Brotnun er mikilvæg leið til að auka olíu- og gasframleiðslu, sérstaklega til að þróa lág gegndræpi og ofurdjúpar olíu- og gaslindir. Brotandi stuðefni eru kjarnaafurðir olíu- og gasbrotsframleiðslu, lykilefni til að styðja við gervibrot í umbreytingu olíu- og gasgeyma og lykillinn að því að bæta árangur brota og umbreytingaráhrifa.
Stuðningsefni eru náttúrulegur sandur eða gervi hástyrktar fastar agnir úr keramik með ákveðinni kornastærð, styrk, kúlu og flokkun. Það eru þrjár megingerðir stunguefna sem notaðar eru í iðnaði: náttúrulegur kvarssandur, gervi keramikagnir og húðuð stunguefni.
Stuðningsefni úr kvarssandi
Aðalhluti náttúrulegs kvarssands er SiO2, og einnig er lítið magn af Al2O3, Fe2O3, K2O, Na2O, CaO, MgO og öðrum íhlutum. Aðalsteinefni kvarssands er kvars, sem er venjulega yfir 80%, og hágæða kvarssandur getur náð yfir 98,5%.
- Kvarssandur er harður, slitþolinn og efnafræðilega stöðugur. Það er aðeins leysanlegt í flúorsýru og óleysanlegt í öðrum sýrum.
- Kvarssandur er ríkur af auðlindum, ódýr, lítinn eðlismassa (um 2,65g•cm-3), auðvelt að dæla og hefur samt góða leiðni eftir mulning sem hefur ákveðin áhrif til að auka framleiðslu á olíu og gasi brunna með lágum lokunarþrýstingi.
- Kvarssandsstúfefni er með litlum tilkostnaði, auðvelt í notkun og tiltölulega slétt yfirborð eftir að hafa verið þvegið með árvatni.
Þessir eiginleikar gera það að verkum að kvarsandur er mikið notaður sem vökvabrotsefni. Kornastærð kvarssands sem notaður er sem jarðolíustúfefni er yfirleitt á milli 0,1 mm og 2 mm, einnig þekkt sem brotandi stuðefni eða brotasandur.
- Kvarssandur er brothættur og hefur lítinn styrk. Þegar sprungulokunarþrýstingurinn er hár er auðvelt að brjóta það, sem dregur verulega úr skilvirku stuðningssvæði sprungunnar og getur ekki náð þeim tilgangi að auka olíu og gas.
- Yfirborðsgrófleiki kvarssands er ekki góður, sem er ekki til þess fallið að auka gegndræpi sprungunnar.
- Kvarssandur hefur stóran varmaþenslustuðul. Þegar holan er djúp og hitastigið hátt er hætta á skyndilegri þenslu.
Þessir ókostir gera það að verkum að náttúrulegur kvarssandur getur ekki uppfyllt þarfir vökvabrots í djúpri lággegndræpi olíu- og gasþróunar.
Þar sem styrkur kvarssandsstúfunnar er ekki nægjanlegur til að uppfylla kröfur um háþrýstiþrýstiolíu- og gasbrunna, hafa vísindamenn fundið upp gervi keramsítstúfefni.
Keramikstoðefni er oft gert úr steinefnum eins og báxíti sem aðalhráefni, bætt við ýmsum steinefnaaukefnum og hert í þrýstingslausu andrúmslofti. Samkvæmt muninum á lausu og sýnilegum þéttleika eftir sintun, má skipta keramsítstúfefni í þrjár gerðir: lágþéttni, miðlungsþéttleika og hárþéttleika.
Í samanburði við kvarssandsstúfefni hefur keramikstúfefni mikla kúlu, slétt yfirborð, góðan vökva, mikinn þjöppunarstyrk og lágt mulningshraði. Reynsla hefur sýnt að notkun keramikstúfefnis til að brjóta olíulindir getur aukið framleiðsluna um 30-50% og lengt endingartíma olíu- og gaslinda.
Hins vegar hefur keramikstoðefni eftirfarandi ókosti:
(1) Agnaþéttleiki er mikill og botnfallshraðinn er mikill, sem gerir meiri kröfur um dæluskilyrði og afköst vökvabrots og eykur kostnað.
(2) Báxítauðlindir eru dreifðar, vinnsla og námuvinnsla eru takmörkuð og kröfur um hráefni eru strangar og auðlindanýting takmörkuð.
Húðað stoðefni
Húðað stuðefni bætir styrkleika og sýru- og basaþol stuðefnisins, einnig þekkt sem plastefnishúðað stuðefni. Það samanstendur venjulega af tveimur hlutum, innri hlutinn er samsettur úr fyllingu með ákveðnum styrk og ytri hlutinn er húðaður með plastefni sem húðun.
- Kvoðahúðað stuðefni hefur eiginleika lágþéttleika og mikillar þjöppunarstyrks.
- Húðað stoðefni hefur slétt yfirborð, góða vatnsleiðni og er auðvelt að bera og flytja.
- Auk þess að vera notað sem sprungandi stuðefni getur plastefnishúðað stuðefni einnig í raun komið í veg fyrir bakflæði stuðefnis, yfirborðsflögnun og formslípun meðan á bakflæði brotsvökva stendur.
- Hver ögn af plastefnishúðuðu stoðefni hefur einsleita og sterka plastefnisskel, og agnirnar eru einnig tengdar saman vegna ákveðinna fjölliðunaráhrifa, þannig að það hefur góðan háhitastöðugleika og sýrutæringarþol.
Ókostir plastefnishúðaðs stuðningsefnis eru hár kostnaður, lélegur efnafræðilegur stöðugleiki, auðveld tenging við mikla lokunarálag og verulega minni leiðni.