石油支撐劑的性能要求如下：1、支撐劑要有足夠的抗壓強(qiáng)度和抗磨損的能力，能耐受注入時(shí)的強(qiáng)大壓力和摩擦力，并有效地支撐人工裂縫。2、支撐劑顆粒相對(duì)密度要低，便于泵入井下。3、支撐劑顆粒徑要符合不同油井的設(shè)計(jì)要求，一般為0.4~0.8mm，圓度和球度大于0.9，而且顆粒均勻，表面光滑，其濁度值應(yīng)小于100度，以獲得盡可能高的導(dǎo)流能力。4、支撐劑顆粒在溫度為200攝氏度的條件下，與壓裂液及儲(chǔ)層流體不發(fā)生化學(xué)作用，酸溶解度允許值應(yīng)小于7%。
在石油的開(kāi)采過(guò)程中，壓裂工藝技術(shù)能使油田增產(chǎn)，而用來(lái)支撐裂縫的固體顆粒被稱為石油壓裂支撐劑，支撐劑性能的優(yōu)劣對(duì)油氣開(kāi)采的壓裂效果具有重大影響。 本文介紹了目前國(guó)內(nèi)外石油壓裂支撐劑的發(fā)展現(xiàn)狀，針對(duì)國(guó)內(nèi)在低密度支撐劑制備方面存在的技術(shù)問(wèn)題進(jìn)行了研究。以鋁礬土、高嶺土、伊利石為主要原料，以滑石和氟化鋁為礦化劑，采用傳統(tǒng)燒結(jié)方法制備了Al2O3含量在60wt%~65wt%之間的低密度中強(qiáng)度的石油壓裂支撐劑，研究了不同的礦化劑及其含量、鋁礬土的含量、燒成溫度及其保溫時(shí)間、原料細(xì)度等對(duì)支撐劑性能的影響，通過(guò)X射線衍射儀（XRD）和掃描電子顯微鏡（SEM）對(duì)支撐劑的晶體結(jié)構(gòu)和表面形貌進(jìn)行了分析，研究得到以下結(jié)論： （1）以鋁礬土、伊利石和高嶺土為主要原料，通過(guò)配方及原料加工工藝的優(yōu)化，在1320℃~1360℃下，能夠制備密度、強(qiáng)度和耐酸性等質(zhì)量指標(biāo)符合國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)的低密度中強(qiáng)度石油壓裂支撐劑。 （2）隨著支撐劑配方中鋁礬土含量的增加，支撐劑的燒結(jié)溫度提高、密度增大、強(qiáng)度增大、耐酸性提高。 （3）配料中引入少量的滑石作為礦化劑，能夠降低支撐劑的燒結(jié)溫度，同時(shí)降低支撐劑的密度。在鋁礬土、伊利石、高嶺土的含量分別為62wt%，26wt%，12wt%時(shí)，的外加量是2wt%。 （4）配料中引入少量的氟化鋁作為礦化劑，能夠提高支撐劑的強(qiáng)度，同時(shí)提高支撐劑的耐酸性。在鋁礬土、伊利石、高嶺土的含量分別為62wt%，26wt%，12wt%時(shí)，的外加量是2wt%。 （5）配方相同的條件下，燒成工藝制度對(duì)支撐劑的性能影響較大。在燒結(jié)溫度范圍的下限附近燒成的支撐劑強(qiáng)度較高，適當(dāng)?shù)母邷乇啬軌蛱岣咧蝿┑膹?qiáng)度和耐酸性，同時(shí)密度也略有提高。 （6）降低原料的顆粒細(xì)度能夠促進(jìn)燒結(jié)并提高支撐劑的強(qiáng)度和耐酸性能。配方為鋁礬土66wt%，伊利石26wt%，高嶺土8wt%，外加2wt%滑石時(shí)，原料平均粒度為2.802μm的支撐劑在1340℃保溫1h的條件下有較高的強(qiáng)度、較好的耐酸性能,支撐劑的體密度為1.55g/cm~3，視密度為2.79g/cm~3，52MPa閉合壓力下破碎率為8.72%，酸溶解度為4.5%，達(dá)到了低密度中強(qiáng)度石油壓裂支撐劑的性能要求。
