[發明專利]一種由低品位鋁土礦制備高強度石油壓裂支撐劑方法

無效

• 申請號: 201210498809.2
• 申請日: 2012-11-29
• 公開（公告）號: CN102942368A
• 公開（公告）日: 2013-02-27
• 發明（設計）人: 張漢平;劉玫華;宋濤;陳獻梅;喬吉波;湯優優;呂晉芳;梁溢強;張諶虎;楊林;印勇;劉述仁
• 申請（專利權）人: 昆明冶金研究院
• 主分類號: C04B35/622
• 分類號: C04B35/622;C04B35/10;C04B35/14;C09K8/80
• 代理公司: 昆明今威專利商標代理有限公司 53115
• 代理人: 賽曉剛

技術領域

本發明涉及一種使用低品位鋁土礦制備高強度石油壓裂支撐劑的生產方法，屬于新材料技術領域。

背景技術

石油壓裂支撐劑對石油、天然氣的開采起著非常重要的作用，是使深層巖石保持著裂開狀態的支撐物。石油天然氣深井開采時，高閉合壓力低滲透性礦床經壓裂處理后，使含油巖層裂開，油氣從裂縫處匯集而出。用支撐材料隨同高壓溶液進入地層充填在巖層裂隙中，可以起到使支撐裂隙不因應力釋放而閉合的作用，從而保持高導流能力，使油氣暢通，增加產量。

目前常用的石油壓裂支撐劑有石英砂、陶粒以及各種樹脂包覆的復合顆粒等。其中石英砂的價格最便宜，相對密度較低，但石英砂的強度低、球度差、破碎率大，從而降低了裂縫的導流能力，特別不適用于閉合壓力高的深井。而采用樹脂包覆石英砂的復合顆粒，球度有改善，耐腐蝕性可達到較高指標，即使內部的石英砂被壓碎，外面包覆的樹脂層可以包裹住碎塊，保持裂縫的導流能力。但該產品保質期短，造價高。

發明內容

本發明目的在于針對現在復雜成分的低品位鋁土礦不能直接作為原料制備石油壓裂支撐劑的不足，發明一種由低品位鋁土礦制備石油壓裂支撐劑的方法。

本發明由低品位鋁土礦制備高強度石油壓裂支撐劑的方法的技術方案如下：采用低品位鋁土礦作為原料，該原料成分重量百分比為：Al₂O₃：25～50%；?TiO₂：1～8%；SiO₂：5～30%，并含有以下工藝步驟：

（1）將低品位鋁土礦進行破碎磨礦，磨礦細度為50%～85%的-0.074毫米，使用陰離子油酸類捕收劑正浮選或陽離子胺類捕收劑反浮選方法，得到高鋁硅比的鋁土礦產品；

（2）將高鋁硅比的鋁土礦產品進行再磨礦，使其粒度達到270～48微米，之后與輔料按照一定比例進行混合，其中各種輔料的重量百分比約為5～20%；

（3）混合后的混合物料進入氣流粉碎機內進行粉碎后，進入包衣機內造粒，獲得粒度合適的小球粒生坯，球粒直徑大小為0.1～1.0毫米，造好的球粒生坯在150～300℃溫度下烘干，使生坯水分含量<2%；

（4）烘干后的小球粒生坯投入回轉窯內，控制爐頭、爐中、爐尾的溫度以及轉速、燒結時間、冷卻方式；

焙燒結束后便可達到合格的石油壓裂支撐劑產品。

所述得到高鋁硅比的鋁土礦產品中Al₂O₃的品位提高到40～80%范圍，SiO₂的品位降低到1?～10%范圍。

所述步驟（2）的輔料為微硅粉、二氧化錳、鈦白粉、碳酸鎂、氧化鎂、二氧化鋯、鋁灰中一種或幾種的混合物，各輔料的重量約占樣品總重量的5～20%，其中各輔料中，微硅粉：0.1～60%；二氧化錳：0.1%～10%；鈦白粉：0.1%～20%；碳酸鎂及氧化鎂：0.1%～10%；二氧化鋯：0.1%～10%；鋁灰：1%～10%。

所述的氣流粉碎機出來后的物料的粒度為5～100?μm，包衣機出來的生坯的粒度為0.1～1.0?mm。

所述的回轉窯的爐頭的溫度為1000～1500?℃，爐中部的溫度為800～1500?℃、爐尾的溫度為500～1000?℃，回轉窯的轉速為0.3～2?m/h。

本發明工藝簡單，采用的原料價格低廉并且來源廣泛生產成本低。利用正浮選和反浮選兩種浮選技術先提高低品位鋁土礦的鋁硅比，而后將其用于制備高強度的石油壓裂支撐劑，解決了低品位鋁土礦因鋁硅比太低不能作為原料直接制備支撐劑的不足，并且利用正反浮選方法提高鋁硅比，回收率較高。通過試驗研究挑選出性能優越的輔料，大大增加了支撐劑的各項性能，使其產品能應用到實際生產中。

具體實施方式

下面結合實施例對本發明做進一步說明。

本發明制備的石油壓裂支撐劑以鋁硅比得到提高后的低品位鋁土礦作為主要原料，以微硅粉、二氧化錳、鈦白粉、碳酸鎂、氧化鎂、二氧化鋯、鋁灰等物料作為輔料，各輔料的重量約占樣品總重量的5～20%。

本發明石油壓裂支撐劑的特征在于采用低品位鋁土礦作為原料，其成分比例為：Al₂O₃：25～60%；TiO₂：1～8%；SiO₂：5～30%。