Fracturarea este un mijloc important de creștere a producției de petrol și gaze, în special pentru dezvoltarea puțurilor de petrol și gaze cu permeabilitate scăzută și ultra-adânci. Agenții de susținere a fracturării sunt produsele de bază ale producției de fracturare a petrolului și gazelor, materialele cheie pentru susținerea fracturilor artificiale în transformarea rezervoarelor de petrol și gaze și cheia pentru îmbunătățirea ratei de succes a fracturării și a efectului de transformare.
Agenții de susținere sunt nisip natural sau particule solide ceramice artificiale de înaltă rezistență, cu o anumită dimensiune a particulelor, rezistență, sfericitate și gradare. Există trei tipuri principale de substanțe de susținere utilizate în industrie: nisip de cuarț natural, particule ceramice artificiale și agenți de susținere acoperiți.
Suporturi cu nisip de cuarț
Componenta principală a nisipului de cuarț natural este SiO2 și există, de asemenea, cantități mici de Al2O3, Fe2O3, K2O, Na2O, CaO, MgO și alte componente. Principala componentă minerală a nisipului de cuarț este cuarțul, care este de obicei peste 80%, iar nisipul de cuarț de înaltă calitate poate ajunge la peste 98,5%.
- Nisipul de cuarț este dur, rezistent la uzură și stabil din punct de vedere chimic. Este solubil numai în acid fluorhidric și insolubil în alți acizi.
- Nisipul de cuarț este bogat în resurse, ieftin, cu densitate scăzută (aproximativ 2,65 g•cm-3), ușor de pompat și are încă o conductivitate bună după zdrobire, ceea ce are un anumit efect asupra creșterii producției de petrol și gaze. puţuri cu presiune scăzută de închidere.
- Suportul de nisip de cuarț are un cost scăzut, o operare ușoară și o suprafață relativ netedă după ce a fost spălat de apa râului.
Aceste caracteristici fac ca nisipul de cuarț să fie utilizat pe scară largă ca agent de sprijinire a fracturării hidraulice. Dimensiunea particulelor de nisip de cuarț folosit ca substanță de susținere petrolieră este în general între 0,1 mm și 2 mm, cunoscută și sub denumirea de agent de sprijinire a fracturării sau nisip de fracturare.
- Nisipul de cuarț este fragil și are o rezistență scăzută. Când presiunea de închidere a fisurii este mare, este ușor de spart, reducând foarte mult zona de suport efectivă a fisurii și nu poate atinge scopul de a crește petrolul și gazul.
- Rugozitatea suprafeței nisipului de cuarț nu este bună, ceea ce nu este propice pentru creșterea permeabilității fisurii.
- Nisipul de cuarț are un coeficient mare de dilatare termică. Când puțul este adânc și temperatura este ridicată, există riscul de expansiune bruscă.
Aceste dezavantaje fac ca nisipul natural de cuarț să nu poată satisface nevoile de fracturare hidraulică în dezvoltarea profundă a petrolului și gazelor cu permeabilitate scăzută.
Deoarece rezistența agentului de susținere a nisipului de cuarț nu este suficientă pentru a satisface cerințele puțurilor de petrol și gaze cu presiune ridicată de etanșare, cercetătorii au inventat un agent de susținere din ceramsit artificial.
Suportul ceramic este adesea realizat din materiale minerale, cum ar fi bauxita, ca materie primă principală, completată cu diverși aditivi minerali și sinterizat într-o atmosferă fără presiune. În funcție de diferența dintre densitatea în vrac și densitatea aparentă după sinterizare, agentul de susținere al ceramsitei poate fi împărțit în trei tipuri: densitate scăzută, densitate medie și densitate mare.
În comparație cu suportul de nisip de cuarț, suportul ceramic are sfericitate ridicată, suprafață netedă, fluiditate bună, rezistență ridicată la compresiune și viteză scăzută de strivire. Practica a arătat că utilizarea agentului de susținere ceramică pentru fracturarea sondelor de petrol poate crește producția cu 30-50% și poate prelungi durata de viață a sondelor de petrol și gaze.
Cu toate acestea, suportul ceramic are următoarele dezavantaje:
(1) Densitatea particulelor este mare și viteza de sedimentare este rapidă, ceea ce impune cerințe mai mari privind condițiile de pompare și performanța fluidului de fracturare și crește costurile.
(2) Resursele de bauxită sunt împrăștiate, prelucrarea și exploatarea minieră sunt limitate, iar cerințele pentru materiile prime sunt stricte, iar utilizarea resurselor este limitată.
Agent de susținere acoperit
Agentul de susținere acoperit îmbunătățește rezistența și rezistența la acid și la alcali a agentului de susținere, cunoscut și sub numele de agent de susținere acoperit cu rășină. De obicei, constă din două părți, partea interioară este compusă din agregat cu o anumită rezistență, iar partea exterioară este acoperită cu rășină ca acoperire.
- Suportul de susținere acoperit cu rășină are caracteristicile de densitate scăzută și rezistență ridicată la compresiune.
- Suportul acoperit are o suprafață netedă, o conductivitate bună a apei și este ușor de transportat și transportat.
- Pe lângă faptul că este utilizat ca agent de susținere pentru fracturare, agentul de susținere acoperit cu rășină poate preveni, de asemenea, în mod eficient refluxul agentului de sprijin, decojirea suprafeței și șlefuirea formării în timpul refluxului fluidului de fracturare.
- Fiecare particulă de material de susținere acoperit cu rășină are o înveliș de rășină uniformă și dură, iar particulele sunt, de asemenea, legate între ele datorită unui anumit efect de polimerizare, astfel încât are o bună stabilitate la temperaturi ridicate și rezistență la coroziune acidă.
Dezavantajele agentului de susținere acoperit cu rășină sunt costul ridicat, stabilitatea chimică slabă, lipirea ușoară în condiții de solicitare ridicată de închidere și conductivitatea redusă semnificativ.