[发明专利]低密度高强度的陶粒支撑剂及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种支撑剂，具体涉及一种低密度高强度的陶粒支撑剂及其制备方法。

背景技术

低密高强陶粒支撑剂具有以下优点：

1、体积密度低，同等体积注入的质量少，属于节能材料。2、视密度低，能在浓度较低的混砂液中悬浮，有利于混砂液的配制，压裂时利于泵送，能形成更加有效的导流通道。3、提高油井的产量和使用年限，对于提高油井的经济效益有重要作用。4、强度较高，可适应国内外大部分油井。总之，低密高强陶粒支撑剂有很好的应用前景，也是陶粒砂发展的一个方向。

然而目前，陶粒支撑剂厂家大多采用铝硅比大的高铝矾土为主要原材料生产中密度陶粒支撑剂产品；现阶段行业竞争加剧，可开采利用的规模化批量化的高铝矾土矿等类不可再生能源也在大幅减少，品味上也在迅速从高品位批量化向中低品位分散化发展，且同时价格也在不断地升高，不仅占用了大批的土地，也污染了环境，迫切需要对伴生的大批量低品位矿或杂志含量较高的尾矿进行处理和综合利用，生产出附加值较高的产品。

发明内容

本发明的目的是提供一种低密度高强度的陶粒支撑剂及其制备方法，具体低密度，高强度，浊度低，酸溶解度较低，拥有优良的圆度和球度；提高单位时间内的油气产量，提高油气井的服务年限；充分利用国内铝矾土尾矿资源，改变了国内外压裂支撑剂的市场格局和现状，减轻高铝矾土需求量过大而供给量过低的压力。

本发明所述的低密度高强度的陶粒支撑剂，原材料及其组成质量份数为：铝矾土尾矿33-55份，焦宝石27-43份，石英砂7-18份，铁红粉1-7份和氧化铝粉1-12份。

低密度高强度的陶粒支撑剂的制备方法，制备步骤为：

（1）将原料破碎后按比例配料、粉碎、研磨后经过喷雾干燥得到粉粒物料；

（2）粉粒物料强制成球后、烘干并筛分、烧结，再经过筛分后成即得成品。

粉碎分别经过颚式破碎机破碎和球磨机中碎。

研磨时间为1.5-2小时。

本发明采用的研磨可以提高矾土尾矿中杂质的分散性，减少烧结过程中杂质对产品性能的影响，提高多种原料混合过程中的均匀性，尤其在主料和辅料的比例相差很大时其均匀性表现得更佳，研磨可以大大提高粉体的细度，能够使用同样尾矿的情况下，降低其烧结温度，提高其产品性能。

步骤（1）中，所有原料破碎至颗粒直径为0.056mm以下，原料粉碎至100-200目，研磨至600-1000目。

步骤（2）中，烘干的温度为150-200℃。

步骤（2）中，第一次筛分取18-30目之间的产品。

步骤（2）再次筛分取20-40目之间的产品。

煅烧温度为1100-1500℃。

煅烧时间为3-5小时。

本发明产品体积密度达到1.56g/cm³以下，符合目前水力压裂作业要求的支撑剂首要条件；视密度达到2.75g/cm³以下，能够很好地满足压裂液的轻质化，降低压裂液配制成本和压裂作业对硬件设备的要求；52MPa压力下破碎率能达到3.5%以下，69MPa压力下破碎率也能达到6.5%以下；浊度达到60FTU以下，远远低于国标要求；酸溶解度较不超过5%；在满足其他性能的前提下，也不高于国家标准要求：而且拥有优良的圆度和球度，达到0.85/0.85以上的圆球度。

与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

本发明具有低体积密度，低视密度，高强度，浊度低，酸溶解度较低，拥有优良的圆度和球度，适用于浅层低渗透油井、天然气和页岩气开采的中裂缝支撑和通道提供的整个过程；提高了单位时间内的油气产量，提高了油气井的服务年限；充分利用国内普遍的铝矾土尾矿资源，改变了国内外压裂支撑剂的市场格局和现状，减轻高铝矾土需求量过大而供给量过低的压力。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明做进一步的说明。

实施例1