[發明專利]一種低密度覆膜陶粒的制備方法

在審

• 申請號: 201510320640.5
• 申請日: 2015-06-11
• 公開（公告）號: CN104974740A
• 公開（公告）日: 2015-10-14
• 發明（設計）人: 王峰;王毓才;李國欣;張應安;許建國;叢錫橋;段永偉;苗曉勇;朱兆鵬;郝春成;何定凱;劉光玉;龍增偉
• 申請（專利權）人: 中國石油天然氣股份有限公司
• 主分類號: C09K8/80
• 分類號: C09K8/80;C04B35/16;C04B41/83
• 代理公司: 北京華沛德權律師事務所 11302
• 代理人: 馬苗苗

技術領域

本發明涉及石油開采技術領域，尤其涉及一種低密度覆膜陶粒的制備方法。

背景技術

水力壓裂技術作為低滲透油氣井增產的主要方法，已廣泛應用于各種油氣田的開發中，而石油壓裂支撐劑則是石油水力壓裂工藝技術能否成功及有效的關鍵材料。在低滲透油氣井開采時，為使地層深處巖石裂隙保持開裂狀態，需使用石油壓裂支撐劑作為支撐物。通過高壓泵車把含有支撐劑的壓裂液注入儲層裂縫中之支撐壓開的人工裂縫，為油氣流通提供高滲透性的長期有效的通道，從而提高油氣導流能力，提高油氣井產量。因此要求所用支撐劑具有較低的密度、較好懸浮性能，大大減小支撐劑在裂縫內流動阻力，成功實現大規模壓裂；具有較低的破碎率、較高的長期導流能力和低的成本，才能使低滲透油氣井形成具有長期穩定的生產能力，實現經濟效益開發油氣田。

石油壓裂支撐劑主要分為三類：天然石英砂、燒結剛玉制品和陶粒。石英砂由于強度低、易破碎等缺點，僅適用于淺井、低閉合壓力油氣層的水力壓裂。由于大部分油氣井屬于中等深度，因而國外多采用硬度大不易碎的燒結剛玉制品作為中、深層油氣井的壓裂支撐劑；但這種支撐劑原料來源困難，加工工藝復雜，制備成本高，推廣應用受限制。而陶粒支撐劑原材料來源廣泛，制品強度高、密度低，受到人們的關注。因此，陶粒是未來低成本石油壓裂支撐劑的主要發展方向。

目前，應用的陶粒支撐劑主要以鋁礬土、鉀長石、粘土、膨潤土、白云石、硅灰石、鐵粉等為原料燒結而成。本發明專利前，各油田井下壓裂施工使用的陶粒的體積密度為1.55g/cm³-1.95g/cm³，并且閉合壓力為52MPa下破碎率高達4％-8％，該類支撐劑在壓裂施工中沉降速度快，而且難以滿足低鋪置濃度下高導流需求，尤其不適合二氧化碳干法壓裂超低粘度工作液的施工需求。

發明內容

本申請實施例通過提供一種低密度覆膜陶粒的制備方法，為油、氣、水層壓裂施工提供一種密度大幅度低于其他陶粒，并能大幅度降低破碎率、提高導流能力，適用于二氧化碳干法壓裂施工低粘度壓裂液的陶粒。

本申請通過本申請的一實施例提供如下技術方案：

一種低密度覆膜陶粒的制備方法，包括：

將含硅礦物作為主要原料配入硅石粉、粘土粉、綠泥石粉，混和均勻后在制球鍋中成球，制得半成品；

將所述半成品在回轉窯或隧道窯中經煅燒，制得半成品低密度覆膜陶粒基體；

將所述半成品低密度覆膜陶粒基體通過樹脂覆膜生產線在經均勻涂裹樹脂覆膜，制得低密度覆膜陶粒成品。

優選地，所述含硅礦物，包括：

橄欖石粉，

硼泥，

綠泥石，中的一種或多種。

優選地，所述的橄欖石粉、硼泥、綠泥石粉、硅石粉、粘土粉的目數在400目-800目之間。

優選地，所述含硅礦物的質量百分比為20％-85％，所述硅石粉的質量百分比為5％-45％，所述粘土粉的質量百分比為2％-20％，所述綠泥石粉的質量百分比為15％-40％。

優選地，所述將所述半成品在回轉窯或隧道窯中經煅燒制得半成品低密度覆膜陶粒基體，包括：

將所述半成品在1000℃-1300℃回轉窯或隧道窯中經煅燒3小時-8小時制得半成品低密度覆膜陶粒基體。

優選地，所述將所述半成品低密度覆膜陶粒基體通過樹脂覆膜生產線在經均勻涂裹樹脂覆膜，制得低密度覆膜陶粒成品，包括：

將所述半成品低密度覆膜陶粒基體通過樹脂覆膜生產線在150℃-300℃下經均勻涂裹樹脂覆膜30分鐘-60分鐘，制得低密度覆膜陶粒成品。

優選地，所述的硼泥是由硼鎂礦或硼鐵礦碳堿法制硼砂時排放的礦物廢渣，也可是由硼鎂礦或硼鐵礦酸解一步法制硼酸時排放的礦物廢渣。

本申請實施例中提供的一個或多個技術方案，至少具有如下技術效果或優點：

1、在本申請實施例中，以含硅礦物代替鋁礦為主要原料，并通過陶粒表面覆膜方式增加陶粒強度降低破碎率的方法，制備高強度、低密度壓裂支撐劑，該方法焙燒溫度低、利用密度低、價廉的含硅礦物或工業廢渣代替密度高、價格較高的鋁礦，壓裂支撐劑的生產成本較低，并大幅度降低陶粒的密度。

2、在本申請實施例中，所述硼泥是由硼鎂礦或硼鐵礦碳堿法制硼砂時排放的礦物廢渣，也可是由硼鎂礦或硼鐵礦酸解一步法制硼酸時排放的礦物廢渣，具有節能減排，綠色環保的優點。