一种用于开采页岩气压裂支撑剂的制备方法.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CN107760297A(43)申请公布日2018.03.06(21)申请号201610684814.0(22)申请日2016.08.18(71)申请人郭强地址610000四川省成都市武侯区一环路南一段24号(72)发明人郭强(51)Int.Cl.C09K8/80(2006.01)C04B35/81(2006.01)C04B35/185(2006.01)C04B35/626(2006.01)C04B35/622(2006.01)权利要求书1页说明书4页附图1页(54)发明名称一种用于开采页岩气压裂支撑剂的制备方法(57)摘要本发明公开了一种用于开采页岩气压裂支撑剂的制备方法，原料及重量份：明矾石膨胀剂20-30份，氧化钙膨胀剂20-30份，高岭土70-85份，膨润土5-10份，石英5-10份，长石3-5份，碳酸盐矿物2-3份，氧化锌晶须1-3份，磷酸三钙1-3份；本发明通过连续式干磨与连续式湿磨工艺提高物料均匀性、通过复合烧结助剂促进固相烧结；通过控制球坯在机械式立窑或回转窑不同部位保温的烧成方式共同促进长柱状莫来石的形成，产品中柱状莫来石的含量达70-80%。CN107760297ACN107760297A权利要求书1/1页1.一种用于开采页岩气压裂支撑剂的制备方法，其特征在于：（1）原料及重量份：明矾石膨胀剂20-30份，氧化钙膨胀剂20-30份，高岭土70-85份，膨润土5-10份，石英5-10份，长石3-5份，碳酸盐矿物2-3份，氧化锌晶须1-3份，磷酸三钙1-3份；（2）连续干磨：将步骤（1）配制好的原料通过自动上料系统装入连续干法球磨机球磨，过200目筛，得到料粉；球磨工艺参数为：以不锈钢球为研磨介质，原料与不锈钢球的质量比为1:5～3；（3）连续湿磨：将步骤（2）所得粉料通过自动上料系统送入连续湿磨机进行连续湿磨至泥浆粒度达到5～20微米，再送入泥浆池陈腐24±2h；球磨工艺参数为：以不锈钢球为研磨介质，原料、不锈钢球和水的质量比为1:2.5～3.5:0.5；（4）喷雾造粒：将步骤（3）陈腐后的泥浆泵入喷雾干燥塔进行干燥造粒，得到水份含量为0.1～0.5%的松散颗粒；（5）粉料打散：使用打散设备将步骤（4）所得的松散颗粒再次打散为连续湿磨后粒径的粉料；（6）将步骤（5）所得粉料经成球机滚制得到粒度为20-40目的支撑剂球形坯体；（7）将步骤（6）所得到的支撑剂球形坯体在120～140℃温度下干燥30±2h，然后在水泥机械立窑或者回转窑中烧制得到超低密度高强度的页岩气专用压裂支撑剂。2.根据权利要求1所述的一种用于开采页岩气压裂支撑剂的制备方法，其特征是，所述步骤（7）在水泥机械立窑中烧制得到超低密度高强度的页岩气专用压裂支撑剂；在水泥机械立窑中以8～25℃/min的加热速度自室温升温至1200～1350℃烧成，保温2～6h，其中800℃时保温1h，1000℃时保温1h；再以25～45℃/min的冷却速度降温。3.根据权利要求1所述的一种用于开采页岩气压裂支撑剂的制备方法，其特征是：所述步骤（7）在回转窑中烧制得到超低密度高强度的页岩气专用压裂支撑剂；所述回转窑的转速为2-5转/分，最高烧制温度为1380-1420℃。2CN107760297A说明书1/4页一种用于开采页岩气压裂支撑剂的制备方法技术领域[0001]本发明涉及一种页岩气开采领域，具体涉及一种用于开采页岩气压裂支撑剂的制备方法。背景技术[0002]页岩气压裂技术是通过压裂液给地层页岩压出裂缝，为页岩气的流动打开通道，防止在地层闭合压力条件下裂缝闭合，需使用压裂支撑剂。压裂支撑剂随压裂液进入地层的页岩缝隙，在压裂液形成的缝隙里驻留，以阻挡页岩裂缝的闭合，形成一个高导流能力的支撑带。因此，压裂支撑剂是影响页岩气开采收集的关键材料。在石油、常规天然气的开采过程中，也会用到支撑剂，但由于石油、常规天然气存在于离散的岩石中，闭合压力低，空隙相对较多，所以对压裂支撑剂的要求并不高。但在页岩气的开采中，页岩呈致密的聚集性，压裂液形成的缝隙很容易在高闭合压力下闭合，因此支撑页岩的空隙对开采收集页岩气非常重要，要求支撑剂具有高强度以避免页岩缝隙闭合。[0003]目前页岩气开采所用的压裂支撑剂主要为石英砂和陶瓷颗粒。一般石英砂的承压能力在35MPa,破碎率≤10%；陶瓷颗粒的承压能力52MPa，破碎率≤25%；69MPa，破碎率≤20%；而深层页岩的闭合力可达100MPa，普通的石英砂和陶瓷颗粒难以达到页岩开采中的支撑强度要求。另外，陶粒原料主要采用铝矾土，生产成本过高，并且资源逐渐稀少，大规模利用铝矾土制备陶粒用于页岩气开采受到铝矾土资源的制约。发明内容[0004]本发明的目的即在于克服现有技术的