[发明专利]一种粉煤灰及废陶瓷制石油压裂支撑剂及其制备方法

说明书

技术领域

本发明属于石油压裂支撑剂技术领域，具体涉及一种粉煤灰及废陶瓷制石油压裂支撑剂及其制备方法。

背景技术

在油田油气开采中，为提高油井产量，延长油井高产寿命，开采难动用资源而广泛采用压裂工艺。为防止地下压裂缝的闭合，保留油气通道，保持导流能力，必须使用支撑剂填充裂缝。由于油层深度不同，油质黏度不同，对支撑剂的性能如强度，视密度，粒度大小要求也不相同。压裂支撑剂按照体积密度分为高密高强，中密高强和低密高强三大类，近年来又出现了对支撑剂超低密度的需求。目前市场上压裂支撑剂的常用粒度有16～30目（1180～600μm）、20～40目(850～425μm)、30～50目（600～300μm）、40～60目（425～250μm）目和40～70目（425～212μm）目等多种规格，但是，无论何种品种和规格，石油压裂支撑剂要在具有足够的抗破碎能力前提下，具有较低的视密度，以利于降低压裂成本，保证对压裂缝填充的饱和度，提高油井产量。

目前石油压裂支撑剂生产普遍以高铝矾土为主要原料，辅以一种或几种金属氧化物做矿化剂，如氧化锰、氧化钙、氧化铁、氧化镁、锆英石等。申请号为02112746.8的中国专利公开的压裂支撑剂，主要原料为45wt%～55wt%的熟铝矾土、10wt%～30wt%的高岭土和20wt%～35wt%的宜兴产红泥。将上述原料粉碎、混料、成球、烧结，得到压裂支撑剂。申请号为93111983.9的中国专利公开的压裂支撑剂，主料为70%～90%的熟铝矾土经焙烧和粉碎后，再加入多组分氧化物与软质粘土组成的辅料共磨和加水或有机溶剂混碾，然后经松解、成球、筛分、烧结、抛光和再次筛分，得到压裂支撑剂。申请号为02157202.X的中国专利公开的压裂支撑剂，其制备方法为：90%～94%的高品位生铝矾土，外加6%～10%的氧化锰矿石粉，经1330℃～1350℃高温烧成。申请号为02157202.X的中国专利是目前支撑剂生产创业普遍采用的配方，但是该专利提供的压裂支撑剂依靠特级铝矾土或一级铝矾土和MnO₂，含量在50%以上的锰矿石等优质资源在较高的温度下制备而成，因此，制备过程中高能耗，高资源消耗限制了压裂支撑剂的进一步的发展。

发明内容

有鉴于此，本发明要解决的技术问题在于提供一种粉煤灰及废陶瓷制石油压裂支撑剂及其制备方法，本发明采用低成本的粉煤灰和废陶瓷为原料，在较低的温度下制备得到的石油压裂支撑剂视密度小、抗破碎能力强，并且成本低，减少了能源消耗。

本发明提供了一种粉煤灰及废陶瓷制石油压裂支撑剂，由以下组分制备而成：

40wt%～90wt%的主料，所述主料为粉煤灰和废陶瓷；

1wt%～40wt%的辅料，所述辅料为钾长石粉和锰矿粉；

主料和辅料之和为100%。

优选的，所述废陶瓷为低铝废陶瓷。

优选的，所述粉煤灰与废陶瓷的质量比为（4～6）：（2～3）。

优选的，所述钾长石粉与锰矿粉的质量比为（2～5）：1。

优选的，所述锰矿粉中MnO₂占所述粉煤灰及废陶瓷制石油压裂支撑剂的0wt%～5wt%。

本发明还提供了一种粉煤灰及废陶瓷制石油压裂支撑剂的制备方法，包括以下步骤：

A）将粉煤灰、废陶瓷、钾长石粉和锰矿粉混合，进行均化细化处理，经过制粒后筛分，得到混合物；

B）将所述混合物烧制，得到粉煤灰及废陶瓷制石油压裂支撑剂。

优选的，所述废陶瓷为低铝废陶瓷。

优选的，所述混合物的粒径为3350～106μm。

优选的，所述步骤A）具体为：

将粉煤灰、废陶瓷，钾长石粉和锰矿粉混合，置于强制混合机中进行均化细化处理后，经过制粒后筛分，得到混合物。

优选的，所述烧制的时间为4～8h。