高温高压深井的新型高强度压裂支撑剂

smartdou

    2013年SPE石油工程技术年会（ATCE）卡铂（Carbo）公司推出了一种新的压力支撑剂，比以前的支撑剂强度高33%，这种新的支撑剂完全改变了目前市场上的支撑剂。

支撑剂.jpg (11.46 KB, 下载次数: 0)

2013-11-12 20:03 上传

点击文件名下载附件
阅读权限: 150

             卡铂公司新产品（右），卡铂公司的铝矾土老产品（左）

     这种新的生产线主要用于深水井的压裂，称为“Kryptosphere”，完全不同于大多数压裂中使用的铝矾土陶瓷，一排一排的并排放置，Kryptosphere看起来像乒乓球，而铝矾土的像圆形的砾石。

    卡铂公司计划利用这个新产品使其所有生产线标准化，卡铂公司已经开始了一个长期计划改变他们公司的生产工厂，使用这种新的方法,制造轻和较重的支撑剂，卡铂将可以大量生产这个高强度的支撑剂。

    卡铂公司的总裁兼首席执行官Gary说，在这个工艺中，将允许我们改变我们所做的一切，它比我们以往生产的都好。

    因为大石油公司在下第3纪压裂的挑战，使这种新的产品应运而生。为了使裂缝开裂，这个新产品反映了一种新的小陶粒制造方法，问题是铝矾土支撑剂，这种支撑剂承受压力达到105MPa(15000psi),他的强度不足以支撑开下第3纪海底约3048m(10000ft)超过9144m(30000ft), 它在岩石上作用了一个巨大的力。对于铝矾土而言，一种理想的支撑剂在211MPa（20000psi）下具有2倍的传导率。研究者们试图找到一种新的制造支撑剂的方法，迎接挑战需要主要的变化，改变支撑剂的性能达到大约120MPa(17000psi)。

    卡铂公司的支撑剂是目前市场上强度最高的支撑剂，更均匀，更耐用，至于这种新的支撑剂用什么材料制造，用什么方法制造，目前没有公开，还是一个秘密。这种支撑剂与其它支撑剂相比有一种高的含铝量。这个材料的配方在卡铂公司也只有少数人知道。

在Stim-Lab进行测试，这种新产品压力超过211MPa（20000psi），当压力达到155MPa（22,000psi），这个产品在闭合应力时依然性能良好。

    在地层中也不相同，这种新产品的放大图显示，近似于一种纹理，在大多数陶瓷中没有气孔，在新的支撑剂内部的孔隙空间只有1-2%，卡铂公司目前的产品是5%，低质量产品的竞争者为25%。

    因为这些内部孔隙空间能使陶瓷颗粒压碎，产生小颗粒降低传导率。较小的孔隙意味着更具有一致性。

    新的支撑剂制造方法产生了颗粒均匀，它能提供给客户尺寸均匀的支撑剂，例如：支撑剂粒径全部20目。卡铂公司目前接到的订单，但目前产品提供还有限。

    截止今年底，卡铂公司期望能生产支撑剂225吨（500000Ibm）/月，到2014年底产量将上升到675吨（150万磅）/月。如果实验室测试数据转化为现场数据，可以生产出更多的支撑剂。

    对于卡铂公司尽管这个技术成就能制造超强度支撑剂，满足深水压裂的需求，诸如下第3纪深层，在2013年将实施6到8口井。

    因为在内部的孔隙空间将限制了支撑剂球到球的性能变化，所以，这种新的支撑剂的强度比市场的都高。
   
     这种新的支撑剂将解决了高温高压深井压裂用支撑剂的强度问题，这将是深井技术的一个突破，技术关键是：
      （1）支撑剂的材料；（2）支撑剂的制造工艺；（3）支撑剂的力学性质；（4）支撑剂在深层储层岩石中的镶嵌及形成的导流能力等。