[发明专利]一种超低密度陶粒支撑剂及其制备方法

说明书

一种超低密度陶粒支撑剂按重量百分含量计，该支撑剂包含以下原料组分：煅烧煤矸石45‑65%、未煅烧煤矸石25‑30%、氧化铝粉5‑20%、氟化铝1‑3%,五氧化二钒3‑5%。本发明具有低成本，体积密度低的利用高岭石质煤矸石制备，且适用于低渗透非常规油气藏水力压裂的优点。

技术领域

本发明涉及石油、气井压裂工艺用支撑剂技术领域，特别涉及一种高岭石质煤矸石制备超低密度陶粒支撑剂及其制备方法。

背景技术

近年来，页岩气等非常规油气藏被勘探开发利用，在能源结构中起到了重要作用。非常规油气储层致密、渗透率低、孔隙度小于10%，孔喉以纳米级为主（多小于1μm），因此，非常规油气藏的开发对压裂设备和材料提出了更高的要求。

国内外在低渗透油气藏的开采中成功运用了低成本的清水压裂，为油气井的增产提供了非常有效的技术支持。清水压裂要求支撑剂具有低成本、低密度、高强度等新的性能特点，以满足低粘度压裂液的配伍性需求。

现有技术制备的低密度陶粒支撑剂情况如下：

中国专利CN 102516977制备的陶粒支撑剂的体积密度≥1.56g/cm³；

中国专利CN 103484098A制备的陶粒支撑剂的体积密度≥1.56g/cm³；

中国专利CN 10366442A制备的陶粒支撑剂的体积密度≥1.49g/cm³；

中国专利CN 102942916A制备的陶粒支撑剂的体积密度≥1.43g/cm³

煤矸石是采煤和洗煤过程中排出的固体废弃物。大量煤矸石长期堆放既占用土地，浪费资源，又会对环境造成污染。为了落实可持续发展的战略，有必要对煤矸石进行综合开发应用，提高资源的利用率，降低资源的浪费。

煤矸石的主要含量为二氧化硅和三氧化二铝，因此可用于油气开采行业来制备压裂支撑剂。以铝含量较低的高岭石质煤矸石研制密度低的陶粒支撑剂不仅使资源得到合理利用，促进我国支撑剂行业的发展，而且对提高我国油气产业的资源采收率具有重大意义。

发明内容

本发明的目的在于提供一种低成本，体积密度低的利用高岭石质煤矸石制备，且适用于低渗透非常规油气藏水力压裂的超低密陶粒支撑剂及其制备方法。

本发明所述的超低密度陶粒支撑剂，按重量百分含量计，该支撑剂包含以下原料组分：

煅烧煤矸石45-65%、未煅烧煤矸石25-30%、氧化铝粉5-20%、氟化铝1-3%,五氧化二钒3-5%。

所述煤矸石原料来源于山西浑源,。

所述煤矸石Al₂O₃含量为34-39wt%，SiO₂含量为42-46wt%。

所述氧化铝粉Al₂O₃含量≥80wt%；氟化铝、五氧化二钒其含量均≥99wt%。

本发明超低密度支撑剂的体积密度为1.25-1.27g/cm³，视密度为2.65-2.69g/cm³，52MPa破碎率小于5.18-8.34%。

本发明一种超低密度陶粒支撑剂的制备方法包括如下步骤：