第一節(jié) 國內(nèi)高強(qiáng)度石油壓力支撐劑產(chǎn)品 技術(shù)工藝 研發(fā)動態(tài)

1、壓裂支撐劑長期導(dǎo)流能力實驗首次成功

2008年，中國石油勘探開發(fā) 研究 院廊坊分院支撐劑實驗室一次歷經(jīng)300個小時的長期導(dǎo)流實驗取得成功。該實驗歷經(jīng)300個小時連續(xù)運轉(zhuǎn)，載荷控制精確度達(dá)到千分之五以下，流量、壓差測試穩(wěn)定，導(dǎo)流能力遞減正常。這標(biāo)志著石油支撐劑長期導(dǎo)流能力（線形流雙導(dǎo)流室）實驗在我國首次取得成功。在此之前，我國壓裂支撐劑出口必須到美國本土做此實驗。此次成功標(biāo)志著我國壓裂支撐劑導(dǎo)流能力測試技術(shù)達(dá)到國際先進(jìn)水平。 

支撐劑長期導(dǎo)流能力實驗對儀器設(shè)備精度、實驗員技術(shù)水平等要求較高。廊坊分院壓裂支撐劑實驗室于1995年率先在國內(nèi)開展了API線性流支撐劑長期導(dǎo)流能力實驗裝置的研制工作。在前期實驗的基礎(chǔ)上，2005年，廊坊分院繼續(xù)對原有設(shè)備進(jìn)行技術(shù)改造，制造成本僅相當(dāng)進(jìn)口系統(tǒng)的1／8。

該系統(tǒng)通過對我國中密度陶粒支撐劑的長期導(dǎo)流能力測試，取得了滿意的實驗結(jié)果，證明國產(chǎn)支撐劑長期導(dǎo)流能力測試設(shè)備完全符合測試要求。國產(chǎn)長期導(dǎo)流能力設(shè)備的研制成果，為我國低滲透油氣田進(jìn)一步投入開發(fā)、老油田重復(fù)壓裂等重要課題提供了有力的技術(shù)支持。

2、孚盛砂技術(shù)——石油壓裂支撐劑領(lǐng)域技術(shù)成果

石油壓裂支撐劑領(lǐng)域的孚盛砂技術(shù)是仁創(chuàng)科技集團(tuán)自主研發(fā)并擁有自主知識產(chǎn)權(quán)的一項新型壓裂技術(shù)，主要發(fā)明人秦升益創(chuàng)造性地提出了“蛋殼原理”，把每一個沙粒做成一個個小雞蛋一樣的，從而大幅度提高沙子的抗破碎能力，具有相對密度小、強(qiáng)度高、低破碎率、圓度、球度和化學(xué)惰性好以及能在井下低溫固結(jié)等特點。廣泛應(yīng)用于油氣田壓裂及防砂工藝，利于提高砂比，減少壓裂液用量，有效防止支撐劑返吐現(xiàn)象，減輕支撐劑嵌入，提高裂縫導(dǎo)流能力，延長壓裂有效期。 

該成果申報相關(guān)專利4項（發(fā)明專利2項、實用新型1項），已通過北京市科委技術(shù)鑒定，被認(rèn)定達(dá)到國際先進(jìn)水平，且正候選北京市科學(xué)技術(shù)一等獎。經(jīng)大慶、中原等11家油田200多口油井實際壓裂應(yīng)用，平均提高出油率30%以上。該技術(shù)被專家譽(yù)為“支撐劑材料的一場革命”，是國內(nèi)支撐劑 行業(yè) 的創(chuàng)舉，石油開采的“增油劑”。

第二節(jié) 國外高強(qiáng)度石油壓力支撐劑產(chǎn)品 技術(shù)工藝 研發(fā)動態(tài)

一、美國

據(jù)悉，陶粒支撐劑主要用于石油和天然氣深井，增加油氣產(chǎn)量，延長油氣服務(wù)年限。這項技術(shù)長期被美國CARBO公司壟斷。

二、歐盟

歐洲市場需求穩(wěn)定，注重產(chǎn)品質(zhì)量，并相對忠誠，歐洲市場特點包括：

1、需求穩(wěn)定，注重產(chǎn)品質(zhì)量；

2、競爭激烈，商家必爭之地；

3、國家小而多，各有自己的市場特色。

其中俄羅斯等國家是歐洲主要石油產(chǎn)區(qū)，但多數(shù)油井都已經(jīng)到了中晚期，需要大量的陶粒支撐劑。法國圣戈班是歐洲陶粒支撐劑的主要生產(chǎn)企業(yè)。

第三節(jié) 近年國內(nèi)外高強(qiáng)度石油壓力支撐劑 技術(shù)工藝 研發(fā)成果回顧

攀鋼研發(fā)高鈦石油壓裂支撐劑產(chǎn)品達(dá)世界先進(jìn)水平：

2006年，攀鋼經(jīng)過2年多科技攻關(guān)，利用廢棄高爐渣自主研發(fā)建成的高鈦石油壓裂支撐劑生產(chǎn)線順利實現(xiàn)達(dá)產(chǎn)目標(biāo)，月產(chǎn)量836噸，創(chuàng)該生產(chǎn)線投產(chǎn)以來的最高記錄，具備年產(chǎn)1萬噸高鈦石油壓裂支撐劑生產(chǎn)能力；產(chǎn)品質(zhì)量經(jīng)美國權(quán)威機(jī)構(gòu)檢測，達(dá)到世界先進(jìn)水平。目前，該產(chǎn)品已在中石油等企業(yè)廣泛應(yīng)用，并遠(yuǎn)銷俄羅斯、哈薩克斯坦、阿塞拜疆等國家，標(biāo)志著攀鋼堅持自主創(chuàng)新，走循環(huán)經(jīng)濟(jì)道路，開發(fā)利用二次資源取得重大進(jìn)展。

石油壓裂支撐劑是石油、天然氣低滲透油氣井開采壓裂施工的關(guān)鍵材料，能有效提高油氣產(chǎn)量和延長油井壽命，國際國內(nèi)市場需求日益旺盛。為實現(xiàn)攀鋼高爐渣向再生資源的根本性轉(zhuǎn)變，攀鋼抓住市場機(jī)遇，于2003年底建成設(shè)計產(chǎn)能1萬噸的高鈦石油壓裂支撐劑生產(chǎn)線，并堅持依靠科技創(chuàng)新和技術(shù)進(jìn)步開展達(dá)產(chǎn)達(dá)效攻關(guān)。攀鋼生產(chǎn)的高鈦石油壓裂支撐劑經(jīng)中國石油勘探 研究 院廊坊分院支撐評價實驗室檢測，各項性能指標(biāo)完全達(dá)到SY／T5108標(biāo)準(zhǔn)。世界權(quán)威支撐劑檢測機(jī)構(gòu)——美國STIM—LAB實驗室對該產(chǎn)品進(jìn)行API標(biāo)準(zhǔn) 分析 檢驗后，認(rèn)為產(chǎn)品質(zhì)量可與美國Carbo公司產(chǎn)品媲美，其中高密度、高強(qiáng)度產(chǎn)品已達(dá)到世界先進(jìn)水平。

第四節(jié) 未來高強(qiáng)度石油壓力支撐劑國內(nèi)外 技術(shù)工藝 研發(fā)趨勢 分析

壓裂增產(chǎn)技術(shù)是低滲透油氣藏重要的增產(chǎn)措施，但壓裂作業(yè)的高成本和地層傷害等問題亟待解決。近年來國外各大服務(wù)公司經(jīng)過不斷開發(fā)和 研究 推出了許多壓裂新工藝和新材料，大幅度降低了低滲透油氣藏的開發(fā)成本，提高了產(chǎn)量和最終采收率。

在壓裂工藝方面，連續(xù)管壓裂技術(shù)實現(xiàn)了一次起下作業(yè)壓裂多層和選擇性壓裂產(chǎn)層，可以大幅度提高油氣產(chǎn)量，并縮短作業(yè)時間，降低作業(yè)成本，成為低滲油氣藏壓裂技術(shù)的重要發(fā)展方向。斯倫貝謝公司和貝克休斯公司分別推出了各自的連續(xù)管壓裂技術(shù)，其中斯倫貝謝在科羅拉多氣田應(yīng)用連續(xù)管進(jìn)行壓裂作業(yè)不僅延長了氣田壽命，而且將氣田產(chǎn)量從31萬立方米提高到60萬立方米；貝克休斯公司在得克薩斯進(jìn)行壓裂作業(yè)，產(chǎn)量從預(yù)期的1萬立方米提高到3萬立方米，作業(yè)時間比以前的方法減少了23天。

在壓裂材料方面，斯倫貝謝公司新推出了無聚合物CO2壓裂液和光纖輔助壓裂技術(shù)。無聚合物CO2壓裂液可在23/8英寸油管中應(yīng)用，只含一種添加劑，適用溫度高達(dá)93℃，可在枯竭或低壓儲層應(yīng)用，可用連續(xù)管作業(yè)，具有優(yōu)良的減阻性能和低摩擦力；光纖輔助壓裂技術(shù)通過含有壓裂液的光纖網(wǎng)絡(luò)提供機(jī)械的方法運送、懸浮和置放支撐劑，可使支撐劑均勻地分散，有效避免支撐劑的返排和沉淀。BJ公司推出了一系列可變形支撐劑和高強(qiáng)度超低密度支撐劑，可變形支撐劑當(dāng)裂縫閉合時能鎖住通道，防止返排，滲透性和導(dǎo)流性均優(yōu)于以前的支撐劑；高強(qiáng)度超低密度支撐劑系列特點是比重很小，采用無聚配方，在某些井中應(yīng)用產(chǎn)量提高了7倍之多。

第五節(jié) 高強(qiáng)度石油壓力支撐劑產(chǎn)品同類替代 技術(shù)工藝 發(fā)展

中低強(qiáng)度石油壓力支撐劑是高強(qiáng)度壓裂支撐劑的替代品，但一般是被高強(qiáng)度石油壓力支撐劑所替代。

國內(nèi) 研究 和生產(chǎn)的支撐劑發(fā)展很快，80年代初，我國在壓裂中使用的支撐劑是蘭州天然石英砂，該砂的技術(shù)指標(biāo)是：體積密度1.62g/cm3；視密度在2.62g/cm3；28MPa閉合壓力下破碎率是12.0%～14.0%。在80年代中期發(fā)展到電熔噴吹鋁礬石支撐劑，生產(chǎn)工藝是將高電壓變成低電壓大電流，連接三根石墨電極形成的熔爐，將鋁礬石（AL2O365～70%）原材料直接加入爐中熔融后溢出，在一定風(fēng)壓下將溢出的熔液吹散，制成產(chǎn)品。這一時期內(nèi)在石油工業(yè)壓裂中起到一定的作用,相比石英砂的技術(shù)指標(biāo)要高出幾倍。體積密度是2.00g/cm3；視密度在3.33g/cm3；60MPa閉合壓力下破碎率是6.0%～8.0%。該產(chǎn)品其缺點是體積密度高，粒徑分布不均勻，導(dǎo)流能力差，但相比石英砂導(dǎo)流能力要高出幾倍。在這同期江蘇東方支撐劑有限公司利用了鋁礬土和陶土，添加二價金屬離子開發(fā)了燒結(jié)低密度低強(qiáng)度支撐劑，生產(chǎn)工藝采用陶瓷燒結(jié)工藝，將原料加工到250目細(xì)粉進(jìn)行配料，擠壓造粒制成半成品，最后在隧道窯（1250℃～1280℃）燒結(jié)24小時左右制成產(chǎn)品。產(chǎn)品的體積密度1.58g/cm3～1.62g/cm3；視密度在2.60g/cm3～2.80g/cm3；在52MPa閉合壓力下破碎率是10.0～14.0%。通過配方和工藝改進(jìn)發(fā)展到今天破碎率指標(biāo)達(dá)到52MPa閉合壓力下破碎率是7.69%，是國內(nèi)獨有的低密度產(chǎn)品。

到了90年代中期相繼燒結(jié)陶粒在我國部分地區(qū)有了發(fā)展，剛開始各生產(chǎn)廠家利用生鋁礬土（AL2O370%左右）添加鐵離子和鎂離子，磨成250～280目細(xì)粉，采用糖衣鍋噴霧干法造粒，裝入匣缽裝入倒煙窯（1350℃～1380℃）中燒結(jié)而成，高溫?zé)蓵r間70小時。產(chǎn)品指標(biāo)是：體積密度1.70 g/cm3～1.75g/cm3，視密度在3.10g/cm3～3.33 g/cm3之間，52MPa閉合壓力下破碎率是15.0%～18.0%。隨著技術(shù)的發(fā)展，人們對支撐劑質(zhì)量的重視，都在改變生產(chǎn)工藝，建成了各種長度不同的技術(shù)先進(jìn)的隧道窯，以減少燒結(jié)溫度的溫差，改變配方技術(shù)，精心選擇了原材料，優(yōu)選金屬相二價離子和非金屬二價離子的添加劑技術(shù)，禰補(bǔ)了原材料理化指標(biāo)不足，生產(chǎn)出高技術(shù)指標(biāo)的支撐劑。目前我國支撐劑生產(chǎn)廠家以達(dá)30多家，產(chǎn)品都是中等密度中等強(qiáng)度支撐劑，體積密度是1.70 g/cm3～1.75g/cm3，視密度在3.10 g/cm3～3.30g/cm3之間，52MPa閉合壓力下破碎率是8.0%左右；中等密度高強(qiáng)度支撐劑技術(shù)指標(biāo)是：體積密度是1.70g/cm3～1.75g/cm3，視密度在3.20g/cm3～3.40g/cm3之間，69MPa閉合壓力下破碎率是8.0%左右；高密度高強(qiáng)度技術(shù)指標(biāo)是：體積密度是1.85g/cm3～1.90g/cm3，視密度在3.30g/cm3～3.40g/cm3之間，86MPa閉合壓力下破碎率是10.0%左右。大部分指標(biāo)同國外同類產(chǎn)品相比已達(dá)到先進(jìn)水平，69MPa閉合壓力下導(dǎo)流能力在45µm2·cm～60µm2·cm之間。


免責(zé)申明：本文僅為中經(jīng)縱橫 市場 研究 觀點，不代表其他任何投資依據(jù)或執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)等相關(guān)行為。如有其他問題，敬請來電垂詢：4008099707。特此說明。