一种利用鹅卵石为主要添加剂的超低密度陶粒支撑剂及其制备方法

摘要

本发明属于油、气井压裂工艺用固体支撑剂技术领域，公开了一种利用鹅卵石为主要添加剂的超低密度陶粒支撑剂及其制备方法。所述超低密度陶粒支撑剂由下述质量百分含量的各原料制成：铝土矿75~85%、鹅卵石5~20%、钾长石1~5%、方解石1~4%、镁砂1~3%。将各原料分别粉碎后按配比混合、喷雾造粒，最后在1300~1350℃烧结0.5~2h而成。本发明通过选用来源广泛的鹅卵石为主要添加剂，解决了目前大多数厂家研发出的超低密度陶粒支撑剂视密度太高的问题；同时，选用钾长石、方解石和镁砂为助烧剂，比目前常用的锰矿粉的成本要低。更重要的是本发明生产出的超低密度陶粒支撑剂在石油压裂工艺中施工方便甚至可以实现清水压裂，大大降低了采油成本。

权利要求

1.一种利用鹅卵石为主要添加剂的超低密度陶粒支撑剂，其特征在于由下述质量百分含量的各原料制成：铝土矿 75~85%、鹅卵石 5~20%、钾长石 1~5%、方解石 1~4%、镁砂 1~3%；制备方法：将各原料分别破碎后按配比混合、喷雾造粒，最后在1300~1350℃烧结

0.5~2h而成。

2.如权利要求1所述的超低密度陶粒支撑剂，其特征在于：以质量百分含量计，所述的铝土矿中Al2O3为60~68%，Fe2O3＜2%；所述的鹅卵石中SiO2＞90%，Fe2O3＜2.5%；所述的钾长石中K2O+Na2O＞13%；所述的方解石中CaCO3≥95%；所述的镁砂中MgO＞85%。

3.一种制备如权利要求1或2所述的超低密度陶粒支撑剂的方法，其特征在于：将各原料分别破碎后按配比混合、喷雾造粒，最后在1300~1350℃烧结0.5~2h而成。

4.如权利要求3所述的制备方法，其特征在于：将各原料分别破碎成小于10mm的颗粒，然后按配比混合研磨至325目筛通过率大于98%的混合粉。

5.如权利要求3所述的制备方法，其特征在于：造粒后，经筛选，将得到的颗粒干燥至水分质量含量不高于5%。

说明书

一种利用鹅卵石为主要添加剂的超低密度陶粒支撑剂及其

制备方法

技术领域

[0001] 本发明属于油、气井压裂工艺用固体支撑剂技术领域，特别涉及一种利用鹅卵石为主要添加剂的超低密度陶粒支撑剂及其制备方法。

背景技术

[0002] 在石油、天然气深井开采的压裂工艺中，都会用到压裂支撑剂，为油气流的流通提供高渗透性的通道，保持高导流能力，以提高油、气的产量。我国石油行业目前一般把体积3 3
密度不大于1.40g/cm，视密度不大于2.60g/cm，闭合压力40Mpa下破碎率不大于10%的陶粒支撑剂称为超低密度陶粒支撑剂。用超低密度陶粒支撑剂做油井压裂支撑剂开采原油时，支撑剂用量减少，且施工方便甚至可以实现清水压裂，采油成本较原来降低了许多。目前，我国超低密度陶粒支撑剂都在处于实验阶段，大多以铝土矿为主要原料，加入钾长石、白云石、锰粉等少量矿化剂，通过回转窑高温烧制而成，但是制备的陶粒支撑剂其视密度指
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标较高，很难达到小于2.60g/cm 的要求，并且选用锰矿粉，其原料紧张，成本也很高。

发明内容

[0003] 为克服现有技术中存在的原料紧张、生产成本高、视密度太高的缺陷，本发明的目的在于提供一种利用鹅卵石为主要添加剂的超低密度陶粒支撑剂及其制备方法。

[0004] 为实现上述目的，本发明采取的技术方案如下：

[0005] 一种利用鹅卵石为主要添加剂的超低密度陶粒支撑剂，由下述质量百分含量的各原料制成：铝土矿 75~85%、鹅卵石 5~20%、钾长石 1~5%、方解石 1~4%、镁砂 1~3%。

[0006] 较好地，以质量百分含量计，所述的铝土矿中Al2O3为60~68%，Fe2O3＜2%；所述的鹅卵石中SiO2＞90%，Fe2O3＜2.5%；所述的钾长石中K2O+Na2O＞13%；所述的方解石中CaCO3≥95%；所述的镁砂中MgO＞85%。

[0007] 制备方法：将各原料分别粉碎后按配比混合、喷雾造粒，最后在1300~1350℃烧结0.5~2h而成。

[0008] 较好地，将各原料分别破碎成小于10mm的颗粒，然后按配比混合研磨至325目筛通过率大于98%的混合粉。

[0009] 较好地，造粒后，经筛选，将得到的颗粒干燥至水分质量含量不高于5%。

[0010] 经检测，本发明超低密度陶粒支撑剂成品的体积密度为1.35~1.39g/cm3，视密度3
为2.55~2.60g/cm，闭合压力为40MPa时破碎率为6.50~8.52%，其它指标也均符合国家石油天然气SY/T 5108-2006的行业标准。

[0011] 本发明相对于现有技术，有以下优点：

[0012] 1、本发明通过选用来源广泛的鹅卵石为主要添加剂，解决了目前大多数厂家研发出的超低密度陶粒支撑剂视密度太高的问题；同时，选用钾长石、方解石和镁砂为助烧剂，比目前常用的锰矿粉的成本要低。更重要的是本发明生产出的超低密度陶粒支撑剂在石油压裂工艺中施工方便甚至可以实现清水压裂，大大降低了采油成本。

[0013] 2、本发明所用原料来源广、便于采购，价格低；生产工艺简单便捷；从总体上降低了产品的成本。

具体实施方式

[0014] 以下结合具体实施例对本发明的技术方案做进一地详细介绍，但本发明的保护范围并不局限于此：

[0015] 本发明各原料均可按照下述技术指标通过市购得到：以质量百分含量计，铝土矿中Al2O3为60~68%，Fe2O3＜2%；鹅卵石中SiO2＞90%，Fe2O3＜2.5%；钾长石中K2O+Na2O＞13%；方解石中CaCO3≥95%；镁砂中MgO＞85%。

[0016] 实施例1

[0017] 首先将铝土矿、鹅卵石、钾长石、方解石、镁砂各原料分别破碎成小于10mm的颗粒，然后按质量百分比配料：铝土矿85%、鹅卵石5%、钾长石5%、方解石4%、镁砂1%。配料后一起加入（连续配料连续加入）球磨机研磨成325目通筛率大于98%的混合粉，再放入制粒锅内，喷雾（水雾，下同）造粒，颗粒根据生产需求进行筛选后，干燥至水分质量含量不高于5%，然后进入回转窑中，在1300℃下，经2h烧制为成品。经检测，成品的体积密度为1.39g/
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cm，视密度为2.60g/cm，闭合压力为40MPa时破碎率为6.50%。其它指标也均符合国家石油天然气SY/T 5108-2006的行业标准。

[0018] 实施例2

[0019] 首先将铝土矿、鹅卵石、钾长石、方解石、镁砂各原料分别破碎成小于10mm的颗粒，然后按质量百分比配料：铝土矿85%、鹅卵石10%、钾长石3%、方解石1%、镁砂1%。配料后一起加入（连续配料连续加入）球磨机研磨成325目通筛率大于98%的混合粉，再放入制粒锅内，喷雾造粒，颗粒根据生产需求进行筛选后，干燥至水分质量含量不高于5%，然后进3
入回转窑中，在1320℃温度下，经0.5h烧制为成品。经检测，成品的体积密度为1.36g/cm，
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视密度为2.56g/cm，闭合压力为40MPa时破碎率为7.25%。其它指标也均符合国家石油天然气SY/T 5108-2006的行业标准。

[0020] 实施例3

[0021] 首先将铝土矿、鹅卵石、钾长石、方解石、镁砂各原料分别破碎成小于10mm的颗粒，然后按质量百分比配料：铝土矿80%、鹅卵石15%、钾长石2%、方解石1%、镁砂2%。配料后一起加入（连续配料连续加入）球磨机研磨成325目通筛率大于98%的混合粉，再放入制粒锅内，喷雾造粒，颗粒根据生产需求进行筛选后，干燥至水分质量含量不高于5%，然后进3
入回转窑中，在1340℃温度下，经1.5h烧制为成品。经检测，成品的体积密度为1.37g/cm，
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视密度为2.57g/cm，闭合压力为40MPa时破碎率为7.01%。其它指标也均符合国家石油天然气SY/T 5108-2006的行业标准。

[0022] 实施例4

[0023] 首先将铝土矿、鹅卵石、钾长石、方解石、镁砂各原料分别破碎成小于10mm的颗粒，然后按质量百分比配料：铝土矿75%、鹅卵石20%、钾长石1%、方解石1%、镁砂3%。配料后一起加入（连续配料连续加入）球磨机研磨成325目通筛率大于98%的混合粉，再放入制粒锅内，喷雾造粒，颗粒根据生产需求进行筛选后，干燥至水分质量含量不高于5%，然后进入