陶粒油气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(10)申请公布号CNCN103525395103525395A(43)申请公布日2014.01.22(21)申请号201310477445.4(22)申请日2013.10.14(71)申请人阳泉市长青石油压裂支撑剂有限公司地址045200山西省阳泉市平定县石门口乡南坪村阳泉市长青石油压裂支撑剂有限公司申请人阳泉中庸陶粒有限公司太原科技大学(72)发明人白频波李占刚马晓娟田玉明柴跃生(51)Int.Cl.C09K8/80(2006.01)权利要求书1页权利要求书1页说明书4页说明书4页(54)发明名称陶粒油气压裂支撑剂及其制备方法(57)摘要本发明涉及一种利用固废陶粒砂制备陶粒油气压裂支撑剂及其制备方法，属于陶瓷材料和油气田压裂施工开采用支撑剂技术领域。本发明以固体废弃陶粒砂、铝矾土、MnO2和白云石为原料，固废陶粒砂、铝矾土、MnO2和白云石的重量百分比分别为：15～25％、70～80％、1～3％和2～4％，四者之和为100％。按配比配料后添加适量粘结剂混合均匀，加入混合料10～15wt.％的水或水溶液造粒，筛选所需规格球粒干燥并高温烧结制备主晶相为Al2O3、次晶相为莫来石3Al2O3·2SiO2的复相陶粒油气压裂支撑剂。本发明既可低成本制备氧化铝/莫来石复相陶粒油气压裂支撑剂，又可减小固废陶粒砂的污染且实现其综合利用。CN103525395ACN103529ACN103525395A权利要求书1/1页1.一种复相陶粒油气压裂支撑剂，其特征在于：该复相陶粒油气压裂支撑剂的主要物相为氧化铝Al2O3、次要物相为莫来石A3S2；该复相的主要化学成份为：Al2O3含量65～80wt.％，SiO2含量约7～15wt.％，Fe2O3含量约8～10wt.％，其他TiO2和MnO2等杂质含量不超过10wt.％。2.一种利用固体废弃陶粒砂制备氧化铝/莫来石复相陶粒油气压裂支撑剂的方法，其特征在于，该方法包括如下步骤：1)将铝矾土矿、固废陶粒砂、白云石分别磨粉至粒径小于325目标准筛的筛孔尺寸，得到原材料；2)将上述原材料与MnO2、粘结剂按一定比例进行配比并进行均匀混合，得到混合粉料；3)将上述混合粉料置于造粒机中并添加混合粉料10～15wt.％的水或水溶液进行造粒，并筛选出所需规格的球粒；4)将上述球粒进行窑炉干燥，得到半成品；5)将上述半成品按一定速率缓慢加入高温回转窑内在空气氛围内进行常压高温烧结，回转窑排料口的烧成温度为1240℃～1380℃，半成品于回转窑内烧结滞留时间为4h，得到高温陶粒砂油气压裂支撑剂成品；6)将上述高温油气压裂支撑剂成品急速冷却后提升至储料仓并进行筛分包装，即得到氧化铝/莫来石复相陶粒油气压裂支撑剂。3.根据权利要求2所述制备氧化铝/莫来石复相陶粒油气压裂支撑剂的方法，其特征是：所述铝矾土的Al2O3含量为58～73wt.％，SiO2含量为8～10wt.％，Fe2O3含量为3～6wt.％，其添加量为70～80wt.％；固废陶粒砂的Al2O3含量为60～75wt.％，SiO2含量为6～25wt.％，Fe2O3含量为15～22wt.％，其添加量为15～25wt.％；MnO2添加量为1～3wt.％；白云石的CaO含量约30wt.％，MgO含量约20wt.％，CO2含量约50wt.％，其添加量为2～4wt％。2CN103525395A说明书1/4页陶粒油气压裂支撑剂及其制备方法技术领域：[0001]本发明涉及一种利用固废陶粒砂制备的陶粒油气压裂支撑剂及其制备方法，属于陶瓷材料和油气田压裂施工开采用支撑剂技术领域。背景技术：[0002]固废陶粒砂是陶粒油气压裂支撑剂生产厂家排放的一些不合格产品及产品中附带的细小粉料，主要化学成分为Al2O3、SiO2、Fe2O3及TiO2。目前，该固体废弃物大多堆放在厂区内或倾倒于周围的坑洼处，随着雨雪的浸湿，其逐渐发生粉化，并且粉化后的细度较小，极易造成周边粉尘污染，这不仅造成环境污染严重，还占用大量的土地资源，同时导致了大量氧化铝资源的浪费。[0003]油气压裂支撑剂是石油、天然气低渗透油气井及页岩气藏开采压裂施工的关键材料，是一种具有高附加值特征的产品。油气压裂支撑剂的功能在于停止泵注后，支撑裂缝的两壁并抵御油气井因岩石挫动而弥合输油管道，提高油层的渗透能力，增加产油量和延长油气井服务年限。现今，国内主要使用的油气压裂支撑剂有天然石英砂和高温烧结陶粒砂，近年来，随着石油、天然气的开采难度加大、开采深度增加，以及国内即将爆发页岩气开采革命，石英砂已不能满足市场和压裂作业的需求，因而急需大量性能良好的陶粒砂压裂支撑剂。[0004]目前，国内外大多采用高品位铝矾土或高岭土为原料制备刚玉质陶粒砂支撑剂，少数企业则