[发明专利]低密高强石油压裂支撑剂陶粒及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种低密高强石油压裂支撑剂陶粒及其制备方法，属于油气开采领域。

背景技术

石油压裂支撑剂被广泛使用于深层油、气的开采工艺之中，能提高油气的可采率及产量。合适的石油压裂支撑是提升压裂施工效率的重要因素，深层油气井的有效支撑增加地层的导流性，提高油或气的产量。目前，国内常用的压裂支撑剂石英砂价格便宜，相对密度较低，便于泵送施工。但是，石英砂强度低，圆度与球度差，破碎率高，从而降低了裂缝的导流能力，不适用于闭合压力高的深井。烧结陶粒强度高，圆球度好，是压裂支撑剂优选的品种，在逐渐地推广运用。但是，陶粒相对密度较高，对泵送条件和压裂工艺提出了更高的要求，加大了施工难度，在施工中容易造成在端口处的堆积，对导流不利，对后期出油效果影响较大。相比较而言，低密度支撑剂由于密度适中，悬浮性好，不易沉淀，便于泵送携带，能较大地降低压裂液的粘度，减小对泵的伤害，可以实现清洁压裂，有效地降低施工难度和成本。由于低密度支撑剂导流递减率较低，能提升采油效果，因此，低密高强度石油压裂支撑剂已成为研发方向。

中国铝矾土的现状是：中国铝土矿的质量比较差，在保有储量中，各级别的矿石所占比例如下：

一级矿石 （Al₂0₃60%～70%，Al /si≥12）只占1.5%

二级矿石 （Al ₂0₃51%～71%，Al /si≥9）只占17%

三级矿石 （Al ₂0₃62%～69%，Al /si≥7）只占11.3%

四级矿石 （Al ₂0₃＞62%，Al /si≥5）只占27.9%

五级矿石 （Al ₂0₃＞58%，Al /si≥4）只占18%

六级矿石 （Al ₂0₃＞54%，Al /si≥3）只占8.3%

七级矿石 （Al ₂0₃＞48%，Al /si≥6）只占1.5%

伴随着国内氧化铝产能的大规模释放，加之我国铝矾土资源相对稀缺，截止2008年，我国铝钒土储量为8.7亿吨，仅占全球基础储量的2.3%，产品占全世界的10%，按照现有储量及开采水平，国内铝土矿仅能唯持10年，铝土矿资源面临危机。

中国现有使用铝矾土原材料生产石油压裂支撑剂的情况如下：

中国专利CN108124315A支撑剂的制备所用铝矾土熟矿Al₂O₃≥94 %，生矾土Al₂O₃＞75%；

中国专利891025448所使用铝矾土生矿Al₂O₃   65～75 %；

中国专利CN101168660A所使用的原材料为废氧化铝吸附剂Al₂O₃ ≥75 %；

中国专利CN01108604.1未烧铝矾土Al₂O₃ ≥75 %；

中国专利CN101560381A所用铝矾土生矿Al₂O₃ ≥70 %；

中国专利CN108124315A所使用铝矾土熟矿Al₂O₃  90～98 %，生矾土70～78%；

以上技术中对三氧化二铝的要求较高。目前，国内外生产高强度石油压裂用陶粒Al₂O₃ ≥70 %；大多使用高品位铝矾土。如何使用低品位铝矾土生产高强度石油压裂用陶粒，充分而合理利用本国资源，已成为本领域急待解决的技术难题。

发明内容

本发明要解决的技术问题是，提供一种低密高强石油压裂支撑剂陶粒及其制备方法，能够制造具有低密高强特点的陶粒，适应闭合压力高、渗透能力低的深层油气井压裂之用途，以克服现有技术存在的所使用的高品位铝矾土原料匮乏等不足。