制备压裂支撑剂用组合物和压裂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CN107474820A(43)申请公布日2017.12.15(21)申请号201710901250.6(22)申请日2017.09.28(71)申请人神华集团有限责任公司地址100011北京市东城区安外西滨河路22号神华大厦申请人北京低碳清洁能源研究所(72)发明人丁书强高光辉卓锦德赖世燿徐文强(74)专利代理机构北京润平知识产权代理有限公司11283代理人严政刘依云(51)Int.Cl.C09K8/80(2006.01)C04B33/135(2006.01)C04B33/132(2006.01)权利要求书1页说明书6页附图2页(54)发明名称制备压裂支撑剂用组合物和压裂支撑剂及其制备方法(57)摘要本发明涉及石油压裂液支撑剂领域，公开了一种制备压裂支撑剂用组合物和压裂支撑剂及其制备方法。该组合物包含粉煤灰和煤矸石；所述粉煤灰和煤矸石各自含有35重量％以上的Al2O3，25重量％以上的SiO2和8重量％以下的CaO，且所述粉煤灰的含碳量不高于10重量％，所述煤矸石的含碳量不高于20重量％；以组合物的总重量为基准，粉煤灰的含量为40-95重量％，煤矸石的含量为5-60重量％。本发明的压裂支撑剂用组合物配方简单，以该组合物为原料能够制得低密度压裂支撑剂，而且，组合物中的成分全部采用工业固体废弃物，降低了对不可再生资源的依赖，并且为解决固体废弃物的排放提供了高效和高价值的利用途径。CN107474820ACN107474820A权利要求书1/1页1.一种制备压裂支撑剂用组合物，其特征在于，该组合物包含粉煤灰和煤矸石；所述粉煤灰和所述煤矸石各自含有35重量％以上的Al2O3，25重量％以上的SiO2和8重量％以下的CaO，且所述粉煤灰的含碳量不高于10重量％，所述煤矸石的含碳量不高于20重量％；以所述制备压裂支撑剂用组合物的总重量为基准，所述粉煤灰的含量为40-95重量％，所述煤矸石的含量为5-60重量％。2.根据权利要求1所述的制备压裂支撑剂用组合物，其中，所述粉煤灰中，Al2O3的含量为35-55重量％，SiO2的含量为25-55重量％，CaO的含量为0.1-8重量％。3.根据权利要求1或2所述的制备压裂支撑剂用组合物，其中，所述煤矸石中，Al2O3的含量为35-55重量％，SiO2的含量为25-50重量％，CaO的含量为0.5-8重量％。4.一种压裂支撑剂的制备方法，该制备方法包括：将组合物研磨，然后与水混合并制粒成球，其特征在于，所述组合物为权利要求1-3中任意一项所述的制备压裂支撑剂用组合物。5.根据权利要求4所述的制备方法，其中，相对于100重量份的所述组合物，水的用量为5-30重量份。6.根据权利要求4或5所述的制备方法，其中，该制备方法包括以下步骤：(1)将煤矸石破碎，优选破碎为中位粒径在5cm以下的颗粒；(2)将所述粉煤灰和破碎后的煤矸石加入到研磨机中研磨，得到原料粉；(3)将所述原料粉和水加入到成球机中制粒成球，得到支撑剂半成品；(4)将所述支撑剂半成品依次进行筛分、烧结、再筛分，得到所述压裂支撑剂。7.根据权利要求6所述的制备方法，其中，所述研磨使得原料粉的中位粒径不大于200目。8.根据权利要求6所述的制备方法，其中，所述制粒成球通过以下方式实施：先将部分原料粉和水加入到所述成球机中，形成母球；然后分批加入剩余的原料粉和水，使母球生长，直至形成要求粒径的球形颗粒。9.根据权利要求6所述的制备方法，其中，所述烧结的温度为1100-1600℃，烧结时间为1-8小时。10.权利要求4-9中任意一项所述制备方法制得的压裂支撑剂；优选所述压裂支撑剂的堆积密度为1.20-1.65g/cm3，视密度为2.20-3.00g/cm3。2CN107474820A说明书1/6页制备压裂支撑剂用组合物和压裂支撑剂及其制备方法技术领域[0001]本发明涉及石油压裂液支撑剂领域，具体涉及一种制备压裂支撑剂用组合物，采用该组合物制备压裂支撑剂的方法，以及以该方法制备得到的压裂支撑剂。背景技术[0002]压裂支撑剂是一种在使用水力压裂技术开采石油、天然气、页岩气或煤层气等的过程中，对压裂后的岩层裂缝起到支撑作用的固体颗粒物质。由于压裂支撑剂的作用是利用其自身堆积的孔隙使油气排出，因此，压裂支撑剂首先要具有较高的圆球度和合适的粒径分布来提供较高的堆积孔隙率，其中，压裂支撑剂的圆球度越高越好，粒径大多在0.2-2mm。同时，油气井裂缝大多处于地下几千米的深度，存在较大的闭合压力，因此，还要求压裂支撑剂具有较高的耐压强度来抵抗地壳闭合压力的破坏。再者，由于压裂支撑剂要长期处于油气侵蚀的环境中，这要求压裂支撑剂具有良好的耐酸腐蚀性能。此外，为了使压裂液具有较好的携带支撑剂能力