[發(fā)明專利]使用高鐵低品位鋁土礦制備高強度石油壓裂支撐劑的方法

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201210499261.3
• 申請日: 2012-11-29
• 公開（公告）號: CN102925134A
• 公開（公告）日: 2013-02-13
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 張漢平;張諶虎;劉玫華;宋濤;陳獻梅;喬吉波;湯優(yōu)優(yōu);呂晉芳;梁溢強;楊林;印勇;劉述仁
• 申請（專利權(quán)）人: 昆明冶金研究院
• 主分類號: C09K8/80
• 分類號: C09K8/80
• 代理公司: 昆明今威專利商標(biāo)代理有限公司 53115
• 代理人: 賽曉剛

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種使用高鐵低品位鋁土礦制備高強度石油壓裂支撐劑的方法。屬新材料技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)

石油壓裂支撐劑是使深層巖石保持著裂開狀態(tài)的支撐物，主要用于石油及天然氣深井的開采。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(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。

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(fù)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，從而降低了裂縫的導(dǎo)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(fù)合顆粒，球度有改善，耐腐蝕性可達到較高指標(biāo)，即使內(nèi)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(dǎo)流能力。但該產(chǎn)品保質(zhì)期短，造價高。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明針對現(xiàn)在復(fù)雜成分的高鐵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，提供一種使用高鐵低品位鋁土礦制備高強度石油壓裂支撐劑的方法。

本發(fā)明使用高鐵低品位鋁土礦制備高強度石油壓裂支撐劑的方法的技術(shù)方案是：以重量百分比計，采用高鐵低品位鋁土礦作為原料，該原料主要成分Al₂O₃：25～50%；Fe：8～40%；SiO₂：1～30%，工藝步驟如下：

（1）將高鐵低品位鋁土礦進行破碎，使其粒度達到100～400目，采用油酸和氧化石蠟皂作為捕收劑，硅酸鈉或六偏磷酸鹽作為調(diào)整劑進行了浮選，將NaOH或KOH、碳酸鈉作為分散劑，共同加入球磨機中進行濕磨，浮選中pH值在9～12區(qū)間，獲得鋁硅比>7的精礦，

（2）將精礦在氣氛爐內(nèi)進行磁化焙燒，焙燒溫度控制在300～1400℃；

（3）對磁化焙燒后的鋁土礦進行磁選除鐵，磁選參數(shù)為：0.1～2.0T，磁選除鐵后的鋁土礦中鐵含量為0～8%；

（4）鋁土礦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為5～20%。

（5）混合后的混合物料進入氣流粉碎機內(nèi)進行粉碎后，進入包衣機內(nèi)造粒，獲得小球粒生坯；

（6）小球粒生坯投入回轉(zhuǎn)窯內(nèi)，控制爐頭、爐尾的溫度以及轉(zhuǎn)速，焙燒結(jié)束后獲得高強度石油壓裂支撐劑產(chǎn)品。

所述步驟（1）中選取胺類作為捕收劑，六偏磷酸鈉等作為調(diào)整劑，通過反浮選手段脫出脈石礦物，獲得鋁硅比>7的精礦。

所述步驟（2）中磁化焙燒過程所采用的還原劑為活性炭、一氧化碳、木炭、煙煤、焦炭、石油中一種或幾種的混合物。

所述步驟（4）中的輔料為微硅粉、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%。

所述步驟（5）中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0.2～1.0?mm。

所述步驟（6）中回轉(zhuǎn)窯的爐頭的溫度為500～1500?℃，爐中的溫度為800～1500?℃，爐尾的溫度為500～1000?℃，回轉(zhuǎn)窯的轉(zhuǎn)速為0.3～2?m/h。

所述步驟（4）中磁選除鐵后的鋁土礦中含F(xiàn)e為0～8%重量百分比。

本發(fā)明利用高鐵低品位鋁土礦作為原料制備的石油壓裂支撐劑其密度低，抗壓強度大，能有效解決當(dāng)前抗壓強度不足以及倒流能力差的問題。原料來源廣，加工工藝簡單，設(shè)備投資小，能耗小，成本低。

具體實施方式

下面結(jié)合實施例對本發(fā)明做進一步說明。

本發(fā)明石油壓裂支撐劑采用高鐵低品位鋁土礦作為原料，其成分比例為：Al₂O₃：25～50%；Fe：8～40%；SiO₂：1～30%。

具體工藝步驟如下：

（1）將高鐵低品位鋁土礦進行破碎，使其粒度達到100～400目，采用油酸和氧化石蠟皂作捕收劑，硅酸鈉或六偏磷酸鹽作調(diào)整劑進行了浮選，將NaOH或KOH、碳酸鈉和分散劑六偏磷酸鈉加入球磨機中進行濕磨，浮選中pH值在9～12區(qū)間，獲得鋁硅比>7的精礦，

或選取胺類作為捕收劑，六偏磷酸鈉等作為調(diào)整劑，通過反浮選手段脫出脈石礦物，獲得鋁硅比>7的精礦；