[发明专利]一种页岩气开采压裂支撑剂及其制备方法

权利要求书

1.一种页岩气开采压裂支撑剂，其特征是以微膨胀材料为内核，以塑性无机材料为外壳的压裂支撑剂，主要由下列重量份原料制备而成：

微膨胀材料40-50份，

塑性无机材料50-60份，

其中所述的微膨胀材料选用明矾石膨胀剂、CSA膨胀剂、U型膨胀剂、氧化钙膨胀剂中的至少一种，微膨胀材料遇水后产生微膨胀应力，具有自修复应力补偿功能，向外微膨胀产生的应力补偿压裂支撑剂体外壳的抗压性，而且所述的微膨胀应力是持久的，不损失的；

所述的塑性无机材料组成重量份为：

高岭土 70-85份，

膨润土 10-15份，

石英 5-10份，

长石 3-5份，

碳酸盐矿物 2-3份，

氧化锌晶须 0.5-2份，

磷酸三钙 0.5-1份；

其中所述的石英选用以脉石英、石英岩、石英砂、燧石、硅藻土、粉石英形式存在的二氧化硅，其优点在于能够提高硬度、耐磨性与耐化学腐蚀性；所述的长石选用钾长石、钠长石中的至少一种，其优点在于能够提高耐磨性；碳酸盐矿物选用方解石、大理石、白云石中至少一种，其优点在于能够提高硬度、耐磨性和光泽度；所述的氧化锌晶须为四针状氧化锌晶须，具有立体四针状三维结构，在1500℃以上的高温时保持良好的晶须状，存留在支撑剂外壳中保证支撑剂的塑性和韧性；

所述页岩气开采压裂支撑剂是由如下方法制备而得：

1）将微膨胀材料与无机粘胶剂按质量比微膨胀材料：无机粘胶剂=50:1-2混合均匀，在流化床中通过研磨、团粒、烘干、筛分得到50-100目的微膨胀材料微球备用；

2）将70-85重量份的高岭土、10-15重量份的膨润土、5-10重量份的石英、3-5重量份的长石、2-3重量份的碳酸盐矿物、0.5-2重量份的氧化锌晶须、0.5-1重量份的磷酸三钙混均后在气流涡旋微细机中细化至600目完全过筛得到微细塑性无机材料备用；

3）将50-60重量份步骤2）得到的塑性无机材料与无机粘胶剂按质量比塑性无机材料：无机粘胶剂=50:1-2混合均匀，与40-50重量份步骤1）得到微膨胀材料微球在流化床中通过包覆、团粒、烘干、筛分得到20-40目圆形微球，该微球以微膨胀材料为内核，以塑性无机材料为外壳包覆层；

4）将步骤3）得到的圆形微球送入旋转高温隧道窑，在800-1200℃温度下烧制25-45min,得到一种页岩气开采压裂支撑剂；

其中步骤1）、2）所述的无机粘胶剂是磷酸二氢铝胶体、三聚磷酸钠胶体、氢氧化铝胶体、氢氧化铁胶体中的一种。

2.根据权利要求1所述的一种页岩气开采压裂支撑剂，其特征是：其中步骤1）、3）所述的流化床是水平振动流化床，由团粒、烘干、筛分三部分组成，其中团粒部分由相对水平运动的两块夹板构成，具有研磨、滚球功能，夹板间距可以调节以控制微球大小；烘干部分设置温度200-300℃，通过水振动使物料沿水平方向向前连续运动，防止微球粘结，对微球表面损伤小，可获得表面光滑的微球；筛分层采用在双层循环回转筛，确保微球粒径分布均匀。