陶粒砂油田支撑剂概述
陶粒支撑剂定稿
六支撑剂在水力压裂中压裂效果成败，有效期长短主要取决于支撑剂的质量。
支撑剂的作用在于填充压裂产生的水力裂缝，使之不再重新闭合，且形成一个具有高导流能力的流动通道。
在储层特征与裂缝几何尺寸相同的条件下，压裂井的增产效果及其生产动态取决于裂缝的导流能力。
裂缝导流能力是指裂缝传导（输送）储层流体的能力，并以裂缝支撑剂层的渗透率（K f）与裂缝支撑缝宽（W 的乘积［KWA来表示。
一般认为，支撑剂的类型、物理性质（粒度、强度、球度、圆度、密度等）及其在裂缝中的分布（铺置浓度，即单位裂缝面积上的支撑剂量）、以及裂缝的闭合压力是控制裂缝导流能力的主要因素。
因此，掌握支撑剂的物理性质及影响裂缝导流能力的诸多因素，有利于合理的选择支撑剂，有利于对压裂液与支撑剂等压裂材料提出更为确切的要求。
本节将从支撑剂的类型、支撑剂的物理性质及其评价方法、裂缝导流能力及其影响因素、以及支撑剂的选择等四方面对支撑剂与裂缝导流能力做一介绍。
其中引用或节录了中国石油天然气总公司颁发的“水力压裂用支撑剂的评定标准”（SY/T 5108 —1997）；（SY/T 6302 —1997）及美国石油学会推荐方法（API RP56，RP61）中的有关内容，以供掌握使用。
1、支撑剂的类型压裂用支撑剂可大致分为天然的与人造的两大类。
前者以石英砂为代表，后者则是通常称之为陶粒的支撑剂。
目前在油气增产市场上广泛使用五种价格不同的标准支撑剂，它们是天然石英砂、人造的中等强度低密度的硅酸铝支撑剂（陶粒砂）、人造的中等强度高密度的氧化铝和硅酸盐支撑剂、高强度的铝矾土和高强度的硅酸锆支撑剂、以及涂敷预固化涂层和可固化涂层树脂的天然砂或人造支撑剂。
它们在油气生产中各自起到不同的作用。
1 ）石英砂石英是自然界中构成地壳的主要成分。
部分以硅酸盐化合物状态存在，构成各种矿物岩石。
另一部分则以独立状态存在，成为单独的矿物实体。
虽然它们的化学成分相同，均为SiO2，但由于造岩成矿的条件不同，而有许多种状态和同质异形体；又由于成矿之后所经历的地质作用不同，而呈现出多种状态。
添加铁粉制备低密度中强度陶粒支撑剂及性能研究
添加铁粉制备低密度中强度陶粒支撑剂及性能研究刘挺;王菊侠;曹义平;庞锐;赵爽;王超【摘要】低密度中强度陶粒支撑剂的开发,既可以提高低渗透油气藏的开发效率又能显著降低油气开采成本.以Al2O3含量为63％的二级铝矾土为主要原料,以铁粉取代部分锰矿粉制备了低密度中强度陶粒支撑剂.结果表明:添加铁粉2％,锰矿粉3％、白云石1％时,在1 350℃下煅烧1h,有利于陶粒支撑剂中生成均匀分布的直径为0.3～1.0 μm棒状莫来石晶相,棒状莫来石起到纤维增韧作用,提高支撑剂的强度,使其在52 MPa的闭合压力下破碎率为5.29％,体积密度为1.63 g/cm3.随着铁粉添加量的增加,基体中液相大量增加,晶粒生长速度过快未能有效排除气孔,导致大量气孔包在晶粒之间,容易构成应力集中点而形成裂纹源,降低了支撑剂的密度和强度.%Light-weight middle-strength ceramisite proppant is beneficial to the improvement of productivity of low-permeability oil and gas reservoir,and is able to reduce the cost of oil and gas production significantly.The light-weight middle-strength ceramisite proppant was prepared from bauxite(63 wt％ Al2O3) by adding manganese mineral,part of that was replace by iron powder.The results show that strength of ceramisite proppant was improved by rod-like mullite with the diameter of 0.3 ～1.0μm,which playa remarkable role in the increment of fracture toughness,when iron powder content is 3 wt％,and manganese mineral content is 2 wt％,and dolomite content is 1 wt％and sintering at 1 350 ℃ for 1 h.The breakage ratio is 5.29％ and bulk density was 1.63 g/cm3 under 52 MPa closure pressure.In addition,as the iron powder increase,he liquid phase increase in the matrix,many intergranular closed pores were formed as a result of thegrain growth which was too speedy to eliminate pores.It is easy to form the crack source and reduce the density and strength of ceramisite proppant.【期刊名称】《陶瓷》【年(卷),期】2017(000)001【总页数】5页(P30-34)【关键词】陶粒支撑剂;低密度;中强度;铁粉;锰矿【作者】刘挺;王菊侠;曹义平;庞锐;赵爽;王超【作者单位】陕西省石油化工研究设计院西安 710048;陕西省石油化工研究设计院西安 710048;陕西省石油化工研究设计院西安 710048;陕西省石油化工研究设计院西安 710048;陕西省石油化工研究设计院西安 710048;陕西省石油化工研究设计院西安 710048【正文语种】中文【中图分类】TB383陶粒支撑剂以其优异的强度及导流性能在国内油气田开采中得到广泛的应用,尤其在低渗透油气田的开发中发挥着关键作用,不仅可提高油气田的产量,还可延长油气田的使用寿命。
陶粒压裂支撑剂
陶粒压裂支撑剂陶粒压裂支撑剂是一种用于油气井压裂作业的特殊材料，它具有良好的支撑能力和流动性，能够有效地增加裂缝面积和延伸裂缝长度，提高油气井的产能。
本文将从陶粒压裂支撑剂的定义、分类、性能特点、应用领域以及未来发展方向等方面进行探讨。
一、陶粒压裂支撑剂的定义陶粒压裂支撑剂是一种由陶粒和胶结剂组成的颗粒状材料，常用的陶粒有石英砂、陶瓷颗粒等。
它在油气井压裂作业中起到支撑裂缝、防止裂缝闭合的作用，提高油气流体在储层中的渗透能力。
根据陶粒的粒径大小，陶粒压裂支撑剂可以分为粗粒支撑剂和细粒支撑剂两类。
粗粒支撑剂主要由大颗粒的陶粒组成，适用于储层孔隙度较大的油气井；细粒支撑剂由小颗粒的陶粒组成，适用于储层孔隙度较小的油气井。
三、陶粒压裂支撑剂的性能特点1. 高强度：陶粒压裂支撑剂具有较高的抗压强度和抗磨损性能，能够承受高压下的力学作用。
2. 良好的渗透性：陶粒压裂支撑剂具有良好的渗透性，能够使油气流体在裂缝中流动，提高产能。
3. 良好的稳定性：陶粒压裂支撑剂在高温、高压环境下具有较好的稳定性，不易发生颗粒聚结或溶解。
4. 可控性强：陶粒压裂支撑剂的粒径和配比可以根据储层的特点进行调整，以达到最佳的压裂效果。
四、陶粒压裂支撑剂的应用领域陶粒压裂支撑剂广泛应用于石油工程领域，主要用于增加油气井的产能和改善采收率。
它可以应用于各种类型的油气储层，包括致密砂岩、页岩、煤层气等。
此外，陶粒压裂支撑剂还可以用于地下储气库的建设和维护。
五、陶粒压裂支撑剂的未来发展方向随着油气资源的逐渐枯竭和能源需求的增长，陶粒压裂支撑剂在未来的应用前景广阔。
未来的发展方向主要包括以下几个方面：1. 提高陶粒压裂支撑剂的抗压强度和渗透性，以应对更高的油气井压裂需求。
2. 研发更环保、可再生的陶粒压裂支撑剂，减少对自然资源的依赖。
3. 提高陶粒压裂支撑剂的稳定性，增加其在高温、高压环境下的应用范围。
4. 利用新型材料和技术，研发具有自修复功能的陶粒压裂支撑剂，延长使用寿命。
石油压裂支撑剂作用机理及发展前景
石油压裂支撑剂作用机理及发展前景作者：邹立萍王建平来源：《石油研究》2020年第03期摘要：世界的飞速发展愈加体现石油资源的重要性，石油是珍贵的不可再生资源，是支撑工业化进程、各国国民经济腾飞的必要条件。
全球石油资源稀少尤其是在我国，因此，如何做到有效开采愈加重要。
本文对石油压裂支撑剂作用机理及发展前景进行分析，以供参考。
关键词：压裂支撑剂;作用机理;发展前景引言通过实际调查发现，当改造一段时间低产油气井压裂后，会导致压裂裂缝明显失效，一定程度上不仅会影响到油气井产量的明显上升，而且也不利于企业今后的可持续发展道路。
大多数低产油气井企业为了促使单井产量实现不断提高，在储层盖改造过程中，可以借助重复压裂技术。
1压裂支撑剂的分类按加工工艺及使用的原材料不同，支撑剂可以分为天然石英砂、覆膜砂和陶粒3类，尽管陶粒和覆膜砂的支撑性能明显好于天然石英砂，但其成本较高，天然石英砂仍是水力压裂作业中的最常用的支撑剂。
第一层是陶粒，高強度、尺寸和形状均匀、抗温、导流能力高;第二层是覆膜砂，中等强度、尺寸和形状不规则、导流能力中等;第三层是天然石英砂，低强度、尺寸和形状不规则、导流能力低。
除了覆膜砂和陶粒外，近几年出现了许多被赋予特种功能的人工压裂支撑剂，由于价格高，其应用数量和规模有限，常常针对某一类特殊地层应用，多在常规压裂支撑剂中混入少量使用，或专门用于压裂设计优化的先导井。
2压裂技术原理及存在问题基于低产油气井初次压裂问题之后，不管是外界因素还是压力因素等方面，都会导致地应力状态受到严重的破坏。
在企业反复进行压裂操作工序中，第一次的裂缝周边会有不同程度的诱导应力场，结合之前的应力场影响，会在该区域范围内构成协同应力场。
基于应力场当中，不管是井筒还是第一次裂缝的周边范围，都回形成再次的定向，伴随着地层压力的不断减小，应力方向也会出现相应的变化，相比较于较小的水平主应力，有着较大水平的主应力下降的幅度明显较大。
支撑剂
水力压裂技术是油田增产的一种有效技术。
其工艺过程是利用地面上的高压泵组,将高粘度的压裂液以大大超过地层吸收能力的排量注入到井内,在井底憋出高压；当此压力大于井壁附近的地层应力和地层岩石抗张强度时,在井底附近的地层会产生裂缝；继续注入带有支撑剂的含砂液,裂缝向前延伸并被压裂支撑剂填充,关井后裂缝闭合在填充的支撑剂上,最后在井底附近地层内产生具有一定几何尺寸和导流能力的裂缝,便于周围原油更快流入油井底部,达到增产的目的。
支撑剂作为水力压裂中的重要填充介质,其性能直接影响了整个油井的增产能力。
所以,研究高性能石油支撑剂对于油田增产是非常必要的。
石油压裂支撑剂*主要分天然石英砂、人造陶粒支撑剂、树脂包覆支撑剂(即覆膜支撑剂)三大类,其中覆膜支撑剂又分覆膜砂和覆膜陶粒两种。
天然石英砂因其圆球度不好,强度低,但成本最低,所以一般在浅井中大量使用；人造陶粒支撑剂由于其圆球度好,强度高,耐腐蚀性能强,导流能力好等优点,般被大量用于中、深井的压裂。
覆膜砂由于经过树脂包覆后强度好,密度变小,可以代替陶粒支撑剂在中等深度的油井使用,而覆膜陶粒支撑剂的研究较少,成本较高,暂时未能用于实际生产用。
传统的人造陶粒支撑剂制备的方法主要是铝矾土和助熔相(如锰矿粉)按一定比例配合,经过粉碎研磨(粒度为300目),经圆盘造粒机按一步造粒法制备生料球,经过高温烧结制备出中密度或高密度陶粒支撑剂。
本文通过油页岩渣、铝矾土和助熔剂按比例配合,经粉碎,利用圆盘造粒机按引子造粒法制备生料球,再经过高温烧结制备出低密度陶粒支撑剂。
油页岩渣是油页岩提炼页岩油之后的废弃物。
油页岩渣的累积堆积需要占用大量土地,而且会危害周围居民身体健康；其污染过程是油页岩渣中含有的大量重金属元素,经过雨水淋溶或扩散后严重污染周围的水源、土地,使土地毒化、酸化,破坏土壤生产能力,破坏农业生产,从而危害居民健康。
但是油页岩渣中含有大量的矿物成分,如石英,长石,粘土成分等,经过蒸馏煅烧之后,其结构非常的疏松,具有非常轻的密度,较大的烧失量。
石油压裂支撑剂
石油压裂支撑剂石油压裂是一种常用的油气开采技术，通过注入高压液体使油气储层裂缝扩大，进而增加油气产量。
石油压裂过程中，压裂液被注入到井眼中，以高压将岩石裂开。
然而，岩石一旦裂开，需要一些物质来支撑裂缝，防止裂缝重新闭合。
这就是石油压裂支撑剂的作用。
石油压裂支撑剂是一种颗粒状物质，通常由石英砂、陶粒等材料制成。
它们的核心功能是填充在岩石裂缝中，增加裂缝的稳定性，防止重新闭合。
此外，石油压裂支撑剂还可以提供渗透路径，便于油气流向井底。
石油压裂支撑剂通常被分为两种类型：挤性支撑剂和粘性支撑剂。
挤性支撑剂是指在裂缝中填充颗粒，并通过挤压力确保其紧密排列。
这种支撑剂具有良好的力学性能和稳定性，可以长时间保持在裂缝中。
而粘性支撑剂则是指在裂缝中使用一种有粘性的物质，通过黏性力来支撑裂缝。
粘性支撑剂在裂缝生成后可以快速分散，并能够填充裂缝中的各个角落和凹陷，提供更好的支撑效果。
在选择石油压裂支撑剂时，需要考虑到多种因素，例如岩石特性、油气藏条件和地质环境等。
不同类型的支撑剂对裂缝稳定性和阻塞程度有不同的影响。
因此，根据具体情况选择适合的支撑剂十分重要。
此外，石油压裂支撑剂还有一些其他的特点。
首先，它们通常需要具备足够的强度，以保证在高压和高温环境下不易破碎。
其次，支撑剂的颗粒大小需要适中，既不能过大以阻挡油气的流动，也不能过小以防止沉积在裂缝中。
最后，支撑剂的渗透性需要适中，以便油气能够通过裂缝迅速流向井底。
针对不同的压裂需求，市场上提供了多种石油压裂支撑剂。
例如，颗粒状的石英砂和陶粒是最常用的支撑剂。
它们具有较高的强度和稳定性，可以在各种地质环境下使用。
此外，还有一些特殊的支撑剂，例如聚合物支撑剂、生物基支撑剂等。
这些支撑剂具有特殊的化学性质，可以适应更复杂的油气储层条件。
总之，石油压裂支撑剂在油气开采中起着重要的作用。
它们能够有效地增加裂缝稳定性，防止裂缝重新闭合，从而提高油气产量。
在选择支撑剂时，需要根据具体条件选择合适的类型和规格。
美国卡博
相关材料：陶粒砂，顾名思义，就是陶质的颗粒，较细的称之为砂，又名石油压裂支撑剂。
外观特征大部分呈圆形或椭圆形球体，但也有一些仿碎石陶粒呈不规则碎石状。
陶粒的外观颜色因所采用的原料和工艺不同而各异。
焙烧陶粒的颜色大多为暗红色、赭红色，也有一些特殊品种为灰黄色、灰黑色、灰白色、青灰色等。
铝矾土陶粒砂以优质铝钒土、煤等多种原材料，经过破碎，细碎，粉磨、制粒和高温烧结等多道工艺制作而成，具有耐高温、高压、强度高、导流能力强、及耐腐蚀等特点，主要用于油田井下支撑，以增加石油天然气的产量及寿命，属环保产品。
是河沙天然石英砂、玻璃球、金属球等中低强度支撑剂的替代品，主要用于石油贫瘠国家。
也是目前需求量最大的陶粒砂品种，俗名石油压裂支撑剂。
铝矾土陶粒砂石油天然气深井开采时，高闭合压力低渗透性矿床经压裂处理后，使含油气岩层裂开，油气从裂缝形成的通道中汇集而出。
用高铝支撑材料随同高压溶液进入地层充填在岩层裂隙中，起到支撑裂隙不因应力释放而闭合的作用，从而保持高导流能力，使油气畅通，增加产量。
实践证明，使用高铝支撑剂压裂的油井可提高产量30－50%，还能延长油气井服务年限，是石油、天然气低渗透油气井开采、施工的关键材料。
山西牛氏能源有限公司充分利用和顺县铝矾厂的铝矾土资源，新建一个年产14万立方米的陶粒砂生产线项目，与卡博陶粒(中国)有限公司形成有力的竞争。
美国卡博陶粒有限公司是世界最大的石油增产陶粒支撑剂供应商，产品占全球市场份额的65%，从事陶粒支撑剂的生产已经有将近40年的历史，是世界陶粒支撑剂的发明者。
公司总部位于美国德克萨斯州欧文市,卡博陶粒公司于1996年4月公开发行股票并在纽约证券交易所上市，代码为CRR。
连续多年荣登美国乡镇企业的第一名. 全球现有五家工厂，除卡博中国公司外，另有三家位于美国、一家位于俄罗斯。
卡博陶粒(中国)有限公司是卡博陶粒有限公司在海外的第一家全资子公司(美国独资),市场与技术服务部门位于北京朝阳区,生产工厂位于河南洛阳国家高新技术产业开发区三元工业区，现有员工270人，占地196亩，投资总额3000万美元，是目前河南省最大的美商独资生产性项目。
石油压裂陶粒支撑剂研究进展探讨
石油压裂陶粒支撑剂研究进展探讨作者：师志虎韦文石磊尚养兵袁斌来源：《中国石油和化工标准与质量》2013年第08期【摘要】随着石油压裂陶粒支撑剂推广和应用，有效的保证了石油水力压裂技术正常运行，增加了油气井产量，对石油开发具有重要意义。
笔者结合自身实际工作经验，探讨石油压裂陶粒支撑剂的研究及发展情况，并对工业固体废料在石油压裂陶粒支撑剂的应用进行分析，希望对石油压裂支撑剂研究提供一定的参考价值。
【关键词】石油压裂陶粒支撑剂研究进展1 前言在油气井开发过程中，注入适量的压裂支撑剂不仅可以提高油层的渗透性，同时可以增加油气井的产量，提高油气井开发效益。
石油压裂支撑剂主要是指在一定深度的地层岩石裂隙中，一直呈现出开裂状态支撑物，其对两边支撑裂缝壁起着重要的作用，能够使泵注停止之后，井底内压力降低至比闭合压力要小时，让油气井井眼处裂缝始终保持张开状态。
随着水利压裂技术的发展，支撑剂合成材料也产生巨大的变化，现阶段应用的支撑剂主要以陶粒为主。
本文就陶粒支撑剂研究及发展情况进行分析，以为陶粒支撑剂后期研发提供重要依据。
2 陶粒支撑剂的制备方法现阶段应用较为广泛的支撑剂主要为石英砂支撑剂和陶粒支撑剂。
石英砂支撑剂具有密度较小、成本较低、泵送便捷等优点，同时也存在强度低、、易破碎、导油渗透差、光洁度及圆球度低等缺陷，仅适用于埋藏较浅、闭合压力且油气层均较低的水力压裂中。
而陶粒支撑剂则适用于埋藏较深、渗透性较低、闭合压力较高及温度较高的水力压裂中。
陶粒支撑剂主要是由陶瓷原料制作而成的，呈球形颗粒状，其制备方法主要有两种，即烧结制备法和熔融喷吹制备法。
2.1 熔融喷吹制备法利用熔融喷吹制备法制备形成的陶粒支撑剂，主要是把辅助材料及铝矾土等材料进行高温熔化后，在高压气体的喷吹作用下形成的。
有关研究者，利用玄武岩作为原料的配制炉料，对其进行熔化、成珠及热处理等操作后，使其成为辉石性的微晶硅酸盐珠体。
而我国专利研究中，对某种固体支撑剂和制作技术进行研究，专门针对埋藏较深的油气井压裂技术的固体支撑剂，它单颗粒的抗压强度就能达到390MPa以上，密度在2.8至3.0g/cm3之间，其密度能够在60MPa压力的条件下，破碎率将控制在0.8%至1.6%之间，圆球度等于或者大于0.9，表层的光滑度较高。
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闭合压力下，破碎率极低，且破碎速度缓慢，相
对大幅度提高了
用该产品压裂后的油气具有提高砂比，降低施工 摩阻，提高造缝能力，提高油井的产
量，延长油井寿命，降低施工成本等优势，是目
国内大多厂家采用低品位(含量~50%)的锰矿或锰
灰作为锰元素的来源，但是这样做一方面近一半
的采购成本浪费在杂质上，另一方面由于杂质的 成分波动很大，造成生产工艺
极难稳定控制，每次需要投入大量人力财力调试
配方，而难以进一步提高产品质量。挪威埃肯集
团的MicroMAX（微锰）是超细的四氧化三锰（平
均颗粒半径小于0.4微米，细度相当于数万目）， 纯度95%~97%，
缝形成的通道中汇集而出。用高铝支撑材料随同 高压溶液进入地层充填在岩层裂隙中
，起到支撑裂隙不因应力释放而闭合的作用，从
而保持高导流能力，使油气畅通，增加产量。实
践证明，使用高铝支撑剂压裂的油井可提高产量
30－50％，还能延长油气井服务年限。在生产陶 粒砂的过程中通常加入锰（Mn
）元素以降低烧结温度并将产品染成深色。目前
Mn元素含量69%~71%。由于微锰的成分稳定，有
利于配方的稳定，进而稳定生产工艺。另外超细
的微锰颗粒更便于均匀的分散，使配料的成分均
一，提高成品率及质量稳定性。此外四氧化三锰 只含有二价及三价锰，对环
境安全，不含有对健康有害的四价锰。陶粒砂广
泛应用于油气田深井，高压油气的压裂改造，该
产品是以高铝矾土为主要原料经超细加工，再加
陶粒砂是一种陶瓷颗粒产品，具有很高的压裂强
度，主要用于油田井下支撑，以增加石油天然气
的产量，属环保产品。此产品利用优质铝矾土、
煤等多种原材料，用陶瓷烧结而成，是天然石英 砂、玻璃球、金属球等中低强度支撑
撑剂的替代品，对增产石油天然气有良好效果。
石油天然气深井开采时，高闭合压力低渗透性矿
床经压裂处理后，使含油气岩层裂开，油气从裂
前深井油气压裂改造地裂缝的最佳产品。广州陶
粒 广东陶粒 编辑:xhy