīng)熔化、特殊的成球及熱處理等工藝過(guò)程研制成的新型支撐劑，能滿足壓裂工藝對(duì)支撐劑技術(shù)指標(biāo)的要求，為中深油井壓裂提供較優(yōu)良的支撐劑。

第六節(jié) 不同類型生產(chǎn)工藝優(yōu)缺點(diǎn)比較

壓裂工藝技術(shù)對(duì)全世界范圍的石油開采起著非常重要的作用，而高強(qiáng)度石油壓裂支撐劑（a High Strength Proppant）是石油壓裂工藝技術(shù)能否獲得成功的關(guān)鍵。高質(zhì)量的支撐劑可為原油的開采發(fā)揮重要的作用。石油壓裂支撐劑，是使地層深處巖石裂隙保持裂開狀態(tài)的支撐物，有一定圓度和球度。在使用過(guò)程中，把支撐劑混入壓裂液中，利用高壓手段注入深層巖石裂縫中支撐巖層，以提高導(dǎo)油率，增加原油產(chǎn)量。

目前，國(guó)內(nèi)多采用壓裂陶粒、石英砂，但它們的強(qiáng)度較低,只能用于淺層油井開采。若將這些支撐劑使用在中深井,將難以承受巖層巨大的壓力及地層環(huán)境中的各種腐蝕，會(huì)大量破碎，破碎率一般在15%－25%，反而阻止了石油的流出，難以滿足油井的要求。國(guó)際上(如美國(guó))多采用燒結(jié)剛玉制品，但這種制品雖然在理化性能上可以滿足要求，可是原料來(lái)源困難，加工工藝復(fù)雜，且能耗大、成本高。

利用河南豐富的鋁土礦資源，配以特殊的輔料，通過(guò)在鄭州大學(xué)非有機(jī)材料實(shí)驗(yàn)室測(cè)試，結(jié)合SY/T5108-1997標(biāo)準(zhǔn)和本企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)Q/KHT001-2006，這種新型支撐劑已經(jīng)達(dá)到了預(yù)期的目的。在松遼盆地的應(yīng)用中，效果明顯優(yōu)于其他產(chǎn)品。

1、原材料

1）主料

主要采用資源豐富的河南鋁土礦，鋁土礦的化學(xué)成份見表1．

表1鋁土礦化學(xué)成分

單位：%

2）輔料

為使成品達(dá)到預(yù)期效果，可以加入不同的輔料進(jìn)行燒結(jié)。

1．TiO2可以促進(jìn)燒結(jié)，降低燒結(jié)溫度，大大節(jié)約能源。

2．鉻鐵礦一種良好的結(jié)晶劑，添加到原料中能促進(jìn)燒結(jié)，提高支撐劑的的硬度和強(qiáng)度。

3．磁鐵礦化學(xué)成分為Fe3O4．在爐料中加入鐵黑可以調(diào)整爐料的氧化鐵含量，降低熔融體粘度，改善結(jié)晶性能，提高支撐劑的機(jī)械強(qiáng)度。

4．硼、磷化硼和其它硼化合物促使堿從氧化鋁中脫除，從而降低酸溶解度。

2、爐料配比設(shè)計(jì)

1）配料依據(jù)

選取的配料要簡(jiǎn)單，為滿足融體粘度、熔融溫度、易結(jié)晶、收縮小等要求，本支撐劑采用MgO－A12O3－SiO2系統(tǒng)，以能最終析出α－剛玉晶相為原則，成份點(diǎn)選擇在接近α－剛玉的化學(xué)成份上，因此主要原料的化學(xué)組成應(yīng)控制。

采用不同的主料與輔料比例對(duì)本支撐劑的性能起決定作用。燒結(jié)輔料通常占總混合物料重量的30%左右，輔料與主料的最佳配比范圍由不同的工藝條件決定。燒結(jié)出的支撐劑應(yīng)有以下要求：

1．支撐劑應(yīng)具有較高的強(qiáng)度及較低破碎率。

2．支撐劑應(yīng)具有較好的化學(xué)穩(wěn)定性，尤其耐酸腐蝕。

3．支撐劑的原料應(yīng)具有較好的燒結(jié)性能，能在較低的溫度下進(jìn)行燒結(jié)。

4．盡量減小支撐劑的脆性。

2）配料方案

實(shí)驗(yàn)中采用的配料方案，由于篇幅所限只列出部分?jǐn)?shù)據(jù)，見表2．

表2  配料方案

3）方案 分析

采用不同的主輔料配比對(duì)產(chǎn)品的質(zhì)量影響很大，特別是在破碎率和密度兩個(gè)方面。隨著主料鋁土礦含量的增加，燒結(jié)出的球粒強(qiáng)度有很大的提高，破碎率就會(huì)大大降低，但球粒的密度會(huì)增加，在壓裂的過(guò)程中沉降速度會(huì)增加，嚴(yán)重影響壓裂過(guò)程的操作，同時(shí)產(chǎn)品價(jià)格會(huì)大大增加。輔料的比例對(duì)燒結(jié)溫度、晶體結(jié)構(gòu)等有很大的影響，采用不同比例的輔料，將得到質(zhì)量差別很大的產(chǎn)品。通過(guò)我們對(duì)生產(chǎn)過(guò)程中大量數(shù)據(jù)的篩選、加工、處理，得到一組最佳工藝參數(shù)，在此參數(shù)的基礎(chǔ)上加工出的產(chǎn)品經(jīng)測(cè)試得到了很好的效果，并就主要性能與美國(guó)兩家權(quán)威公司作了比較，見表3．

表3  陶粒支撐劑性能對(duì)比表

3、成球工藝

本實(shí)驗(yàn)采用了特殊的成球工藝，工藝過(guò)程為：將混合物料加入到粉碎裝置中，粉碎到一定的粒度，再放入到混合裝置中，攪動(dòng)磨成更細(xì)的粉末，形成平均顆粒直徑<15μm的均勻干粉。加入足量的水, 并攪拌混合物，將其打成濕粉，困料10h，做成球濕粉，并投入成球機(jī)中，間歇噴入水霧，當(dāng)母球出現(xiàn)時(shí)，間歇、交替加入干粉和水霧，嚴(yán)格控制干粉和水霧的加入量與時(shí)間，使母球逐漸達(dá)到規(guī)定的尺寸。做好的球粒在100－300℃溫度下烘干，直到球粒中水份含量＜3%，最好＜1%．最佳烘干溫度175－275℃，烘干時(shí)間30－60min.

4、結(jié)晶、退火工藝

結(jié)晶及退火過(guò)程在隧道窯中進(jìn)行。分選達(dá)到圓度要求的球粒，在常溫下放入隧道窯中進(jìn)行燒結(jié)。在燒結(jié)的過(guò)程中要嚴(yán)格控制燒結(jié)的時(shí)間和溫度，見圖1，燒結(jié)溫度控制在1360℃，燒結(jié)時(shí)間為2h.退火采取隨爐自然冷卻的方法。

5、支撐劑理化性能

1）物相組成

在偏光顯微鏡下可觀察到α－剛玉微晶相占55.5%－82.5%，17.5%－45%為殘余玻璃相。

2）粒度組成，球度和圓度

本實(shí)驗(yàn)制成的95%以上的支撐劑顆粒，粒度范圍為0.45-0.9mm，其中0.45-0.75mm約占4%左右，0.75-0.85mm約占8%左右，0.9mm約占83%左右，符合支撐劑所要求的粒度指標(biāo)。96%以上的球粒，圓度和球度為0.9，符合美國(guó)石油協(xié)會(huì)API R-60球度及圓度的推薦標(biāo)準(zhǔn)。

3）破碎率

根據(jù)API R－60推薦的試驗(yàn)方法，進(jìn)行10次支撐劑破碎試驗(yàn)，經(jīng)檢測(cè)，平均破碎率為4.1%，優(yōu)于API R－60的推薦標(biāo)準(zhǔn)值10%．

4）化學(xué)穩(wěn)定性

支撐劑的化學(xué)穩(wěn)定性主要以耐酸性來(lái)評(píng)價(jià)，本支撐劑在酸中的溶解度為4.54%，優(yōu)于API R－60的推薦標(biāo)準(zhǔn)值5.5%．

6、結(jié)  論

以鋁土礦為主要原料，配以特殊的輔料制成的爐料，經(jīng)熔化、特殊的成球及熱處理等工藝過(guò)程研制成的新型支撐劑，能滿足壓裂工藝對(duì)支撐劑技術(shù)指標(biāo)的要求，能分別為淺井壓裂和中深油井壓裂提供較優(yōu)良的支撐劑，有較大的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。部分油田對(duì)本產(chǎn)品的初步應(yīng)用實(shí)踐就無(wú)可爭(zhēng)辯地說(shuō)明了這一點(diǎn)。

7、產(chǎn)品系列

15Mpa、20Mpa、35Mpa、40Mpa、52 Mpa、69 Mpa、86Mpa、102Mpa和樹脂陶粒，其中15Mpa  20Mpa  35Mpa  40Mpa等系列為超低密度陶粒；52 Mpa、69 Mpa為中密度陶粒；86Mpa、102Mpa

為超高強(qiáng)度、較高密度陶粒；樹脂陶粒是根據(jù)壓裂工藝的特殊要求開發(fā)的新型高端產(chǎn)品。

1）超低密度壓裂支撐劑

（是指體積密度小于或等于1.50，視密度小于或等于2.70特制人造壓裂支撐劑）

15Mpa  20Mpa  35Mpa  40Mpa是針對(duì)松遼盆地的地質(zhì)特點(diǎn)，為吉林油田和大慶油田研制的超低密度壓裂支撐劑，產(chǎn)品性能特別符合大慶油田的特質(zhì)，其體積密度和視密度均進(jìn)行了限定。抗碎能力上也增加了技術(shù)指標(biāo)。產(chǎn)品各項(xiàng)指標(biāo)均優(yōu)于其它廠家產(chǎn)品。20Mpa 和 40Mpa的閉合壓力的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)見表4和表5

表  4

表  5

2）86Mpa、102Mpa高端產(chǎn)品

（1）86Mpa、102Mpa是適合各種油田中深井壓裂使用的優(yōu)良支撐劑 ，其性能指標(biāo)在同類產(chǎn)品中居于領(lǐng)先位置。目前在國(guó)內(nèi)只有少數(shù)幾家公司能夠生產(chǎn)此類產(chǎn)品。

（2）樹脂系列支撐劑，以其低密度、低破碎率、高導(dǎo)流性等突出優(yōu)點(diǎn)，越來(lái)越受到廣泛關(guān)注，是我公司研發(fā)的又一新型高端產(chǎn)品，目前可以根據(jù)定單進(jìn)行批量生產(chǎn)。

8、執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)

1）按照本企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)Q/KHT001-2006嚴(yán)格檢驗(yàn)產(chǎn)品；本企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)未涉及到的技術(shù)指標(biāo)與相關(guān)要求按SY/T5108---1997 行業(yè) 標(biāo)準(zhǔn)執(zhí)行。

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