废渣也能造出新颗粒，国产新材料为油气开采“疏通血管”

大河报·豫视频记者 黄婷 刘瑞朝

“群山是我师，我是群山友。”靠山用山，又要再造绿水青山。

一块石头变身为高强致密的新颗粒，为数千米深的油气开采管道搭建起宽阔的“高速公路”。废渣里提炼出来的新型材料，填补了国内行业技术空白，畅通着油气勘探的“血管网络”。

1月11日，大河报·豫视频记者走进河南巩义市竹林镇群山深处的河南天祥新材料股份有限公司，在功能颗粒新材料联合研究中心的实验室，探访石头在科技力量加持下成为关键新材料的“变身记”。

【应用】为油气开采搭桥铺路、“疏通血管”

崇尚当代愚公移山精神的河南天祥新材料股份有限公司，坐落于竹林镇的群山深处。门前的310国道劈山而过，在企业的办公楼和厂区，均能看到当年创业过程中削山填谷的痕迹。

这是一家与石头打交道的企业。走进实验室，能看到展柜上摆着的一层又一层石头样品。既有来自巩义本地米河镇的“克六石”，也有来自渑池的“粘土”等，这些形色各异的石头，经过多道工序变成了颗粒状的陶粒砂、石英砂、覆膜砂等支撑剂。

支撑剂究竟是怎样一种新材料？这些小颗粒又如何在致密油气、页岩油气等低渗透油气的增产改造中发挥大作用？

河南天祥新材料股份有限公司实验室工程师薛建国说，支撑剂就相当于在油气开采的地下铺一条“高速公路”。在支撑剂技术没有被应用之前，油气开采多是直采，靠岩层的渗透率抽取油气，但油气的流速慢，开采效率也低。支撑剂，顾名思义，起到的是支撑开采裂缝的作用，“以前油气从地下到地上走的是土路、泥路，支撑剂就是为他们搭桥铺路，这样流量就大大增加了”。

薛建国说，页岩气井随着地层的加深，地质条件就会变得越恶劣，对新材料的要求也会随之提高。页岩气的渗透率低，单靠自然渗透，产量太小。在没有使用新材料技术之前，常用的方法是在井筒上打炮眼，压裂出一道道裂缝，相当于向井筒外岩层延伸的血管。但是，压裂结束后，一旦撤压，裂开的岩层就容易闭合。为此，就需要下支架将“血管”撑起来，保证“血管”的畅通。预固化覆膜支撑剂，不仅具有一定的强度，还不容易破碎，颗粒物之间的缝隙又能形成页岩气透过的通道，从而成为了页岩气开采中广泛使用的新材料。

【研发】低品位矿产和废旧资源造新品

俗话说，靠山吃山。但山有穷山，水有恶水，低品位的山水，如何充分利用其价值？

1月3日，河南省科技厅对外公示2023年度河南省绿色技术创新示范企业（基地）培育名单，河南天祥新材料股份有限公司就是28家单位之一。他们的绿色技术，解决的便是低品质矿产资源的综合开发利用难题。

河南天祥新材料股份有限公司董事长常春丽说，在2001年建厂时，他们就考虑了设备选型、原材料选用、生产工艺、能源使用等各个环节可能对环境造成的影响，力求产品在全生命周期中最大限度降低资源能耗，通过对污染物及废弃物回收、循环利用等方式，减少污染物产生和排放，实现产品的绿色（生态）制造。

在天祥新材料的展厅，大河报·豫视频记者看到，利用石头制造出的覆膜支撑剂是他们的拳头产品之一，TX-1型石油压裂支撑剂、TX-2型石油压裂支撑剂，则主要是利用粘土和废旧资源为原料。如今随着高品位的粘土资源越来越短缺，成本也随之水涨船高，如何利用低品位的粘土，把工业废旧资源生产成为低密度高强度的石油压裂支撑剂，成了一个亟待解决的课题。

河南天祥新材料股份有限公司副总经理张云鹏说，TX-3型石油压裂支撑剂，采用的主要原料就是低品位的粘土，而巩义市地区有丰富的粘土资源，相对品位都不高，工业利用价值也不大，价格相对低廉。利用低品位的粘土，加入工业废旧资源（废旧耐火材料、采矿选矿废渣、氧化铝赤泥、煤矸石等）来生产质量合格的石油压裂支撑剂，不仅实现了废旧资源的循环利用，还上游就节约了制造企业的成本。

同时，天祥新材料还利用先进的尾气余热利用技术、回转窑生产装备以及自动控制、煤气烧结工艺等高效节能新型制造工艺及装备，使得产品单位能耗与国内同行业相比降低25-30%，为我国陶粒支撑剂行业的节能降耗起到良好的示范作用。

【创新】校企合作协同创新

1月10日，河南省委、省政府在郑州举行全省科学技术奖励大会。会议强调，坚定不移抓好创新驱动、科教兴省、人才强省战略实施，以科技创新引领现代化产业体系建设，坚持做强平台和完善体系有机衔接，持续打造一流创新平台；坚持基础研究和应用研究相互促进，努力产出一流创新成果；坚持推动企业和高校院所紧密结合，培育壮大一流创新主体。

大河报·豫视频记者了解到，天祥新材料已与西南石油大学、加拿大阿尔伯塔大学等高等院校建立产学研合作关系，与中石化华北局工程院实验中心联合创建郑州市重点实验室，与中石油工程新材料研究院开展合作，成立龙德福新材料研究院有限公司，联合创建河南省新型研发机构。张云鹏说，以市场为导向的科技创新研发，将会更有市场竞争实力，与多家科研机构院所的合作，正是解决重点工程共性问题，突破重大科技问题和关键技术，推动提升功能颗粒新材料的制造和工艺技术水平，促进科研成果产业化。

中央经济工作会议强调，以科技创新引领现代化产业体系建设，要大力推进新型工业化。在去年12月28日召开的全省工业和信息化工作会议上，河南省工业和信息化厅党组书记、厅长李建涛说，探索团队共引、平台共建、项目共研、难题共解的校企、院企协同创新模式，支持28个产业链盟会长单位发起设立产学研联合基金，推动主导产业、战略性新兴产业和未来产业优势领域创新联合体全覆盖。

“群山是我师，我是群山友。”靠山用山，又要再造绿水青山。常春丽说，为落实国家“双碳”战略，创建绿色创新示范企业，他们将围绕工业废旧资源循环利用、生产线的节能降耗改造、环保超低排放改造，对公司厂区的综合治理，研发新型环保产品，生产线引进节能环保设备，从而减少污染物产生和排放，实现绿色生态制造。

来源：大河报·豫视频 编辑：高鹏