支撑剂供参习.doc

Forpersonaluseonlyinstudyandresearch;mercialuse莆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。利用油页岩渣来制备人造陶粒支撑剂和覆膜陶粒支撑剂,不但可以减少油页岩渣堆积对大量土地的占用,消除对环境、生态以及人类健康的严重威胁,还可以提高油页岩渣的利用价值。所以对油页岩渣资源化的研究有非常重要的意义。从理论上来讲,传统的陶粒支撑剂是以纯刚玉相为支撑骨架,玻璃相起粘结作用,使整个陶粒支撑剂具有了很好的强度和优良的耐腐蚀能力。在此基础上,添加油页岩渣,可以增加陶粒支撑剂中的莫来石含量,利用莫来石相交织在一起产生的韧性,使陶粒的整体结构的强度更好,破碎率更低。另外,添加油页岩渣,当两种原料充分混匀以后,油页岩渣存在的有机质以及氧化铁成分,可以更快的将碳质成分氧化,更容易形成均匀的闭合气孔,使陶粒的体积密度和视密度更小利用油页岩渣的以上特点,制备低密度的石油压裂支撑剂和覆膜支撑剂,其创新之处有:1)首次在铝矾土中添加30%的固体废弃物——油页岩渣,制备出满足国家标准的低密度陶粒支撑剂。2)以添加50%的油页岩渣制备陶粒支撑剂作为骨料,制备出了满足国家标准的疏水亲油的覆膜支撑剂,同时,可以提高支撑剂的强度以及提高导流能力。3)首次使用ρ-Al2O3作为陶粒支撑剂的粘结剂,提高了支撑剂的性能。本论文中