[00314811]利用工业固体废料制备石油压裂陶粒支撑剂技术开发与产业化

一、主要技术内容：石油压裂支撑剂是石油、天然气压裂技术的关键材料，其作用在于支撑地层深处岩石裂缝的两壁，使通向油气井眼的裂缝依然张开，形成畅通的油气通道，提高油气产出率。本项目利用废氧化铝吸附剂、陶瓷辊棒废料、赤泥、粉煤灰等工业固体废料和低品位铝矾土研制了石油压裂系列陶粒支撑剂，开发了产业化生产陶粒支撑剂的新工艺。通过配方组成优化、湿法研磨、离心喷雾造粒、高速滚动增湿压实成型、烧成和抛光等技术，制备出高性能系列石油压裂支撑剂。基于项目技术，已申请发明专利4项，其中获得授权3项，同时获得授权6项实用新型专利和1项计算机软件著作权。本项目采用工业固体废弃物替代工业氧化铝，解决了固体废弃物堆积占地、污染环境等问题，变废为宝；解决了目前市售的石油压裂支撑剂强度低、易破碎，成品圆度和球度低、耐酸性和抗破碎能力不稳定的技术难题，为石油和天然气行业提供了高性能低成本陶粒支撑剂。二、技术经济指标：1、技术指标：利用工业固体废料和低品位铝矾土研制了低密度高强度、高密度高强度、高密度超高强度的系列石油压裂陶粒支撑剂，产品具有耐腐蚀性好、破碎率低、出油率高的特点。（1）低密度高强度石油压裂支撑剂：密度低、悬浮性能好，特别适用于页岩气的产业化开发，体积密度能达到1.49g/cm<"3>，优于世界支撑剂行业巨头美国Carbo公司的1.55/cm<"3>，酸溶解度为4.1%，在52MPa闭合压力下的破碎率为2.4%，优于国内行业标准（＜9.0%）要求，超出Carbo公司的陶粒指标（52MPa破碎率5.2%）。（2）高密度高强度石油压裂支撑剂：酸溶解度为4.9%，技术指标符合行业标准的要求，特别在69MPa闭合压力下的破碎率为1.6%，明显优于行业标准（≤6.0%）指标要求。（3）高密度超高强度陶粒支撑剂：适用于耐酸和耐压要求高的深油井压裂技术，酸溶解度为3.5%，优于行业标准（≤5%）的要求；在69MPa闭合压力下的破碎率为0.6%，明显优于行业标准（≤5.0%）的要求。2、经济指标：产业化项目设计产能为年产30万吨陶粒支撑剂。目前一期工程已完成，形成了10万吨产能。项目全部完成后，可实现产值98400万元，利润22200万元，税收6327万元。经济效益显著，市场潜力巨大。三、应用推广及效益情况：目前，水力压裂技术已经成为油气井增扩产的最主要措施。本项目产品作为一种新型石油压裂支撑剂，具有破碎率低、耐腐蚀、导流能力高的特性。经美国Stim-Lab公司、中国石化采油助剂与机电产品质量监督检验中心测试，产品的各项指标均达到并优于国内行业标准的要求。经中石化胜利石油工程有限公司井下作业公司、中国石油化工股份有限公司中原油田分公司及北京臻赢利成石油科技有限公司应用，产品技术指标完全达到了需方要求，为用户累计新增产值20386万元，新增利税4231万元，新增收节支总额1377万元。本项目有效降低了生产成本，解决了工业固体废料堆积占地、污染环境等问题，带动了相关行业的技术进步，具有非常好的经济效益和社会效益。