[發(fā)明專利]一種高強(qiáng)度、高密度陶粒支撐劑及其制備方法

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201210433449.8
• 申請日: 2012-11-01
• 公開（公告）號: CN102899018A
• 公開（公告）日: 2013-01-30
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 黃錫明
• 申請（專利權(quán)）人: 宜興市騰飛陶粒制造有限公司
• 主分類號: C09K8/80
• 分類號: C09K8/80
• 代理公司: 南京天華專利代理有限責(zé)任公司 32218
• 代理人: 徐冬濤;李曉峰

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種石油、天然氣井壓裂工藝使用的支撐劑制備方法，特別是一種高強(qiáng)度、高密度陶粒支撐劑及其制備方法?

背景技術(shù)

石油壓裂支撐劑（陶粒砂）是一種陶瓷顆粒產(chǎn)品，具有很高的壓裂強(qiáng)度，主要用于油田井下支撐，以增加石油天然氣的產(chǎn)量，屬環(huán)保產(chǎn)品。此產(chǎn)品是天然石英砂、玻璃球、金屬球等中低強(qiáng)度支撐劑的替代品，對增產(chǎn)石油天然氣有良好效果。?

石油天然氣深井開采時，高閉合壓力低滲透性礦床經(jīng)壓裂處理后，使含油氣巖層裂開，油氣從裂縫形成的通道中匯集而出。用石油壓裂支撐劑隨同高壓溶液進(jìn)入地層充填在巖層裂隙中，起到支撐裂隙不因應(yīng)力釋放而閉合的作用，從而保持高導(dǎo)流能力，使油氣暢通，增加產(chǎn)量。實踐證明，使用石油壓裂支撐劑壓裂的油井可提高產(chǎn)量30-50%，還能延長油氣井服務(wù)年限，是石油、天然氣低滲透油氣井開采、施工的關(guān)鍵材料。產(chǎn)品應(yīng)用于深井壓裂施工時，將其填充到低滲透礦床的巖層裂隙中，進(jìn)行高閉合壓裂處理，使含油氣巖層裂開，起到支撐裂隙不因應(yīng)力釋放而閉合，從而保持油氣的高導(dǎo)流能力，不但能增加油氣產(chǎn)量，而且更能延長油氣井服務(wù)年限。?

在油氣田勘探開發(fā)過程中，尤其是低滲、特低滲油氣田，油開發(fā)和老油氣井的改造中，壓裂已成為增產(chǎn)與提高采收率的主要手段。?

支撐劑是油氣深井、超深井壓裂工藝的關(guān)鍵材料，對提高油氣產(chǎn)量和延長油、氣井的使用壽命起著重要作用。特別是86Mpa破碎率<10%，視密度>3.35的高強(qiáng)度、高密度陶粒支撐劑基本上是國外進(jìn)口。另外該類產(chǎn)品大都采用經(jīng)過600-1000℃焙燒后的鋁礬土作基料，并且生產(chǎn)高強(qiáng)度、高密度陶粒支撐劑添加的輔料成分復(fù)雜，存在著制作成本高，能源消耗高，資源的利用率低等缺陷。?

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供一種高強(qiáng)度、高密度陶粒支撐劑。??

本發(fā)明的目的在于提供一種強(qiáng)度、高密度陶粒支撐劑的制備方法。?

本發(fā)明在現(xiàn)有制造陶粒的方法基礎(chǔ)上，采用未經(jīng)焙燒的鋁礬土生礦，通過改進(jìn)原輔料的成分和配比，以及控制粉料的細(xì)度和燒結(jié)溫度得到抗壓強(qiáng)度高，密度高，圓球度好的的陶粒?支撐劑。?

本發(fā)明的目的可以通過以下技術(shù)方案實現(xiàn)：?

一種高強(qiáng)度、高密度陶粒支撐劑，其特征在于按重量份計，該支撐劑包括以下原料：生礬土100份、二氧化錳1-8份、鋯英砂0.5-5份、氧化鋇2-10份和鋅粉2-10份。該配方中生礬土為基料，二氧化錳（MnO₂）、鋯英砂、氧化鋇（BaO）和鋅粉（Zn）為輔料。輔料中的氧化鋇起降低酸溶的作用，鋅粉起助熔作用，鋯英砂起增加體積密度，降低破碎率的作用。?

所述生礬土中Al₂O₃的質(zhì)量百分含量≥75%，所述的生礬土為未經(jīng)煅燒的鋁礬土。所述鋯英砂為主要化學(xué)組成為ZrO₂和SiO₂的礦物，其中ZrO₂的質(zhì)量百分含量為60%~66%。?

配方中的基料和輔料越細(xì)越好，但是使用過細(xì)的基料輔料會增加產(chǎn)品的成本。所以所述生礬土的粒度優(yōu)選為325~600目；二氧化錳的粒度優(yōu)選為325~600目；鋯英砂的粒度優(yōu)選為325~800目；氧化鋇的粒度優(yōu)選為325~800目；鋅粉的粒度優(yōu)選為325~800目。?

上述的高強(qiáng)度、高密度陶粒支撐劑，采用以下步驟制備：?

（1）將生礬土、二氧化錳、鋯英砂、氧化鋇和鋅粉混合均勻得到混合物料；?

（2）將混合物料投入到造粒機(jī)中制粒，得到陶粒坯體；使用噴霧法加水，加水量為混合物料重量的10%~20%；?

（3）將陶粒坯體篩分后烘干，然后在1300-1400℃下煅燒保溫0.5~4小時，得到高強(qiáng)度、高密度陶粒支撐劑。?

上述的高強(qiáng)度、高密度陶粒支撐劑的制備方法，包括以下步驟：?

（1）將生礬土、二氧化錳、鋯英砂、氧化鋇和鋅粉混合均勻得到混合物料；?

（2）將混合物料投入到造粒機(jī)中制粒，得到陶粒坯體；使用噴霧法加水，加水量為混合物料重量的10%~20%；?

（3）將陶粒坯體篩分后烘干，然后在1300-1400℃下煅燒保溫0.5~4小時，得到高強(qiáng)度、高密度陶粒支撐劑。?

本發(fā)明中所述的基料和輔料市場有售，均可購買獲得。?

本發(fā)明的有益效果：?