[發(fā)明專利]一種高密度、高強度陶粒支撐劑及其制備方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201310198801.9
• 申請日: 2013-05-24
• 公開（公告）號: CN103289673A
• 公開（公告）日: 2013-09-11
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 陳學(xué)軍;任貴華
• 申請（專利權(quán)）人: 貴州聚能達石油壓裂支撐劑有限公司
• 主分類號: C09K8/80
• 分類號: C09K8/80
• 代理公司: 北京路浩知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11002
• 代理人: 谷慶紅

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，尤其涉及一種高密度、高強度陶粒支撐劑及其制備方法。

背景技術(shù)

陶粒支撐劑是石油、天然氣行業(yè)生產(chǎn)壓裂用的一種專用材料，是用陶瓷工藝及燒結(jié)法將鋁礬土燒結(jié)而成的新型油氣井壓裂材料。該產(chǎn)品主要用于石油、天然氣深井開采時，特別是井深在2000米以上的油、氣開采時必須使用該產(chǎn)品，將高強度陶粒支撐劑填充到低落滲透礦床的巖層裂縫中，進行高閉合壓裂處理，以支撐裂縫不因應(yīng)力釋放而閉和，讓油、氣從裂縫通道中匯集而出，故支撐劑應(yīng)具有高強度、高倒流能力和高球度等特性。

目前，市面上的的高密度、高強度陶粒支撐劑一般是破碎率為10%，視密度＜3.10的產(chǎn)品，而更高強度和密度的陶粒支撐劑則很少，尤其是在86MPa下，破碎率＜8%，視密度＞3.35的高密度、高強度陶粒支撐劑基本都是國外進口，國內(nèi)的高密度、高強度支撐劑的生產(chǎn)時添加的輔料種類較多，成分復(fù)雜，存在生產(chǎn)成本高、耗能嚴(yán)重、原料利用率低和產(chǎn)量少等問題。

發(fā)明內(nèi)容

為了解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的上述技術(shù)問題，本發(fā)明旨在提供一種成本低、能耗低、原料利用率高及產(chǎn)量大的高密度、高強度陶粒支撐劑及其制備方法。

本發(fā)明的目的是通過如下技術(shù)方案予以實現(xiàn)的：

一種高密度、高強度陶粒支撐劑，它由下述重量配比含量的原料組成：鋁礬土熟料80～87份、硅礦石6.5～10份、錳礦石1～4份、硼砂0.5～3份、黃磷爐渣1.5～3份。

優(yōu)選的，高密度、高強度陶粒支撐劑，它由下述重量配比含量的原料組成：鋁礬土熟料82～85份、硅礦石7～10份、錳礦石2～4份、硼砂0.5～3份、黃磷爐渣1.5～3份。

優(yōu)選的，高密度、高強度陶粒支撐劑，它由下述重量配比含量的原料組成：鋁礬土熟料84份、硅礦石9份、錳礦石3份、硼砂1.5份、黃磷爐渣2.5份。

所述鋁礬土熟料為Al₂O₃含量大于70%的生料在600～1000℃下煅燒而成。

所述煅燒后的鋁礬土熟料內(nèi)Al₂O₃含量大于83%。

一種高密度、高強度陶粒支撐劑的制備方法，該方法包括以下步驟：

A、按比例稱取各原料并分別研磨成300～400目細粉；

B、將原料混合、攪拌均勻后加入旋轉(zhuǎn)制粒機中制粒，同時加霧化的磷酸和水汽，至原料成圓粒半成品；

C、將圓粒半成品于100℃下干燥10～24小時后得干燥顆粒，過18～35目篩篩分；

D、將篩分后的干燥顆粒在回轉(zhuǎn)爐中高溫?zé)Y(jié)，燒結(jié)溫度1100～1400℃，時間為0.5～3小時；

E、燒結(jié)完成且爐溫降至200～250℃后出爐，自然冷卻至室溫，過20～40目篩篩分后即得成品。

所述步驟A中的研磨時間為16～24小時。

所述步驟B中加入的霧化磷酸為原料總重的0.5～1%。。

本發(fā)明的有益效果：

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明改進了原料、輔料的成分及配比，特別是加入了價格低廉的硼砂和黃磷爐渣，使得生產(chǎn)成本降低，且磷酸能有效加強成品的圓球度，提升成品的倒流能力；同時采用低溫?zé)Y(jié)，能有效降低能耗，進一步降低生產(chǎn)成本。制作出的成品在52MPa下破碎率為1.55%，69MPa的破碎率為3.66%，86MPa的破碎率為7.65%，同時視密度＞3.35、酸溶解度＜6%、球度≥0.9，進而具有抗壓強度高、視密度高、圓球度好、生產(chǎn)成本低等優(yōu)點。

具體實施方式

實施例1：

以重量份計，取鋁礬土熟料85份、硅礦石10份、錳礦石4份、硼砂3份、黃磷爐渣3份。分別研磨成300目細粉，混合、攪拌后將細粉原料送入旋轉(zhuǎn)制粒機內(nèi)制粒，同時加霧化的磷酸和水汽，磷酸為原料總重的1%，至原料成圓粒半成品，將將圓粒半成品于100℃下干燥24小時后得干燥顆粒，過18～35目篩篩分，要求過篩率大于80%，將篩分后的干燥顆粒在回轉(zhuǎn)爐中高溫?zé)Y(jié)，燒結(jié)溫度1400℃，時間為0.5小時；燒結(jié)完成且爐溫降至250℃后出爐，自然冷卻至室溫，過20～40目篩篩分后即得成品。

實施例2：