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行业资讯
石英压裂砂替代陶粒支撑剂,市场需求有多大?
添加日期:2021-04-25    阅读:627次

中国石英砂支撑剂品质评价

中国天然石英砂支撑剂主要分布在新疆陆梁、兰州安宁、宁夏青铜峡、河北围场、内蒙古赤峰和通辽等地,常见的粒径规格为20/40目、30/50目、40/70目和70/140目。石英砂的矿物成分及晶体结构为砂源地固有属性,提高天然石英砂支撑剂质量的关键是控制成品砂的粒径分布及砂表层处理工艺。支撑剂粒径分布不仅影响破碎率,而且更重要的是影响支撑剂充填层的导流能力,同一规格不同粒径分布的石英砂导流能力变化较大。

全面评价中国六大主要砂源地220组不同规格样品性能,同时评价北美地区代表性砂源,与美国实验室开展平行测试。结果表明:中国石英砂为多晶/ 单晶混合物、圆球度大于或等于0.6,国内40/70目和70/140目石英砂破碎等级可达4K5K(对应压力为28MPa35MPa),与美国通用黄砂(得克萨斯州Brady砂)相当,破碎率基本接近,坚定了国内石英砂应用推广。

国内石英砂砂源本地化新进展

中国目前已投入开发的压裂用石英砂主要分布于宁夏青铜峡、河北围场、内蒙古赤峰和通辽等地区,同属北方风成砂,而中国石油非常规油气资源主要集中于南方四川、西北新疆和长庆等地区,石英砂生产成本约为260/t,而北方石英砂运输到四川、新疆等地的运输成本约为450700 /t,如能实现砂源本地化,将极大降低支撑剂成本。

借鉴北美地区油气公司砂源本地化策略,针对中国非常规油气重点开发的准噶尔、鄂尔多斯和四川三大盆地,中国石油组织相关单位在四川、陕西、内蒙古、新疆等地开展51个不同地区砂源地考察、取样、测试分析、出品率评价等工作,为石英砂本地化打下了坚实的物质基础。评价结果表明:①新疆石西地区风成砂品质较新疆其他地区好,主要优势为距离油区近、运输费用低,基本可满足玛湖致密油区块及吉木萨尔页岩油区块产能建设需求;②鄂尔多斯盆地内砂源以风成砂为主,主要位于青铜峡、定边周边,距离长庆陇东致密油区近,砂源品质较好,能满足长庆油田和延长油田致密油气压裂需求;③四川地区砂源主要以石英砂矿矿砂为主,石英含量高,其中江油、青川地区70/140 目粉砂与现场在用石英砂破碎率和导流能力相当,基本满足页岩气浅层压裂需求;④长江流域40/70 目和70/140目河道砂在35MPa闭合应力下破碎率普遍高于30%,不能满足现场水力压裂施工需求。

目前,新疆石西地区已建成50×104t/a 规模的现代化石英砂厂,已初步完成长庆腾格里和鄂托克前旗两个50×104t/a规模砂厂的建设论证工作,推进了中国石油本地化砂厂建设,为支撑剂长远自供提供了保障。本地化石英砂厂的建成将成为新疆油田、长庆油田支撑剂的重要补充,大幅度缓解支撑剂供应短缺问题,同时也将推进国内石英砂砂厂标准化建设,提升石英砂质量标准。

石英砂推广试验成效

在可行性评价研究的基础上,强化顶层设计,有序开展页岩气、致密油石英砂替代陶粒对比先导试验,创建鄂尔多斯、准噶尔玛湖等地区石英砂推广应用六大示范区。石英砂用量由2015年的65×104t提高到2019年的275×104t,占比由不足46% 增加到69%,年节约成本达到20亿元以上。如跟踪分析新疆玛湖油田50余口石英砂试验井与陶粒对比井初期与长期(2年以上)的产量动态,目前结果表明:石英砂试验井与陶粒对比井日产量及累计产量基本相当,而与陶粒对比井相比,石英砂试验井单井成本节约135万~348万元,百万吨产能降低成本达3亿元以上,充分证明了石英砂替代陶粒有效可行,展示出广阔的经济效益前景。

预计未来5年内,年均改造井次将达4.5万~5.5万次,支撑剂用量将达(500600)×104t/a,石英砂支撑剂需求量将是目前的2.5倍。以西南页岩气为例,预计到2025年拟新建水平井约1800 口,按目前平均单井支撑剂用量(约2700t规模)和当前核算价格( 石英砂成本约1100/t,陶粒成本约2200/t),预计累计支撑剂投资约110亿元。若采用石英砂替代陶粒,投资成本有望降到60亿元以内,降幅超40%;若实现砂源本地化后,成本有望进一步降低,这对实现低品位资源的低成本、高效开发意义重大。基于以上研究和认识,为进一步提升石英砂降本增效,未来应持续扩大石英砂在四川页岩气,以及鄂尔多斯、新疆、松辽等致密油气的应用规模,加强石英砂推广应用与就近砂厂建设,提高中国石英砂品质,保障国内油气低成本开发。

来源:中国非金属矿信息平台

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