[發明專利]陶粒支撐劑及其制備方法

有效

• 申請號: 200910140476.4
• 申請日: 2009-05-15
• 公開（公告）號: CN101560381A
• 公開（公告）日: 2009-10-21
• 發明（設計）人: 馬曉娟;郝景華;王培平
• 申請（專利權）人: 陽泉市長青石油壓裂支撐劑有限公司
• 主分類號: C09K8/80
• 分類號: C09K8/80;C04B35/10;C04B35/634;C04B35/636;C04B35/622
• 代理公司: 北京林達劉知識產權代理事務所
• 代理人: 劉新宇;李茂家

技術領域

本發明涉及一種油、氣井壓裂工藝用的固體支撐劑，尤其用于較高深度油氣井用的陶粒支撐劑及其制備方法。

背景技術

為開發深層油、氣井，提高其產量，壓裂工藝被廣泛采用。為確保地下深層壓裂縫的有效撐開，合適的支撐劑是必須的，它可增加地層的導流能力，提高油或氣的產量，是壓裂工藝應用好壞的一個重要因素。燒結陶粒由于強度高，圓球度好，為人們優先選擇的壓裂支撐劑，一直受到高度重視。其中以鋁礬土為主要原料，配合其他無機物料，制造陶粒支撐劑，為眾多廠家所應用。

中國專利200610017614.6公開了一種超強度陶粒支撐劑及其制備方法。它由下述質量百分比含量的組分組成：鋁釩土10-30％，鋁土礦50-70％，高鐵鋁土礦8-15％，粘土7-20％，錳礦2-5％，鉀長石0.5-2.5％，糊精0.1-1.2％。上述比例的礦物組分，分別磨成細粉，過篩，混合攪拌均勻，在制粒機中經水氣霧化滾動成球，然后再加入糊精，轉動，過篩，在遂道窯中，經高溫燒結而成。

中國專利200410010272.6公開一種高強度陶粒支撐劑，同時還涉及一種該產品的制備方法，它由以下質量百分比含量的組分組成：Al₂O₃?74-80％，SiO₂?5.5-10.5％，TiO₂?2.5-3.5％，Fe₂O₃?4-9％，其它輔料0-3％。該專利的主要原料Al₂O₃可以取自鋁礬土，其來源豐富，成本低，該專利中還含有SiO₂、TiO₂、Fe₂O₃、MnO₂、K₂O、Na₂O、CaO、MgO，上述各組分混合攪拌均勻后成混合粉，經水氣霧化滾動成球，并經高溫燒結而成。

中國專利01108604.1公開一種高強度陶粒支撐劑的制造方法。它是在現有制造方法基礎上，通過改進原輔料的成份和配比，以及控制粉料的粒徑和燒結溫度來達到發明的目的。它以Al₂O₃含量≥75％的鋁礬土，在600-1000℃焙燒后，加入2-15份的膨潤土，鑭系金屬氧化物1-10份，二氧化錳0.3-3份，氧化鎂0.1-3份，經混合后燒結成產品。其抗壓強度達到了69Mpa以上，破碎率≤10％，在60Mpa閉合壓力下導流能力達到54.9μm².cm。

中國專利02157202.x公開了一種對深層油、氣井壓裂工藝用固體陶粒支撐劑的改進，其特征是由生鋁礬土細粉，外加6-10％(重量)的二氧化錳礦物細粉組成。該專利較已有技術具有：原料種類少，配料簡單，二氧化錳與主料生鋁礬土在高溫中反應更加完全，使玻璃相大大降低，產品質量穩定，同時有利于生成物致密度提高，可較大幅度提高導流能力。該專利固體支撐劑，體積密度1.65-1.8g/cm³，視密度3.0-3.15g/cm³，抗破碎能力(SY/T5108-1997)86Mpa≤10％。

中國專利93111983公開的一種鋁礬土高強度支撐劑，它是以70-95％的含氧化鋁65-95％的焙燒鋁礬土，搭配5-30％由鐵、鎂、錳多種氧化物和軟質粘土，或鋯英石、軟質粘土輔料，得到以a-Al₂O₃鋼玉微晶結構為主晶相，多組份氧化物及軟質粘土共熔后與a-Al₂O₃形成固熔體和玻璃相而形成的結合體，視密度≤3.4g/cm³，體積密度≤2.1g/cm³。然而該支撐劑不僅需要熟鋁礬土作原料，增加了制造成本，而且造成產品密度的提高，提高了使用成本，增加了壓裂難度。

上述技術中的陶粒生產由于原材料組分多，工藝不易控制，造成質量不穩定，破碎率偏高(7～10％左右)，同時能耗較高。

發明內容

本發明要解決的技術問題是針對上述技術缺陷提供一種陶粒支撐劑，該支撐劑破碎率小。

本發明采取的技術方案是：

陶粒支撐劑，其包含鋁礬土和四氧化三錳，其特征在于所述陶粒支撐劑包含水性有機粘結劑，且所述鋁礬土、四氧化三錳和水性有機粘結劑的質量比例為：鋁礬土93-99質量份；四氧化三錳1-7質量份；水性有機粘結劑8-15質量份，基于100質量份的鋁礬土和四氧化三錳的總質量。