一、技术背景

随着石油、天然气工业发展，压裂工艺技术在全世界范围内低渗透油气田的开采中得到广泛应用，作为压裂技术中不可缺少的重要材料支撑剂的选择、使用、运移等问题凸显重要。当使用压裂技术高压打开油层岩石裂缝，随着带有支撑剂的液体注入裂缝中，支撑剂支撑裂缝使其无法重新闭合，从而形成油气流出的通道，使油气能够通畅流入井中，起到增产作用。故压裂支撑剂是石油、天然气低渗透油气井开采压裂施工的关键材料。现场使用效果如图1所示。

图1 现场使用效果

目前使用的支撑剂主要有：石英砂压裂支撑剂、陶粒压裂支撑剂、树脂包覆压裂支撑剂等，其都具有密度大，需要压裂液，压裂液污染环境，需要破胶工艺复杂等缺点。

二、技术原理

近来本院成功开发出高强度、低密度、可自悬浮、环保的环氧树脂新型支撑剂，通过直接选用热固性树脂为原材料，在甲基硅油中制备出抗破碎能力强、密度低、玻璃化温度约130℃的热固性树脂压裂支撑剂，将现有压裂支撑剂的密度从2-3 g/cm3降到1.1 g/cm3。新开发出的环氧树脂新型支撑剂具有表面光滑、酸溶解度降低、圆球度得到改善、密度下降、破碎率大幅降低等优点，提高了压裂液的携带能力、在泵送过程中的沉降速率变慢，可进入裂缝更深处，有利于裂缝的导流能力提高；普通石英砂和陶粒容易嵌入松软地层和易返吐，而轻质微变形的支撑剂可防止支撑剂嵌入和返吐。

环氧树脂压裂支撑剂结果分析如图2所示。

图2 环氧树脂压裂支撑剂结果分析

低密度环氧树脂压裂支撑剂的优点：高强、圆滑、具有化学惰性、低密度、方便实用、不易回流、不易掩埋。

1、由于密度低，压裂液无需聚合物，不加交联剂，可直接用水输送；

2、压裂作业完成后无需破胶，理论上可以100%返排（返排率100%）； 

3、简化了压裂施工工艺 ；

4、由于压裂液粘度低，提高了压裂液和支撑剂的渗透性，提高迁移效率； 

5、破碎率低；

6、减少了返排液环保处理过程和费用。

三、应用影响 

我国油气田大部分是低渗透油气田，其最基本的特点就是流体渗透能力差、产能低，水力压裂技术广泛使用，石油压裂支撑剂作为压裂技术的关键材料，性能的优劣直接影响油气井产量。因此，该环氧树脂压裂支撑剂的成功研发，将迎来油气压裂行业革命性突破，具有里程碑意义。据粗略统计，目前我国拥有油气井数万口，压裂支撑剂的年市场需求量可达上万吨，市场前景巨大。