[发明专利]超低密度复合支撑剂及其制备方法

说明书

一种超低密度复合支撑剂及其制备方法。本发明的超低密度复合支撑剂，包括骨料及骨料外层的树脂膜，所述树脂膜包括热固性树脂和热塑性树脂。这种支撑剂以粉煤灰、粘土、粉煤和铝钒土为骨料烧结成球，即得超低密度多孔陶粒，然后再利用树脂进行覆膜制备而成。本发明为油气井压裂工艺提供一种低密度、高强度支撑剂，在适应中高闭合压力地层的同时，有力的减少了油田辅助设备的运行成本，减少了压裂液的使用，减轻了压裂液对地层渗透率的伤害，降低了支撑剂的成本费用，减少了不必要的浪费，提高了支撑剂的利用价值，为油田产生巨大的经济效益。

技术领域

本发明涉及油气田压裂开采领域，特别地涉及一种超低密度复合支撑剂及其制备方法。

背景技术

随着我国及世界油气资源日渐枯竭，人们不得不开发难于采收的低渗透油气藏。由于油气藏的地层渗透率低，必须采取压裂手段才能获得经济油(气)流，还必须用压裂液把支撑剂携入地层以防止地层重新闭合。

目前常用的压裂支撑剂有石英砂、陶粒及树脂覆膜颗粒等。其中石英砂的价格最便宜，相对密度低，便于施工泵送，但是石英砂的强度低、圆球度差、破碎率高，从而降低了裂缝的导流能力。石英砂用树脂覆膜后圆球度有所改善，抗破碎率能力大幅度提高，导流能力比石英砂好。以铝钒土为主料制造的陶粒支撑剂，圆球度、抗破碎能力和导流能力都比石英砂好，广泛的被深油气井所采用。但是陶粒的密度比石英砂大，对泵送条件及压裂液的性能都提出了更高的要求，加大了施工难度。相比之下，低密度支撑剂具有携带容易，能大大降低压裂液的粘度，减少对压裂设备的伤害，有效降低施工难度和采油成本。因此低密度支撑剂的开发成为支撑剂研究的方向。

发明内容

本发明的目的在于针对现有支撑剂密度大、悬浮性差对压裂液需求苛刻等不足，提供一种悬浮性好、低密高强的支撑剂及其制备方法。

本发明所采用的技术方案是：提供一种超低密度复合支撑剂，其特征在于，所述支撑剂的原料为粉煤灰、粘土、铝钒土和成孔剂，所述粉煤灰、粘土、成孔剂和铝钒土的质量比为1～40∶5～20∶1～20∶10～40，且所述支撑剂通过将四种原料烧结成球，得到多孔的超低密度陶粒之后覆膜形成。

所述成孔剂为煤粉。

所述树脂膜与多孔的超低密度陶粒的重量之比为1～15∶100。

所述树脂膜选自酚醛树脂、环氧树脂、呋喃树脂。所述树脂膜为两层或更多层。

另外本发明还提供了一种制备超低密度复合支撑剂的方法，包括如下步骤：

1)粉料制作，其中以粉煤灰、粘土、铝钒土为原料，煤粉为成孔剂，按比例将四种成分经研磨为粒径不大于325目后，混合，得到粉料；

2)造粒，将粉料加入盘式造粒机中，经喷雾法加水造粒，待达到一定粒径后，停止造粒；

3)烘干、筛选，颗粒在干燥设备中经100-200℃加热到含水率位于0.1％-8％时，取出，筛选出一定粒径的颗粒；

4)烧结，干燥后的颗粒放入马弗炉中进行烧结，控制烧结温度为1050-1300℃；

5)冷却，将烧结后的颗粒取出，置于降温室内自然冷却到室温；

6)按粒径筛选，获得超低密度陶粒骨料；

7)覆膜，在超低密度陶粒外覆树脂膜；

8)冷却，破碎、筛分，得到支撑剂。