石油压裂支撑剂应用的思考

张力文

中国石化华北油气分公司石油工程技术研究院 河南省郑州市 450000

摘要：本文首先提出石油压裂支撑剂类型，然后对石油压裂支撑剂的应用实践进行阐述，最后总结了几点石油压裂支撑剂应用的发展前景，主要包括研发低密度中高强度烧结陶粒、增强裂缝导流能力外表改性剂技术、研发使用低密度的空心或多空支撑剂、探索双层树枝涂层技术，旨在将石油压裂支撑剂的应用功能充分发挥出来。本文将围绕石油压裂支撑剂应用的类型、应用实践和发展              前景三个方面谈一谈自己的思考体会。

关键词：石油压裂；支撑剂；应用

基于石油开发角度，在裂缝导流能力的影响下，支撑裂缝中的渗透率应尽量高一些，尤其在与油层岩石渗透率的对比方面，所以加强石油压裂支撑剂研发使用是至关重要的，其在多个领域内具有较高的应用优势。基于本质视角，石油压裂支撑剂即石油支撑剂，其制作主要借助陶瓷颗粒来进行，压裂强度较高。同时，在其核心原料中，煤和铝矾土具有较高的应用价值，其形成主要得益于陶瓷烧结。通过与低强度的支撑剂相互替代，如天然金属球和玻璃球等，可以推动石油天然气产量的不断提升。

一、石油压裂支撑剂类型

石油压裂支撑剂类型示意图如图1所示：

图1    石油压裂支撑剂类型示意图

首先，石英砂支撑剂。该支撑剂的使用性能比较有优势，在粒度等级上，也具有宽泛的设置特点，资源的丰富性、多样性也比较显著，广泛应用于油田开采作业中，但是石英砂支撑剂自身的缺陷也是存在的，如脆度较大、强度不足等，在裂缝闭合压力较高的情况下，石英砂发生破碎问题的概率较大，这对于裂缝的支撑时间和支撑面积造成了极大的影响，从而很难推动油田产量的提升。此外，石英砂支撑剂表面并不平整，特别对于增大裂缝的渗透率，其作用无法充分展现出来。同时石英砂支撑剂的热膨胀系数也处于较高的范围之内，如果矿井深度较深且温度较高，极容易为石英砂的突然膨胀埋下隐患，从而对提升石油开采产量造成了极大的影响。

其次，人造陶粒支撑剂。在具体制作中，传统工艺占据着重要的地位，相比于石英砂支撑剂，陶粒支撑剂的耐腐蚀性、强酸碱耐性更为明显，如果裂缝压力较大，会不断提升自身的抗破碎性能【1】，所以通过与石英砂支撑剂相比，其耐用性更加赢得人们的注意。

最后，覆膜支撑剂。该类支撑剂，对于强度及耐酸碱性的提升具有极大的帮助，其中，内部的骨料具有较高的强度，而外部被树脂包裹，在制作涂层方面具有较高的应用价值。对涂层材料的制作过程进行分析，离不开聚合物，自身在性质方面的稳定性不足，在时间不断推移过程中，会明显加速分解效率，所以在覆膜支撑剂长期使用方面，其性能会逐渐减弱。通过分析覆膜支撑剂的不足之处，主要是指在石油开采中的应用，由于受到应力集中的影响，出现碎掉的概率较高，诸多微小颗粒的共同聚集，难免会影响到石油流出通道的畅通性，同时也不利于石油产量目标的顺利实现，甚至会影响到裂缝的导流能力。

二、石油压裂支撑剂的应用实践

针对于石油压裂支撑剂，在油田井下支撑中发挥着重要的作用和优势，所以对石油天然气增加产量造成了极大的影响，对于压裂支撑剂来说，广泛应用于深井中，其使用频率较高，有时在高压油气层压裂改造中也比较适用。对该产品的核心原料进行分析，主要以铝矾土为主，通过其细细研磨变成粉末状后，会对各种添加剂予以添加，同时在混炼等步骤后完成制作。通过对该产品的优势进行分析，其光洁性能和圆球度显著【2】，并且其导流能力和抗高压能力也比较显著，此外，也具有环保的性质特点，不易影响到环境。

比如对于水里压裂技术来说，可以使油气井产量得到迅速增加，对其应用类型进行分析，在天然和人造方面得到了充分体现，同时广泛应用于各种类型油气田开发，尤其对于中深井等。在其构成方面，水里压裂处于关键性地位，支撑剂当前取得的进步显著，在低渗油气田阶段中的研发与应用，可以使支撑剂的性能得到充分提升，并且为水里压裂的产量增加创造有利条件，借助水里压裂，实现汇聚在井筒径向液体流的顺利转变，通过向衔接井筒的导流的这一转化过程，基于本质视角，与裂缝中的线性流相当，裂缝中的导流能力，往往要高于地层中的导流能力，通过支撑剂的添加，可以使裂缝渗透率得到不断改善。借助支撑剂，旨在为裂缝两壁的支撑提供极大的便捷，在泵注停止后，将井底部的压力控制在合理范围内，同时在闭合时的压力范围内以下。

三、石油压裂支撑剂的引用发展前景

第一，研发低密度中高强度烧结陶粒。目前，针对于人造陶粒，其具有较高的强度和颗粒密度，所以对压裂液性能和泵送方面的要求较高【3】，故研发密度较低，应对强度适中的烧结陶粒予以大力发展。

第二，增强裂缝导流能力外表改性剂技术。在聚合物类型中，外表改性剂活动性成分不容忽视，通过在水基携砂液中的投放，可以展现出支撑剂的“保卫”功能，将酸性和腐蚀性处理所致的损害程度降至最低。因此，应注重这项技术的合理应用。

第三，研发使用低密度的空心或多空支撑剂。在平均孔隙的多孔隙球粒制造过程中，其简单性特点显著，在生产工艺方面，要求将薄壁小空心球在叶华床上进行放置，然后对喷涂工作、烘干工作进行落实，在几种球粒烧结融合过程中，会实现向大球粒的顺利过渡

【4】。基于此，相比于砂子，制造的烧结铝矾土密度与其差异不大，且强度凸显。

第四，探索双层树枝涂层技术。通过内层预固化薄膜、外表 层固化涂层的应用，可以给予支撑材料的额外强度强有力的保证，其中，外表固化的树脂，可以包壳粘结颗粒，将支撑剂强度的作用发挥出来，并密切融合自行固结支撑剂的功能。通常来说，各种类型的双层树脂涂层支撑剂的稳定性都比较突出，针对于双层树脂涂层支撑剂，其强度明显要比全部未涂敷树脂支撑剂要高，且强度差别和温度之间的关系尤为紧密，即强度差别较大，会使温度也比较大。

四、结束语

结合以上叙述内容，在油田开采工作中，石油压裂支撑剂的应用势在必行，可以将其使用价值发挥到极致，而且作为重要材料之一，其性能显著，已经成为了提高我国石油开采产量的重要方式方法之一，其发展前景广阔。所以应深入研究和分析石油压裂支撑剂，发挥出对于石油开采工作顺利进行的推动作用。

参考文献：

[1] 王治国, 蔺靖杰, 郭姜汝,等. 基于Cross本构方程的裂缝内清洁压裂液支撑剂铺置行为数值模拟[J]. 西安石油大学学报：自然科学版, 2021, 36(3):8.

[2] 曹冰、任岚、郭仕生、姚锋盛. 非规则支撑剂团簇对裂缝导流能力的影响实验评价[J]. 大庆石油地质与开发, 2020, 39(5):7.

[3] 高新平, 李杰, 彭钧亮,等. 页岩气体积压裂用石英砂支撑剂优选实验研究[J]. 钻采工艺, 2020, 43(S01):6.

[4] 陈清, 曹伟佳, 田中原,等. 自悬浮支撑剂覆膜材料对储层渗透率影响研究[J]. 石油化工高等学校学报, 2020, 33(1):6.