一、概述
我公司是專業生產石油壓裂支撐劑設備的廠家之一,壓裂支撐劑是石油和天然氣工業需要的重要材料之一,高質量的壓裂支撐劑對提高油井的經濟效益有明顯的作用,但是目前我國石油和天然氣的供需矛盾日趨緊張,石油的進口量急劇增長。2002年我國進口原油6941萬噸,比上年增長15.2%,對外依存度達30%,2003年原油凈進口量達到9100萬噸,對外依存度達35%,在目前的國際政治經濟形勢下,我國石油從應過多依賴國際資源,使中國的石油安全問題變得十分突出,嚴重影響我國經濟發展的安全。
從目前國內的情況來看,中國雖然是一個石油大國,還有一定的發展潛力;但同時中國油氣資源相對貧乏,按平方公里國土面積的資源量、累計探明可采儲量、剩余可采儲量和產量值來看,我國都明顯低于世界平均水平,我國的陸上石油和天然氣資源經過近半個世紀的開采,許多油氣田已經處于中晚期,沒氣田的勘探和開發難度加大。
在我國石油總探明儲量中,低滲透油氣田和稠油油藏所占的畢重達50%以上,此類油藏的自然生產能力差,開采技術難度大,成本高,提高這種油氣資源的采收速度及采收率,使其能有效地進行工業性開發利用,對我國的石油安全問題有重大影響。
壓裂技術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,以超過地層破裂強度的壓力,使井筒周圍巖層產生裂縫,形成一個具有高層流能力的通道,為保持壓裂后形成的裂縫開啟,油氣產物能順暢通過,注入顆粒狀的支撐劑是重要措施之一,因此,研制高性能的支撐劑對油氣開采有重要的意義。
二、壓裂支撐劑性能
油氣井在經過壓裂后其增產效果及生產動態取決于裂縫的導流能力,裂縫的導流能力是裂縫傳導儲層內流體的能力,以壓裂支撐劑的滲透率與裂縫支撐縫寬的乘積來表示。因此,支撐劑的類型、物理性質及其在裂縫中的分布是影響裂縫導流能力的重要因素。
對石油壓裂支撐劑的性能要求如下:
1、支撐劑要有足夠的抗壓強度和抗磨損能力,能耐受注入時的強大壓力和摩擦力,并有效地支撐人工裂縫。
2、支撐劑顆粒相對密度要低,便于泵入井下。
3、支撐劑顆粒在溫度為200度的條件下,與壓裂液及儲層流體不發生化學作用,酸溶解度允許值應小于7%。
此外,希望貨源充足,價格低廉。
壓裂一口油井的施工費用需要花費幾十萬,甚至上百萬元,支撐劑的費用在其中占的比例并不大,然而,支撐劑的質量對壓裂后的效果起著至關重要的作用,直接影響油井生產的凈增收入。
目前常用的支撐劑有石英砂、陶粒和各種樹脂包覆的復合顆粒等。其中石英砂的價錢,相對密度較低,便于施工泵送,因此被大量使用,但是石英砂的強度低、球度差、因而降低了裂縫的導流能力,特別不適用于閉合壓力高的深井,用樹脂包覆石英砂的復合顆粒,球度有改善,耐腐蝕性可達到較高指標,即使內部的石英砂被壓碎,外面包覆的樹脂層可以包裹住碎塊,保持裂縫的導流能力,是壓裂支撐劑的一個發展方向,但是目前的產品保質期比較短,造價還較高,用各種材料和不同的加工工藝制造的陶粒,相對密度稍高于石英砂,對泵送條件及壓裂液的性能都提出更高的要求,加大了壓裂施工時的難度,但是陶粒的球度和圓度遠比石英砂好,可達到0.9以上,特別是耐腐蝕性、耐溫性以及抗壓強度都高于石英砂,因此裂縫的導流能力遞減要低很多,現在已經越來越廣泛地被油氣田所采用。