Druckfestigkeit und Verschleißfestigkeit von Proppants für die Erdölfrakturierung

Druckfestigkeit und Verschleißfestigkeit von Erdöl-Frac-Stützmitteln

Leistungsanforderungen für Erdöl-Stützmittel: 1. Das Stützmittel muss eine ausreichende Druckfestigkeit und Abriebfestigkeit aufweisen, um dem intensiven Druck und der Reibung während der Injektion standzuhalten und den künstlichen Bruch effektiv zu unterstützen. 2. Die Stützmittelpartikel müssen eine geringe relative Dichte aufweisen, um das Pumpen in das Bohrloch zu erleichtern. 3. Die Stützmittelpartikel dürfen bei einer Temperatur von 200 °C nicht chemisch mit der Frac-Flüssigkeit oder der Lagerstättenflüssigkeit reagieren, und die maximal zulässige Säurelöslichkeit muss weniger als 7 % betragen.

Derzeit werden üblicherweise Quarzsand, Bauxit-Keramiksand und harzbeschichtete Verbundpartikel verwendet. Quarzsand wird aufgrund seiner geringen Kosten und geringen Dichte für das einfache Pumpen weit verbreitet eingesetzt. Quarzsand hat jedoch eine geringe Grundfestigkeit und eine schlechte Kugelform, was die Bruchleitfähigkeit verringert und ihn für tiefe Bohrungen mit hohem Verschlussdruck ungeeignet macht. Verbundpartikel aus harzbeschichtetem Quarzsand bieten eine verbesserte Kugelform, eine stärkere Korrosionsbeständigkeit und eine bessere Leitfähigkeit. Ihre kurze Haltbarkeit und die hohen Kosten machen sie jedoch in der heutigen kostenbewussten Welt schwer zu kommerzialisieren. Keramikstützmittel, die im Bauxitverfahren hergestellt werden, bieten eine hohe Dichte, eine ausgezeichnete Kugelform, Korrosionsbeständigkeit, Hochtemperaturbeständigkeit und Hochdruckbeständigkeit, und das alles bei gleichzeitiger Kostenkontrolle. Folglich werden sie in Öl- und Gasfeldern zunehmend eingesetzt. Das Fracking mit Keramikstützmitteln hat sich als in der Lage erwiesen, die Brunnenproduktion um 30-50 % zu steigern und die Lebensdauer von Öl- und Gasbrunnen zu verlängern. Sie sind ein Schlüsselmaterial für die Erschließung und den Bau von Öl- und Gasbrunnen mit geringer Permeabilität und erhöhen sowohl die Produktion als auch die Lebensdauer.

1. Stützmittel müssen eine ausreichende Druckfestigkeit und Abriebfestigkeit aufweisen, um hohen Injektionsdrücken und Reibungskräften standzuhalten und gleichzeitig künstliche Brüche effektiv zu unterstützen.
2. Stützmittel sollten eine geringe relative Dichte aufweisen, um das Pumpen in Bohrlochstandorte zu erleichtern.
3. Stützmittelpartikel sollten bei Temperaturen bis zu 200 Grad Celsius keine chemischen Reaktionen mit Frac-Flüssigkeiten und Lagerstättenflüssigkeiten eingehen, wobei eine maximal zulässige Säurelöslichkeit von weniger als 7 % gilt.

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