שבר הוא אמצעי חשוב להגברת ייצור הנפט והגז, במיוחד לפיתוח חדירות נמוכה ובארות נפט וגז עמוקות במיוחד. שבר שבר הם תוצרי הליבה של ייצור שבר נפט וגז, חומרי המפתח לתמיכה בשברים מלאכותיים בטרנספורמציה של מאגר נפט וגז, והמפתח לשיפור שיעור ההצלחה של השבר ואפקט הטרנספורמציה.
המנועים הם חול טבעי או חלקיקים מוצקים קרמיים בעלי חוזק גבוה מלאכותי עם גודל חלקיקים מסוים, חוזק, כדוריות ודירוג. ישנם שלושה סוגים עיקריים של פרופלים המשמשים בתעשייה: חול קוורץ טבעי, חלקיקי קרמיקה מלאכותיים, ומנכסים מצופים.
The main component of natural quartz sand is SiO2, and there are also small amounts of Al2O3, Fe2O3, K2O, Na2O, CaO, MgO and other components. The main mineral component of quartz sand is quartz, which is usually above 80%, and high-quality quartz sand can reach above 98.5%.
- Quartz sand is hard, wear-resistant, and chemically stable. It is only soluble in hydrofluoric acid and insoluble in other acids.
- Quartz sand is rich in resources, cheap, low in density (about 2.65g•cm-3), easy to pump, and still has good conductivity after crushing, which has a certain effect on increasing the production of oil and gas wells with low closure pressure.
- לתנור חול קוורץ בעל עלות נמוכה, פעולה קלה ומשטח חלק יחסית לאחר שנשטף על ידי מי נהר.
מאפיינים אלה הופכים את חול קוורץ הנמצא בשימוש נרחב כמספר שבר הידראולי. גודל החלקיקים של חול קוורץ המשמש כמסע נפט הוא בדרך כלל בין 0. 1 מ"מ ו -2 מ"מ, המכונה גם שבר שבר או שבר חול.
- חול קוורץ שביר ובעל חוזק נמוך. כאשר לחץ סגירת הסדק גבוה, קל להישבר, מה שמפחית מאוד את אזור התמיכה האפקטיבי של הסדק, ואינו יכול להשיג את המטרה של הגדלת הנפט והגז.
- חספוס פני השטח של חול קוורץ אינו טוב, דבר שאינו תורם להגברת החדירות של הסדק.
- לחול קוורץ יש מקדם התפשטות תרמית גדול. כאשר הבאר עמוקה והטמפרטורה גבוהה, קיים סיכון להתפשטות פתאומית.
חסרונות אלו הופכים את חול הקוורץ הטבעי לא מסוגל לענות על הצרכים של שבירה הידראולית בפיתוח נפט וגז בעלי חדירות נמוכה.
מאחר שעוצמתו של תומך חול קוורץ אינו מספיק כדי לעמוד בדרישות של בארות נפט וגז אטומות בלחץ גבוה, חוקרים המציאו תומך קרמסיט מלאכותי.
חומר הגלם הקרמי עשוי לרוב מחומרים מינרליים כמו בוקסיט כחומר הגלם העיקרי, בתוספת של תוספים מינרליים שונים, ומסונדרים באווירה נטולת לחץ. על פי ההבדל בצפיפות הצבר ובצפיפות הנראית לעין לאחר סינטר, ניתן לחלק את חומר התמיכה של קרמסיט לשלושה סוגים: צפיפות נמוכה, צפיפות בינונית וצפיפות גבוהה.
בהשוואה לתמיכת חול קוורץ, לתמיכת קרמי יש כדוריות גבוהה, משטח חלק, נזילות טובה, חוזק לחיצה גבוה וקצב ריסוק נמוך. הפרקטיקה הראתה שהשימוש בחומר עזר קרמי לשבירת בארות נפט יכול להגדיל את הייצור ב-30-50% ולהאריך את חיי השירות של בארות נפט וגז.
עם זאת, לתמיכת קרמיקה יש את החסרונות הבאים:
(1) צפיפות החלקיקים גדולה ומהירות השקיעה מהירה, מה שמציב דרישות גבוהות יותר לתנאי השאיבה ולביצועי שבירה של נוזל, ומגדיל את העלויות.
(2) משאבי הבוקסיט מפוזרים, העיבוד והכרייה מוגבלים, הדרישות לחומרי גלם קפדניות וניצול המשאבים מוגבל.
תומך מצופה
תומך מצופה משפר את החוזק ועמידות החומצה והאלקליות של התמך, הידוע גם כחומר מצופה שרף. לרוב הוא מורכב משני חלקים, החלק הפנימי מורכב מאגריט בעל חוזק מסוים, והחלק החיצוני מצופה בשרף כציפוי.
- לתמיסה מצופה שרף יש מאפיינים של צפיפות נמוכה וחוזק לחיצה גבוה.
- לחומר מצופה משטח חלק, מוליכות מים טובה וקל לנשיאה ולהובלה.
- בנוסף לשימוש כתמיכת שבירה, חומר מצופה שרף יכול גם למנוע ביעילות זרימה לאחור של התמך, קילוף פני השטח ושיוף היווצרות במהלך ריפלוקס של נוזל שבירה.
- לכל חלקיק של תומך מצופה שרף יש מעטפת שרף אחידה וקשיחה, והחלקיקים קשורים זה לזה גם בגלל אפקט פילמור מסוים, כך שיש לו יציבות טובה בטמפרטורה גבוהה ועמידות בפני קורוזיה חומצית.
החסרונות של תומך מצופה שרף הם עלות גבוהה, יציבות כימית ירודה, הדבקה קלה בלחץ סגירה גבוה ומוליכות מופחתת משמעותית.