一种低密度高强度的陶粒支撑剂及其制备方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN112225548A(43)申请公布日2021.01.15(21)申请号202011122836.0(22)申请日2020.10.20(71)申请人西安工程大学地址710048陕西省西安市碑林区金花南路19号(72)发明人陈旭东(74)专利代理机构西安弘理专利事务所61214代理人涂秀清(51)Int.Cl.C04B35/185(2006.01)C04B35/622(2006.01)C09K8/80(2006.01)权利要求书1页说明书4页(54)发明名称一种低密度高强度的陶粒支撑剂及其制备方法(57)摘要本发明公开了一种低密度高强度的陶粒支撑剂，所述陶粒支撑剂按照质量百分数包括如下组分：粉煤灰：40％‑90％，铝矾土：5％‑30％，辅助添加剂：1％‑30％。本发明还公开了一种低密度高强度的陶粒支撑剂的制备方法，步骤1：预粉碎原材料，经过混合等处理制备得到可供成球的粉料；步骤2：将粉料加入成球机，经过成球，烧成，得到陶粒支撑剂。本发明的陶粒支撑剂显著减低了密度，提高了耐酸性能；本发明的方法通过制粉工艺、成球工艺及烧成工艺，采用工业废弃物粉粉煤灰为主要原料，具有工艺简单、生产成本低、节能环保等特点。CN112225548ACN112225548A权利要求书1/1页1.一种低密度高强度的陶粒支撑剂，其特征在于，所述陶粒支撑剂按照质量百分数包括如下组分：粉煤灰：40％-90％，铝矾土：5％-30％，辅助添加剂：1％-30％。2.根据权利要求1所述的一种低密度高强度的陶粒支撑剂，其特征在于，所述辅助添加剂为锂瓷石、锰矿粉和石灰石中的一种或者几种。3.根据权利要求2所述的一种低密度高强度的陶粒支撑剂，其特征在于，所述锂瓷石中Li2O的质量百分数为0.8wt％-1.6％；所述锰矿粉中MnO2的质量分数为30％-50％；所述石灰石中CaO的质量百分数为45％-55％。4.根据权利要求1所述的一种低密度高强度的陶粒支撑剂，其特征在于，所述粉煤灰中Al2O3的质量分数为30％～70％。5.根据权利要求1所述的一种低密度高强度的陶粒支撑剂，其特征在于，所述铝矾土中的Al2O3的质量分数为40％-75％。6.根据权利要求1所述的一种低密度高强度的陶粒支撑剂，其特征在于，所述陶粒支撑剂在煅烧过程中形成的主晶相为莫来石相。7.一种低密度高强度的陶粒支撑剂的制备方法，其特征在于，按照如下步骤进行：步骤1：将粉煤灰，铝矾土及辅助添加剂分别进行预粉碎，预粉碎后分别过300-500目标准筛，得到各物料，将各物料进行混合、球磨、筛分、喷雾化水、陈腐工序，制备得到可供成球的粉料；步骤2：将所述粉料加入成球机中，通过喷洒雾化水并交替加入粉料的工艺得到坯球，再经烘干、筛分，得到粒径为425-850μm的坯球；再将坯球用回转窑进行烧成，烧成温度控制为1250-1360℃，烧成时间控制为1-3小时，经过冷却和筛分后得到成品的陶粒支撑剂。2CN112225548A说明书1/4页一种低密度高强度的陶粒支撑剂及其制备方法技术领域[0001]本发明属于压裂增产技术领域，具体涉及一种低密度高强度的陶粒支撑剂，还涉及一种该陶粒支撑剂的制备方法。背景技术[0002]压裂增产是石油、天然气井开采过程中提高油气采收率的一项关键技术，尤其是对于低渗透、超低渗透油田(例如长庆油田)的开采起着至关重要的作用。支撑剂则是压裂施工过程中的一种关键材料。支撑剂由压裂液带入并支撑在压裂地层的裂隙中，从而有效地将油气导入油气井，大幅度提高油气产量和延长油气井寿命。[0003]随着中浅层油气资源的日益枯竭，深层油气井的开发技术越来越受到重视。目前，在深层油气井开发中广泛使用的是高强度陶粒支撑剂。这种陶粒的主晶相为刚玉，虽然可以满足高强度的性能要求，但是具有密度较高的不足。为了更好的满足深储层油气井的压裂施工需求，需要一种能够在高温地层、高闭合压力、高盐度等各种复杂环境下具有良好导流能力的低密度陶粒支撑剂。发明内容[0004]本发明的目的是提供一种低密度高强度的陶粒支撑剂，解决了现有技术中高强度陶粒支撑剂具有密度较高，所带来在复杂环境下陶粒支撑剂的性能不高的问题。[0005]本发明所采用的技术方案是，[0006]一种低密度高强度的陶粒支撑剂，其陶粒支撑剂按照质量百分数包括如下组分：粉煤灰：40％-90％，铝矾土：5％-30％，辅助添加剂：1％-30％。[0007]本发明的特点还在于，[0008]辅助添加剂为锂瓷石、锰矿粉和石灰石中的一种或者几种。[0009]锂瓷石中Li2O的质量百分数为0.8wt％-1.6％；锰矿粉中MnO2的质量分数为30％-50％；所述石灰石中CaO的质量百分数为45％-55％。[0010]粉煤灰中Al2O3的