科技成果——超低密度微球支撑剂

微球缓释技术
微球缓释技术是一种特殊的药物制剂技术，通过用特殊的材料将药物制成微球制剂，实现药物的缓慢释放，延长吸收和分布及作用的时间，减少血药浓度忽高忽低带来的副作用。

微球制剂材料可大体分为两类：天然来源的聚合物和人工化学合成的聚合物。

制备微球的方法有很多种，常用的有乳化—溶剂挥发法、喷雾干燥法、相分离法、超临界流体沉积法和热熔挤出研磨法等，这些方法可以根据药物的性质、制备微球的目的进行合适的选择。

此外，缓释制剂在使用过程中有一些需要注意的事项。

比如口服缓释剂一般情况下是直接整片服用，或者按照说明书在片剂的划痕处掰开服用，这主要与缓释剂的包衣材料及释放原理有关。

如果没有按照说明书自行掰开或碾碎服用，药物可能突然释放，不仅达不到长效作用，还可能增加毒性。

然而，缓释技术在实际应用中也存在一些挑战。

例如，在使用微球缓释技术制备的长效生长激素中，为了达到治疗剂量可能需要足够大的微球体积或增加用药剂量/频率，因此增加了不良事件风险，且无法使用细针注射。

总的来说，微球缓释技术是一种有前景的药物制剂技术，
但在实际应用中还需要根据具体情况进行权衡和优化。

六支撑剂在水力压裂中压裂效果成败，有效期长短主要取决于支撑剂的质量。

支撑剂的作用在于填充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。

裂缝导流能力是指裂缝传导（输送）储层流体的能力，并以裂缝支撑剂层的渗透率（K f）与裂缝支撑缝宽（W 的乘积［KWA来表示。

一般认为，支撑剂的类型、物理性质（粒度、强度、球度、圆度、密度等）及其在裂缝中的分布（铺置浓度，即单位裂缝面积上的支撑剂量）、以及裂缝的闭合压力是控制裂缝导流能力的主要因素。

因此，掌握支撑剂的物理性质及影响裂缝导流能力的诸多因素，有利于合理的选择支撑剂，有利于对压裂液与支撑剂等压裂材料提出更为确切的要求。

本节将从支撑剂的类型、支撑剂的物理性质及其评价方法、裂缝导流能力及其影响因素、以及支撑剂的选择等四方面对支撑剂与裂缝导流能力做一介绍。

其中引用或节录了中国石油天然气总公司颁发的“水力压裂用支撑剂的评定标准”（SY/T 5108 —1997）；（SY/T 6302 —1997）及美国石油学会推荐方法（API RP56，RP61）中的有关内容，以供掌握使用。

1、支撑剂的类型压裂用支撑剂可大致分为天然的与人造的两大类。

前者以石英砂为代表，后者则是通常称之为陶粒的支撑剂。

目前在油气增产市场上广泛使用五种价格不同的标准支撑剂，它们是天然石英砂、人造的中等强度低密度的硅酸铝支撑剂（陶粒砂）、人造的中等强度高密度的氧化铝和硅酸盐支撑剂、高强度的铝矾土和高强度的硅酸锆支撑剂、以及涂敷预固化涂层和可固化涂层树脂的天然砂或人造支撑剂。

它们在油气生产中各自起到不同的作用。

1 ）石英砂石英是自然界中构成地壳的主要成分。

部分以硅酸盐化合物状态存在，构成各种矿物岩石。

另一部分则以独立状态存在，成为单独的矿物实体。

虽然它们的化学成分相同，均为SiO2，但由于造岩成矿的条件不同，而有许多种状态和同质异形体；又由于成矿之后所经历的地质作用不同，而呈现出多种状态。

支撑剂的研究现状及展望贾旭楠【摘要】随着深层油藏和非常规储层开发进程加快,裂缝几何尺寸、储层物性复杂化,压裂工艺对支撑剂的性能要求也越来越高.支撑剂作为压裂作业中必不可少的元素,通过支撑水力压裂形成的人工裂缝,为油气畅流入井提供高速导流通道,故加深对支撑剂的研究将有助于高效经济地提高油气产量.本文调研了国内外支撑剂的发展现状,分类阐述了现有支撑剂特点,分析了支撑剂性能的影响因素并对比了不同压裂液体系支撑剂的运移规律,最后对支撑剂的发展及应用趋势做出了展望.【期刊名称】《石油化工应用》【年(卷),期】2017(036)009【总页数】6页(P1-6)【关键词】石英砂;陶粒;覆膜支撑剂【作者】贾旭楠【作者单位】中国石油大学(北京),北京102249【正文语种】中文【中图分类】TE357.12支撑剂在压裂改造提高油气产量的工艺中扮演着至关重要的角色，随着非常规储层的加速开发以及受原油价格下降的影响，开发研制功能型、智能型和经济型支撑剂成为一项不容忽视的任务。

为加深对支撑剂的了解，从以下几方面对支撑剂展开了调研分析。

支撑剂的发展（见图1）可以追溯到1947年，原标准石油公司在Hugoton油田的压裂实验中首次引入Arkansas River的河沙作为支撑剂，解决了不加支撑剂时裂缝闭合的问题，并带来了一定的经济效益，从此开启了支撑剂的发展历史。

20世纪50年代，支撑剂得到了第一次演化，高质量矿砂取代了易破碎的河沙。

20世纪60年代，在支撑剂中混入圆球度较高的核桃壳、玻璃和塑料微珠。

20世纪70年代，为解决支撑剂回流和微粒运移导致裂缝导流能力下降的问题，研究人员开创了在压裂过程中尾追一定量的覆膜支撑剂和用铝矾土烧结高抗压强度的人造陶粒支撑剂工艺。

80年代，通过优化添加材料，开发了低密度和中密度陶粒支撑剂。

随着对支撑剂在裂缝中支撑机理的认识不断加强以及结合开发的经济性原则，之后很长一段时间，研究人员将重点集中在覆膜支撑剂上，从改性方法、材料选择以及工艺创新等方面入手，研发出不同功能的覆膜支撑剂。

水力压裂技术是油田增产的一种有效技术。

其工艺过程是利用地面上的高压泵组,将高粘度的压裂液以大大超过地层吸收能力的排量注入到井内,在井底憋出高压；当此压力大于井壁附近的地层应力和地层岩石抗张强度时,在井底附近的地层会产生裂缝；继续注入带有支撑剂的含砂液,裂缝向前延伸并被压裂支撑剂填充,关井后裂缝闭合在填充的支撑剂上,最后在井底附近地层内产生具有一定几何尺寸和导流能力的裂缝,便于周围原油更快流入油井底部,达到增产的目的。

支撑剂作为水力压裂中的重要填充介质,其性能直接影响了整个油井的增产能力。

所以,研究高性能石油支撑剂对于油田增产是非常必要的。

石油压裂支撑剂*主要分天然石英砂、人造陶粒支撑剂、树脂包覆支撑剂(即覆膜支撑剂)三大类,其中覆膜支撑剂又分覆膜砂和覆膜陶粒两种。

天然石英砂因其圆球度不好,强度低,但成本最低,所以一般在浅井中大量使用；人造陶粒支撑剂由于其圆球度好,强度高,耐腐蚀性能强,导流能力好等优点,般被大量用于中、深井的压裂。

覆膜砂由于经过树脂包覆后强度好,密度变小,可以代替陶粒支撑剂在中等深度的油井使用,而覆膜陶粒支撑剂的研究较少,成本较高,暂时未能用于实际生产用。

传统的人造陶粒支撑剂制备的方法主要是铝矾土和助熔相(如锰矿粉)按一定比例配合,经过粉碎研磨(粒度为300目),经圆盘造粒机按一步造粒法制备生料球,经过高温烧结制备出中密度或高密度陶粒支撑剂。

本文通过油页岩渣、铝矾土和助熔剂按比例配合,经粉碎,利用圆盘造粒机按引子造粒法制备生料球,再经过高温烧结制备出低密度陶粒支撑剂。

油页岩渣是油页岩提炼页岩油之后的废弃物。

油页岩渣的累积堆积需要占用大量土地,而且会危害周围居民身体健康；其污染过程是油页岩渣中含有的大量重金属元素,经过雨水淋溶或扩散后严重污染周围的水源、土地,使土地毒化、酸化,破坏土壤生产能力,破坏农业生产,从而危害居民健康。

但是油页岩渣中含有大量的矿物成分,如石英,长石,粘土成分等,经过蒸馏煅烧之后,其结构非常的疏松,具有非常轻的密度,较大的烧失量。

石油压裂支撑剂是一种陶瓷颗粒产品，具有很高的压裂强度，主要用于油田井下支撑，以增加石油天然气的产量，属环保产品。

此产品利用优质铝矾土、煤等多种原材料，用陶瓷烧结而成，是天然石英砂、玻璃球、金属球等中低强度支撑剂的替代品，对增产石油天然气有良好效果。

石油天然气深井开采时，高闭合压力低渗透性矿床经压裂处理后，使含油气岩层裂开，油气从裂缝形成的通道中汇集而出。

用高铝支撑材料随同高压溶液进入地层充填在岩层裂隙中，起到支撑裂隙不因应力释放而闭合的作用，从而保持高导流能力，使油气畅通，增加产量。

实践证明，使用高铝支撑剂压裂的油井可提高产量３０－５０％，还能延长油气井服务年限，是石油、天然气低渗透油气井开采：施工的关键材料。

产品应用于深井压裂施工时，将其填充到低渗透矿床的岩层裂隙中，进行高闭合压裂处理，使含油气岩层裂开，起到支撑裂隙不因应力释放而闭合，从而保持油气的高导流能力，不但能增加油气产量，而且更能延长油气井服务年限。

我公司自行开发生产的52MPa、69MPa、86MPa低、中、高强度陶粒支撑剂，是一种高技术含量的产品。

利用河南省得天独厚的优质铝矾土原料，经过独特的粉磨、制粒和高温烧结而成，具有耐高温、高压、强度高、导流能力强、及耐腐蚀等特点，是开采石油、天然气压裂施工中不可缺少的好帮手。

产品经中国石油勘探开发研究院廊坊分院支撑评价实验室检测，各项性能指标完全达到SY／T5108／2006标准，目前在国内处于领先水平，公司产品经过美国STIM-LAB实验室检验，检验结果完全符合APl标准，已达到国际先进水平。

功能型镀膜支撑剂（详细参数)基质为石英砂或陶粒颗粒，在颗粒表面涂镀多层高强壳体。

在高强壳体外层镀上不同的功能层。

不但具有普通型的特点，而且赋予特殊的性能。

1. 超低密度镀膜支撑剂：公司新开发的超低密高强支撑剂，体密度小于1.20g.cm-3，视密度小于2.0 g.cm-3，69MPa破碎率小于3%，为国内首创。

◄钻井完井►doi:10.11911/syztjs.2023060引用格式：杨昆鹏，李鹏晓，敖康伟，等. 富满油田长封固段低摩阻超低密度水泥浆固井技术[J]. 石油钻探技术，2023, 51（6）：64-70.YANG Kunpeng, LI Pengxiao, AO Kangwei, et al. Ultra-low density and low-friction cement slurry cementing technologies in long sealing sections of Fuman Oilfield [J]. Petroleum Drilling Techniques ，2023, 51(6)：64-70.富满油田长封固段低摩阻超低密度水泥浆固井技术杨昆鹏1,2,3， 李鹏晓1,2,3， 敖康伟1,2,3， 张天意1,2,3， 夏元博1,2,3， 侯 薇1,2,3（1. 天津中油渤星工程科技有限公司, 天津 300451；2. CNPC 钻井工程重点试验室, 天津 300451；3. 油气钻完井技术国家工程研究中心, 天津300451）摘　要: 为解决塔里木富满油田二开固井裸眼段长、漏失压力低，1.35 kg/L 水泥浆固井一次上返成功率低，且水泥浆流变性和稳定性差、早期强度发展慢等技术难题。

依据紧密堆积设计理论，通过研究低密度水泥浆用增强剂、优选耐压减轻材料、优化低黏降滤失剂和高效梳型聚羧酸减阻剂等配套外加剂的加量，研制了密度为1.20 kg/L 的低摩阻超低密度水泥浆，该水泥浆沉降稳定性低于0.02 kg/L ，K ≤0.5 Pa·s n，n ≥0.8；24 h 底部抗压强度大于7.5 MPa ，较传统低密度水泥浆抗压强度提高50%以上，满足长封固段、高温高压、易漏失井固井对水泥浆性能的要求。

低摩阻超低密度水泥浆在富满油田应用了3井次，效果良好，平均固井质量合格率88.0%。