一种利用工业废料制备页岩气专用压裂支撑剂的方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局*CN103288426A*(12)发明专利申请(10)申请公布号(10)申请公布号CNCN103288426103288426A(43)申请公布日2013.09.11(21)申请号201310204233.9(22)申请日2013.05.28(71)申请人陕西科技大学地址710021陕西省西安市未央区大学园1号(72)发明人陈平殷海荣(74)专利代理机构西安通大专利代理有限责任公司61200代理人蔡和平(51)Int.Cl.C04B35/00(2006.01)C04B35/622(2006.01)C09K8/80(2006.01)权利要求书1页权利要求书1页说明书5页说明书5页(54)发明名称一种利用工业废料制备页岩气专用压裂支撑剂的方法(57)摘要一种利用工业废料制备页岩气专用压裂支撑剂的方法，将粉煤灰和/或煤矸石煅烧后用气流磨破碎过筛形成废渣粉料，以废渣粉料及高岭土、多晶硅粉按比例称重并放入混料机中混合均匀，经造粒成球，把成球后的颗粒放入坩锅中，并在电炉中烧结并自然冷却后取出，即得页岩气专用压裂支撑剂。该方法不仅原料来源广泛，而且改善了瓷体的微结构，烧成温度低，烧成周期短，节约能源，低碳环保，提高了产品的综合性能；制备的支撑剂密度低，强度高，具有耐高温、耐腐蚀等优良特性，可为中、深层页岩气田提供性能较好的压裂材料。CN103288426ACN1032846ACN103288426A权利要求书1/1页1.一种利用工业废料制备页岩气专用压裂支撑剂的方法，其特征在于，包括以下步骤：1）将粉煤灰和/或煤矸石煅烧，得煅烧料；2）将煅烧料进行破碎，得到废渣粉料；将高岭土进行破碎，得到高岭土粉料；3）按质量百分比，将93%～96.5%的废渣粉料、3%～6%的高岭土粉料、0.5%～1%的多晶硅粉混合均匀，得混合料；4）将混合料在成球机中造粒成球，造粒成球形成的颗粒过18目～30目筛，将两筛之间的筛余物颗粒收集成为待烧颗粒；5）将待烧颗粒放入坩埚中，并置于电炉内，在1330℃～1380℃下保温1h～1.5h，随炉自然冷却至室温后取出，过20目～40目筛，即得页岩气专用压裂支撑剂。2.根据权利要求1所述的利用工业废料制备页岩气专用压裂支撑剂的方法，其特征在于：所述的步骤1）在煅烧粉煤灰和/或煤矸石时，控制煅烧温度为830～860℃，保温30～40min。3.根据权利要求1所述的利用工业废料制备页岩气专用压裂支撑剂的方法，其特征在于：所述的步骤2）中煅烧料和高岭土采用气旋式气流粉碎机进行破碎，分别控制气旋式气流粉碎机的入料粒度≤3mm，成品粒度＜5μm，空气压力≥0.8Mpa。4.根据权利要求1所述的利用工业废料制备页岩气专用压裂支撑剂的方法，其特征在于：所述的步骤3）中的多晶硅粉为活性硅粉，其中，活性硅粉中Si的质量分数95%以上，且能够通过325目筛。5.根据权利要求1所述的利用工业废料制备页岩气专用压裂支撑剂的方法，其特征在于：所述的步骤5）中的坩埚采用氧化铝坩埚，电炉为硅碳棒电阻炉。6.根据权利要求1或5所述的利用工业废料制备页岩气专用压裂支撑剂的方法，其特征在于：所述的步骤5）在电炉内的待烧颗粒是以3℃/min～5℃/min的加热速度自室温升至150℃，保温5～10min，然后以5℃/min～10℃/min的加热速度升温至1330℃～1380℃。2CN103288426A说明书1/5页一种利用工业废料制备页岩气专用压裂支撑剂的方法技术领域[0001]本发明涉及一种制备压裂支撑剂的方法，特别涉及一种利用工业废料制备页岩气专用压裂支撑剂的方法。背景技术[0002]压裂支撑剂作为一个新兴行业，在我国发展时间不长，其产品结构和品种还很不完善，行业的加工规模与水平都处在初期的发展阶段。大部分油气田属于中等深度，要求压裂支撑剂具有高强度、低破碎率，以承受岩层巨大的压力及地层环境中的各种腐蚀。国际上多采用烧结刚玉制品作为中、深层油气田压裂支撑剂，这种制品虽然在理化性能上可以满足要求，但原料来源困难，加工工艺复杂，且能耗大、成本高，使其应用受到限制。用陶瓷烧成法烧结而成的新型石油深井闭合压裂材料，是天然石英砂、包覆复合颗粒、玻璃球、金属球等中、低强度支撑剂的替代品，具有强度高、密度低的特点，因而成为石油化工材料的研究热点之一。当前，压裂支撑剂陶粒面临的主要问题是如何在高温条件下通过控制化学成分及显微结构来提高其综合力学性能，有效减小材料的脆性，以提高该材料的实际应用效果。[0003]现有的支撑剂陶粒制备方法有熔融喷吹法、有机物包覆固化法、烧结法等。[0004]中国专利89102544.8公开了“一种固体支撑剂及其制造方法”，用铝矾土为主要原料，经电弧炉熔融喷吹成球，具有抗压强度高，破碎率低，密度适中和成本低等特点