[發明專利]一種高強度石油壓裂支撐劑

在審

• 申請號: 201510235276.2
• 申請日: 2015-05-11
• 公開（公告）號: CN104927833A
• 公開（公告）日: 2015-09-23
• 發明（設計）人: 賀定英
• 申請（專利權）人: 廣西金壯錦節能技術有限公司
• 主分類號: C09K8/80
• 分類號: C09K8/80
• 代理公司: 廣西南寧匯博專利代理有限公司 45114
• 代理人: 鄒超賢

技術領域

本發明屬于石油壓裂支撐劑的生產領域，尤其是一種高強度石油壓裂支撐劑。

背景技術

石油壓裂支撐劑，是石油、天然氣和頁巖氣低滲透油氣井開采壓裂施工的關鍵材料。壓裂技術是改造油氣田的重要手段，它是利用人工方法把流體注入巖石基層，以超過地層破裂強度的壓力，使井筒周圍巖層產生裂縫，形成一個具有高導流能力的道，為保持壓裂后形成的裂縫開啟，油氣產物能順暢通過，注入顆粒狀的支撐劑是重要措施之一。將支撐劑顆粒注射到含油地層中形成的裂縫內，以固定裂縫壁的位置，從而防止它們閉合。油氣井在經過壓裂后其增產效果及生產動態取決于裂縫的導流能力，支撐劑的類型、物理性質及其在裂縫中的分布是影響裂縫導流能力的重要因素。對石油壓裂支撐劑有以下主要性能要求：(1)支撐劑要有足夠的抗壓強度和抗磨損的能力，能耐受注入時的強大壓力和摩擦力，并有效地支撐人工裂縫；(2)支撐劑顆粒相對密度要低，便于泵入井下。

目前，國內多采用壓裂陶粒、石英砂，但它們的強度較低，只能用于淺層油井開采。若將這些支撐劑使用在中深井，將難以承受巖層巨大的壓力及地層環境中的各種腐蝕，會大量破碎，破碎率一般在15%-25%，反而阻止了石油的流出，難以滿足油井的要求。近年來，國內關于高強度石油支撐劑研究方面的較多，查到了相關文獻如下：

發明名稱：超低密高強度石油支撐劑，授權公開號：CN?102002356?B。該發明公開了一個超低密高強度石油支撐劑，它采用30-50?％?wt?的白泥、30-50?％wt?的高嶺土、10-20?％wt?的長石為原料均勻混合后，再加入上述三種原料總重量2-5?％的鋁溶膠、硅溶膠或磷酸鋁凝膠等增強劑，經濕法球磨、超細研磨、噴霧干燥、滾動成型、烘干、篩分和高溫燒制而成。所述超低密高強度石油支撐劑的視密度為2.0-2.5?g/cm3，在52MPa壓力下所述超低密高強度石油支撐劑的破碎率≤8％。本發明制備工藝復雜復雜，生產成本高，且支撐劑的抗壓強度較低。

發明名稱：低密度高強度紅柱石壓裂支撐劑及其生產方法，授權公告號：CN?102268248?B。本發明原料組成為：鋁礬土生料65～75%、紅柱石2～20%、高嶺土5～20?%、鋁酸鈣水泥1～8%、錳礦石粉3～10%。生產方法包括：稱取原料，磨成細粉并過篩，混合均勻后加入旋轉制粒機制粒，同時加霧化水氣，至混合料形成球形半成品，烘干；然后在回轉窯內燒制，燒制時窯頭溫度1300～1400?℃，窯尾溫度280～320?℃，燒制6～10?h后出窯，即得成品。本發明產品在壓力52?MPa?和69?MPa下的破碎率分別低于4.8?%、6.9?%。本發明工藝較簡單，但原料成本高、制得的產品在103?Mpa下抗壓強度很低，無法滿足深油、氣深井支撐劑的性能要求。

目前，國內生產的石油壓裂支撐劑存在原料來源困難、加工工藝復雜、能耗大、成本高、強度低抗壓能力弱、密度大等缺陷。

發明內容

本發明目的在于解決上述存在的問題，提供一種高強度石油壓裂支撐劑，其在103?Mpa下抗壓強度很高，能夠滿足深油、氣深井支撐劑的性能要求。本發明是以廣西平果鋁土礦廢礦渣和貴州鋁土礦為主原料，鋁土礦廢礦渣先經過常規的除鐵處理，充分改變廣西鋁土礦鐵含量高，不適合用于石油支撐劑生產的缺點。高強度石油壓裂支撐劑的研制不僅填補了國內超高強度石油支撐劑產品的空白，還可將廣西平果鋁業沉砂池中廢棄的500噸鋁土礦廢礦渣的綜合利用有著重要意義。

為實現以上目的，本發明是通過以下技術方案實現的：

一種高強度石油壓裂支撐劑，包括下述重量份數比的原料：鋁土礦廢礦渣20～40份、鋁土礦30～60份和燒結助劑0.75份，所述鋁土礦為貴州鋁鐵礦，鋁土礦廢礦渣為平果鋁鐵礦礦渣。

所述的燒結助劑為預糊化淀粉。

所述的平果鋁土礦廢礦渣先用常規方法經過除鐵處理和焙燒處理后，其Al₂O₃含量由60～63?%提升至69～73?%，Fe2O₃含量由26～29%降低至10～13?%。

所述的貴州鋁鐵礦其Al₂O₃灼減后含量為90～94%，Fe₂O₃含量為0.6～1?%。

一種高強度石油壓裂支撐劑的制備方法，其主要制備工藝為：按上述重量份數比稱取物料，將各物料混合均勻，用常規方法磨粉、制粒、烘干，然后加入回轉窯1460～1490?℃燒結30-40分鐘,即可制成高強度石油壓裂支撐劑。