Rekahan merupakan cara penting untuk meningkatkan produksi minyak dan gas, terutama untuk pengembangan sumur minyak dan gas dengan permeabilitas rendah dan sangat dalam. Propant rekahan merupakan produk inti dari produksi rekahan minyak dan gas, material utama untuk mendukung rekahan buatan dalam transformasi reservoir minyak dan gas, dan kunci untuk meningkatkan tingkat keberhasilan rekahan dan efek transformasi.
Propant adalah pasir alam atau partikel padat keramik buatan berkekuatan tinggi dengan ukuran partikel, kekuatan, kebulatan, dan gradasi tertentu. Ada tiga jenis propant utama yang digunakan dalam industri: pasir kuarsa alam, partikel keramik buatan, dan propant berlapis.
Propant pasir kuarsa
Komponen utama pasir kuarsa alami adalah SiO2, dan terdapat pula sejumlah kecil Al2O3, Fe2O3, K2O, Na2O, CaO, MgO, dan komponen lainnya. Komponen mineral utama pasir kuarsa adalah kuarsa, yang biasanya di atas 80%, dan pasir kuarsa berkualitas tinggi dapat mencapai di atas 98,5%.
- Pasir kuarsa bersifat keras, tahan aus, dan stabil secara kimia. Pasir ini hanya larut dalam asam hidrofluorida dan tidak larut dalam asam lainnya.
- Pasir kuarsa kaya akan sumber daya, murah, kepadatannya rendah (sekitar 2,65g•cm-3), mudah dipompa, dan masih memiliki konduktivitas yang baik setelah dihancurkan, yang memiliki efek tertentu dalam meningkatkan produksi sumur minyak dan gas dengan tekanan penutupan rendah.
- Propant pasir kuarsa memiliki biaya rendah, pengoperasian mudah, dan permukaan yang relatif halus setelah dicuci dengan air sungai.
Karakteristik ini membuat pasir kuarsa banyak digunakan sebagai propant rekahan hidrolik. Ukuran partikel pasir kuarsa yang digunakan sebagai propant minyak bumi umumnya antara 0.1mm dan 2mm, juga dikenal sebagai propant rekahan atau pasir rekahan.
- Pasir kuarsa bersifat getas dan memiliki kekuatan rendah. Bila tekanan penutupan retakan tinggi, pasir kuarsa mudah pecah, sehingga sangat mengurangi area penyangga retakan yang efektif, dan tidak dapat mencapai tujuan peningkatan minyak dan gas.
- Kekasaran permukaan pasir kuarsa kurang baik, sehingga kurang menunjang peningkatan permeabilitas retakan.
- Pasir kuarsa memiliki koefisien ekspansi termal yang besar. Jika sumur dalam dan suhunya tinggi, ada risiko ekspansi mendadak.
Kerugian ini membuat pasir kuarsa alam tidak dapat memenuhi kebutuhan rekahan hidrolik pada pengembangan minyak dan gas dalam dengan permeabilitas rendah.
Karena kekuatan propant pasir kuarsa tidak cukup untuk memenuhi persyaratan sumur minyak dan gas bertekanan tinggi, para peneliti telah menemukan propant ceramsite buatan.
Propant keramik sering kali terbuat dari bahan mineral seperti bauksit sebagai bahan baku utama, dilengkapi dengan berbagai aditif mineral, dan disinter dalam atmosfer tanpa tekanan. Berdasarkan perbedaan densitas curah dan densitas tampak setelah sintering, propant ceramsite dapat dibagi menjadi tiga jenis: densitas rendah, densitas sedang, dan densitas tinggi.
Dibandingkan dengan propant pasir kuarsa, propant keramik memiliki kebulatan tinggi, permukaan halus, fluiditas baik, kekuatan tekan tinggi, dan laju penghancuran rendah. Praktik telah menunjukkan bahwa penggunaan propant keramik untuk rekahan sumur minyak dapat meningkatkan produksi hingga 30-50% dan memperpanjang masa pakai sumur minyak dan gas.
Namun, propant keramik memiliki kelemahan sebagai berikut:
(1) Kepadatan partikel besar dan kecepatan sedimentasi cepat, sehingga memerlukan persyaratan lebih tinggi terhadap kondisi pemompaan dan kinerja fluida rekahan, serta meningkatkan biaya.
(2) Sumber daya bauksit tersebar, pengolahan dan penambangan terbatas, kebutuhan bahan baku tinggi, dan pemanfaatannya terbatas.
Propant berlapis
Propant berlapis meningkatkan kekuatan dan ketahanan propant terhadap asam dan alkali, yang juga dikenal sebagai propant berlapis resin. Biasanya terdiri dari dua bagian, bagian dalam tersusun dari agregat dengan kekuatan tertentu, dan bagian luar dilapisi resin sebagai pelapis.
- Propant berlapis resin mempunyai karakteristik kepadatan rendah dan kekuatan tekan tinggi.
- Propant yang dilapisi memiliki permukaan yang halus, konduktivitas air yang baik, dan mudah dibawa dan diangkut.
- Selain digunakan sebagai propant rekahan, propant berlapis resin juga dapat secara efektif mencegah aliran balik propant, pengelupasan permukaan, dan pengamplasan formasi selama refluks fluida rekahan.
- Setiap partikel propant berlapis resin memiliki cangkang resin yang seragam dan kuat, dan partikel-partikel tersebut juga terikat bersama karena efek polimerisasi tertentu, sehingga memiliki stabilitas suhu tinggi dan ketahanan korosi asam yang baik.
Kerugian dari propant berlapis resin adalah biaya tinggi, stabilitas kimia buruk, ikatan mudah di bawah tekanan penutupan tinggi, dan konduktivitas berkurang secara signifikan.