A repesztés fontos eszköze az olaj- és gáztermelés növelésének, különösen az alacsony permeabilitású és az ultramély olaj- és gázkutak fejlesztése szempontjából. A repesztési támasztóanyagok az olaj- és gázrepesztési termelés alapvető termékei, kulcsfontosságú anyagok az olaj- és gáztározók átalakításánál a mesterséges repedések támogatásához, valamint kulcsfontosságúak a repesztés sikerének és az átalakítási hatás javításához.
A kitámasztó anyagok természetes homok vagy mesterséges nagy szilárdságú kerámia szilárd részecskék, amelyek bizonyos részecskemérettel, szilárdsággal, gömbölyűséggel és osztályzattal rendelkeznek. Az iparban három fő támasztóanyagot használnak: természetes kvarchomokot, mesterséges kerámiaszemcséket és bevonatos támasztóanyagokat.
Kvarchomok támasztóanyagok
A természetes kvarchomok fő összetevője a SiO2, és kis mennyiségben Al2O3, Fe2O3, K2O, Na2O, CaO, MgO és egyéb komponensek is találhatók benne. A kvarchomok fő ásványi összetevője a kvarc, amely általában 80% feletti, a jó minőségű kvarchomok pedig elérheti a 98,5% feletti mennyiséget.
- A kvarchomok kemény, kopásálló és kémiailag stabil. Csak hidrogén-fluoridban oldódik, más savakban nem oldódik.
- A kvarchomok gazdag erőforrásokban, olcsó, alacsony sűrűségű (körülbelül 2,65 g•cm{2}}), könnyen szivattyúzható, és zúzás után is jó vezetőképességgel rendelkezik, ami bizonyos hatással van az olaj- és gáztermelés növelésére alacsony zárónyomású kutak.
- A kvarchomok támasztóanyag olcsó, könnyen kezelhető, és viszonylag sima felületű, miután folyóvízzel lemosta.
Ezek a jellemzők a kvarchomokot széles körben használják hidraulikus repesztési támasztóanyagként. A kőolaj támasztóanyagként használt kvarchomok részecskemérete általában 0,1 mm és 2 mm között van, más néven repesztő támasztóanyag vagy repesztő homok.
- A kvarchomok törékeny és alacsony szilárdságú. Ha a repedészáró nyomás magas, könnyen eltörhető, nagymértékben csökkentve a repedés hatékony alátámasztási területét, és nem tudja elérni az olaj és a gáz növelésének célját.
- A kvarchomok felületi érdessége nem jó, ami nem kedvez a repedés áteresztőképességének növelésének.
- A kvarchomok nagy hőtágulási együtthatóval rendelkezik. Ha a kút mély és a hőmérséklet magas, fennáll a hirtelen tágulás veszélye.
Ezek a hátrányok miatt a természetes kvarchomok nem képes kielégíteni a hidraulikus rétegrepesztés szükségleteit mélyen alacsony áteresztőképességű olaj- és gázfejlesztés során.
Mivel a kvarchomok támasztóanyag szilárdsága nem elég ahhoz, hogy megfeleljen a nagy tömítésű olaj- és gázkutak követelményeinek, a kutatók feltaláltak egy mesterséges keramzit támasztóanyagot.
A kerámia támasztóanyagot gyakran ásványi anyagokból, például bauxitból készítik fő nyersanyagként, különféle ásványi adalékokkal kiegészítve, és nyomásmentes atmoszférában szinterelik. A térfogatsűrűség és a szinterezés utáni látszólagos sűrűség különbsége szerint a keramzit támasztóanyag három típusra osztható: alacsony sűrűségű, közepes sűrűségű és nagy sűrűségű.
A kvarchomok támasztóanyaggal összehasonlítva a kerámia támasztóanyag nagy gömbölyűséggel, sima felülettel, jó folyékonysággal, nagy nyomószilárdsággal és alacsony aprítási sebességgel rendelkezik. A gyakorlat azt mutatja, hogy a kerámia támasztóanyag használata az olajkutak repesztésénél 30-50%-kal növelheti a termelést, és meghosszabbíthatja az olaj- és gázkutak élettartamát.
A kerámia támasztóanyagnak azonban a következő hátrányai vannak:
(1) A részecskesűrűség nagy és az ülepítési sebesség gyors, ami magasabb követelményeket támaszt a szivattyúzás körülményeivel és a repesztési folyadék teljesítményével szemben, és növeli a költségeket.
(2) A bauxitkészletek szétszórtak, a feldolgozás és a bányászat korlátozott, az alapanyagokra vonatkozó követelmények szigorúak, az erőforrás-felhasználás korlátozott.
Bevonatos támasztóanyag
A bevont támasztóanyag javítja a támasztóanyag szilárdságát, valamint sav- és lúgállóságát, más néven gyantával bevont támasztóanyag. Általában két részből áll, a belső rész bizonyos szilárdságú adalékanyagból áll, a külső része pedig bevonatként gyantával van bevonva.
- A gyantával bevont támasztóanyag alacsony sűrűséggel és nagy nyomószilárdsággal rendelkezik.
- A bevonatos támasztóanyag sima felületű, jó vízvezető képességgel rendelkezik, könnyen szállítható és szállítható.
- A gyantával bevont támasztóanyag amellett, hogy repesztési támasztóanyagként használják, hatékonyan meggátolja a támasztóanyag visszafolyását, a felület leválását és a formáció csiszolását a repesztőfolyadék visszafolyása során.
- A gyantával bevont támasztóanyag minden részecskéje egyenletes és szívós gyantahéjjal rendelkezik, és a részecskék bizonyos polimerizációs hatás miatt össze is kötődnek, így jó magas hőmérsékleti stabilitású és savas korrózióállósággal rendelkezik.
A gyantával bevont támasztóanyag hátránya a magas költség, a rossz kémiai stabilitás, a könnyű kötés nagy zárási feszültség mellett és a jelentősen csökkent vezetőképesség.