一种超低密度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CN106967408A(43)申请公布日2017.07.21(21)申请号201710191999.6(22)申请日2017.03.28(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)发明人高峰陈耀斌岳俊磊(74)专利代理机构太原市科瑞达专利代理有限公司14101代理人刘宝贤(51)Int.Cl.C09K8/80(2006.01)C04B33/132(2006.01)C04B33/13(2006.01)权利要求书1页说明书4页(54)发明名称一种超低密度陶粒支撑剂及其制备方法(57)摘要一种超低密度陶粒支撑剂按重量百分含量计，该支撑剂包含以下原料组分：煅烧煤矸石45-65%、未煅烧煤矸石25-30%、氧化铝粉5-20%、氟化铝1-3%,五氧化二钒3-5%。本发明具有低成本，体积密度低的利用高岭石质煤矸石制备，且适用于低渗透非常规油气藏水力压裂的优点。CN106967408ACN106967408A权利要求书1/1页1.一种超低密度陶粒支撑剂，其特征在于按重量百分含量计，该支撑剂包含以下原料组分：煅烧煤矸石45-65%、未煅烧煤矸石25-30%、氧化铝粉5-20%、氟化铝1-3%、五氧化二钒3-5%。2.如权利要求1所述的一种超低密度陶粒支撑剂，其特征在于超低密度支撑剂的体积密度为1.25-1.27g/cm3，视密度为2.65-2.69g/cm3，52MPa破碎率小于5.18-8.34%。3.如权利要求1或2所述的一种超低密度陶粒支撑剂，其特征在于所述煤矸石中Al2O3含量为34-39wt%，SiO2含量为42-46wt%。4.如权利要求3所述的一种超低密度陶粒支撑剂，其特征在于所述煤矸石原料来源于山西浑源。5.如权利要求1或2所述的一种超低密度陶粒支撑剂，其特征在于所述氧化铝粉Al2O3含量≥80wt%。6.如权利要求1或2所述的一种超低密度陶粒支撑剂，其特征在于所述氟化铝含量≥99wt%。7.如权利要求1或2所述的一种超低密度陶粒支撑剂，其特征在于所述五氧化二钒含量≥99wt%。8.如权利要求1-7任一项所述的一种超低密度陶粒支撑剂的制备方法，其特征在于包括如下步骤：将煤矸石在600-900℃温度条件下煅烧0.5-1.5h，粉碎后得煅烧煤矸石原料；按照煅烧煤矸石、未煅烧煤矸石、氧化铝粉、氢氧化铝粉、氟化铝和五氧化二钒的质量百分比称取后混合均匀并研磨至粒度小于400目，得到混合物料；然后将混合物料倒入强力混合造粒机中加水制粒，加水量为混合物料质量的10%-15%，制粒时间为10-30min，得到陶粒坯体，筛选18-30的陶粒坯体经，烘干至水分≤5%，最后将烘干的陶粒生坯高温烧结，筛选20-40目的烧结陶粒，得到超低密度陶粒支撑剂。9.如权利要求8所述的一种一种超低密度陶粒支撑剂的制备方法，其特征在于所述烧结温度为1350-1400℃，保温时间为1-2h。2CN106967408A说明书1/4页一种超低密度陶粒支撑剂及其制备方法技术领域[0001]本发明涉及石油、气井压裂工艺用支撑剂技术领域，特别涉及一种高岭石质煤矸石制备超低密度陶粒支撑剂及其制备方法。背景技术[0002]近年来，页岩气等非常规油气藏被勘探开发利用，在能源结构中起到了重要作用。非常规油气储层致密、渗透率低、孔隙度小于10%，孔喉以纳米级为主（多小于1μm），因此，非常规油气藏的开发对压裂设备和材料提出了更高的要求。[0003]国内外在低渗透油气藏的开采中成功运用了低成本的清水压裂，为油气井的增产提供了非常有效的技术支持。清水压裂要求支撑剂具有低成本、低密度、高强度等新的性能特点，以满足低粘度压裂液的配伍性需求。[0004]现有技术制备的低密度陶粒支撑剂情况如下：中国专利CN102516977制备的陶粒支撑剂的体积密度≥1.56g/cm3；中国专利CN103484098A制备的陶粒支撑剂的体积密度≥1.56g/cm3；中国专利CN10366442A制备的陶粒支撑剂的体积密度≥1.49g/cm3；中国专利CN102942916A制备的陶粒支撑剂的体积密度≥1.43g/cm3煤矸石是采煤和洗煤过程中排出的固体废弃物。大量煤矸石长期堆放既占用土地，浪费资源，又会对环境造成污染。为了落实可持续发展的战略，有必要对煤矸石进行综合开发应用，提高资源的利用率，降低资源的浪费。[0005]煤矸石的主要含量为二氧化硅和三氧化二铝，因此可用于油气开采行业来制备压裂支撑剂。以铝含量较低的高岭石质煤矸石研制密度低的陶粒支撑剂不仅使资源得到合理利用，促进我国支撑剂行业的发展，而且对提高我国油气产业的资源采收率具有重大意义。发明内容[0006]本发明的目的在于提供一种低成本，体积