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(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CN110093149A(43)申请公布日2019.08.06(21)申请号201910477980.7(22)申请日2019.06.03(71)申请人太原理工大学地址030024山西省太原市万柏林区迎泽西大街79号(72)发明人高峰郑林会王正苗洋谢晓康牛三鑫(74)专利代理机构太原倍智知识产权代理事务所(普通合伙)14111代理人戎文华(51)Int.Cl.C09K8/80(2006.01)C04B35/622(2006.01)C04B38/06(2006.01)权利要求书1页说明书4页(54)发明名称一种煤矸石基多孔陶粒支撑剂的制备方法(57)摘要一种煤矸石基多孔陶粒支撑剂的制备方法是将煅烧煤矸石、未煅烧煤矸石、以及原料总重量的碳粉做造孔剂及二氧化锰按比例称量后,进行破碎、筛分、球磨、混料、造粒、烘干和烧结,获得多孔陶粒支撑剂,本方法开发利用煤矸石,变废为宝,解决了环境污染的同时带来了可观的经济效益,且体积密度优于国家石油天然气SY/T5108-2014的行业标准。CN110093149ACN110093149A权利要求书1/1页1.一种煤矸石基多孔陶粒支撑剂的制备方法,其特征在于:所述制备方法的原料组成按重量百分含量计为:煅烧煤矸石30-50份、未煅烧煤矸石50-70份,以及原料总重量的5-15%的碳粉做造孔剂,1-3%的二氧化锰;制备方法是将所述煤矸石、碳粉以及二氧化锰按上述含量称量后,进行破碎、筛分、球磨至400目、混料、造粒、烘干和烧结,获得多孔陶粒支撑剂。2.如权利要求1所述的煤矸石基多孔陶粒支撑剂的制备方法,其特征在于:所述烧结是根据碳粉高温煅烧下的反应温度和时间设定的烧结工艺为:在0-600℃时,升温速率设为5℃/min,在600-1000℃时,升温速率设为3℃/min,温度大于1000℃则以5℃/min的升温速率升至1350-1400℃烧结温度,保温1-4h冷却后测试性能。3.如权利要求1所述的煤矸石基多孔陶粒支撑剂的制备方法,其特征在于:所述制备方法的原料组成按重量百分含量计为:煅烧煤矸石70份,未煅烧煤矸石30份,总重量10%的碳粉,总重量1.5%的二氧化锰;所述制备方法是将上述原料进行破碎、粉磨至400目,再按照上述比例称取粉磨好的原料,经过混料、造粒、干燥,再根据设定好的烧结工艺烧为1350℃,时间为4h,获得煤矸石基多孔陶粒支撑剂;根据石油压裂支撑剂的检测方法测试,获得样品的体积密度为1.19g/cm3,视密度为2.42g/cm3,闭合压力为35MPa时破碎率为6.01%。2CN110093149A说明书1/4页一种煤矸石基多孔陶粒支撑剂的制备方法技术领域[0001]本发明涉及一种石油天然气开采工业中所用支撑剂的制备方法,特别是一种适用于浅井低渗透压和煤层气、页岩气等非常规油气藏的煤矸石质低密度陶粒支撑剂的制备方法。背景技术[0002]随着全球经济的快速发展,煤炭和石油等不可再生能源的日渐枯竭,能源危机和生态环境危机也步步紧逼,获取新型能源和清洁能源的开发已经变成各国摆在面前的迫切问题,随着20世纪90年代美国“页岩气革命”的爆发,在全球范围内引起了专家学者对页岩气等非常规油气藏的关注和研究,我国的煤层气储量丰富,页岩气已探明的储量也位居世界第一,但至今我国的天然气等油气进口量仍位居世界第一位,供需关系的不足制约了我国的能源结构改善和绿色经济的发展,因此有关开发页岩气等非常规油气藏大规模的技术投入对我国的发展意义重大。[0003]周少鹏等人以铝含量为65%的二级铝矾土生料为原料,添加2wt%镁渣为辅料,通过固相烧结法在1400℃下烧结3h后制备了密度为3.06g/cm3,抗压强度达到271MPa,气孔率小于1%的高强度陶粒支撑剂。[0004]刘爱平等人以山西阳泉二级铝矾土为原料研究了烧结温度对莫来石/石英质经济型陶粒性能的影响,在1510℃的烧结温度下制备出体密度为1.39g/cm3,视密度为2.78g/cm3,35MPa下的破碎率为5.54%陶粒支撑剂。[0005]王勇伟以煤矸石和铝土矿为主要原料,添加菱镁尾矿作为矿化剂,通过常压烧结的方法制备了低密度高强度的陶粒支撑剂。[0006]自20世纪50年代中国开始压裂支撑剂的研究以来,就主要采用的是高铝质优质铝土矿来制备陶粒支撑剂,由铝含量高的铝土矿制备的陶粒支撑剂非常坚固,但密度也很大,难以应用于浅渗透压页岩气和其他非常规油气,在这种情况下,寻求一些具有低氧化铝含量的原料,如固体废弃物煤矸石、粉煤灰等,来制备低密度高强度陶粒支撑剂,已经成为陶粒支撑剂技术发展的新目标。[0007]田玉明等人公开了一种工艺方法专利,以工业固体废弃物煤矸石和砂土制备了一种低密度陶粒支撑剂,采用此工