石英砂在油气田开采中的应用


来源:非金属矿信息网

    石英砂是一种用途广泛的非金属矿产资源。近几十年来,随着石油工业的发展和科学技术的进步,世界各产油国已成功地将水力压裂技术和酸化技术新工艺用于陆上油气田采油生产中,使之成为陆上低渗透油气田增产的一项重要措施。针对我国陆上油气田中低渗透型所占比例较大的特点,自二十世纪七十年代起,我国即已相继推广应用了水力压裂和酸化采油技术,并在实践中逐步得到完善和提高,为老油田的增产和低渗透新油田的开发起着愈来愈大的作用。
  值得指出的是:在水力压裂技术工艺中,支撑剂的选择至关重要。目前各油气田使用的支撑剂主要有天然石英砂,人造陶粒、树脂包层砂等无机矿物材料。其功能在于充填压裂产生的水力裂缝,使之不再重新闭合,且形成一个具有高导流能力的流动通道。在储层特征与裂缝几何尺寸相同的条件下,压裂井的增产效果及其生产动态取决于裂缝的导流能力,而裂缝导流能力的大小则与支撑剂的性能息息相关。自从出现水力压裂技术以来,天然石英砂是首选而又得到广泛使用的支撑剂,至今它在国内外油气田生产中的用量仍居首位。其原因在于:

  (1)天然石英砂是一种分布广、硬度大、化学性能稳定的非金属矿物;

  (2)天然石英砂适应性强,它可用于低闭合压力的各类储层,且圆球度较好的石英砂破碎后呈小块状,仍可保持一定的导流能力;

  (3)100目(粒径154μm)的细砂可做为压裂液的固体防滤添加剂,它在裂缝延伸过程中可以充填那些与主裂缝沟通的天然裂缝,以降低压裂液的滤失并起到一定增产作用;

  (4)天然石英砂相对密度较低(2.65左右),流动性良好,便于施工送;

  (5)天然石英砂最大的优点还在于货源广、价格低,这更是至今仍被国内外油气田大量使用的主要原因之一。

  据悉,甘肃省兰州市安宁堡的石英砂均呈圆形颗粒,品质优良,产品不仅销往国内各大油气田,而且还出口到埃塞俄比亚、土库曼斯坦、美国等国家。近几年出口量呈逐年上升趋势,其中1998年出口量为3万吨,1999年出口量达4.3万吨,2000年出口量升至5万多吨,为石油工业的发展和非矿出口创汇做出可喜贡献。

  另外,笔者在对河北省承德市围场天然石英砂进行开发研究时发现,承德石英砂与兰州石英砂的化学成分及矿物组成极为接近,并对其进行水洗脱泥—磁选除铁—筛选分级等工艺处理后,所获石英砂含铁量降至0.1%以下,其白度和亮度显著提高,且具有颗粒均匀,圆球易流动、半透明等特点,可用作油气田水力压裂支撑剂。如经有效的开发利用,承德也将成为用于油气生产的天然石英砂的重要产地之一。(付东)
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