一種空心陶粒支撐劑及制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于材料領(lǐng)域，特別涉及一種空心陶粒支撐劑及制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002]在石油、天然氣的深井開采過程中，壓裂處理閉合壓力高滲透性低的礦床后，含油氣巖會裂開，油氣就能夠從裂縫形成的通道中匯聚而出。為形成一個穩(wěn)定的能夠使油氣順暢流出的高層流能力的通道，需要向巖石基層中注入流體，使之超過底層破裂強度的壓力，在井筒周圍的巖層中產(chǎn)生裂縫，保持壓裂后形成的裂縫開啟。將石油支撐劑和高壓溶液一起進入地層填充在巖層裂隙中。在很大程度上，支撐劑在裂縫中的分布決定著裂縫的導流能力，壓裂完成以后，裂縫會閉合在填充的支撐劑上，因此支撐劑扮演著支撐裂縫和防止裂縫閉合的雙重角色，能夠使裂縫保持高導流能力，使油氣暢通，增加產(chǎn)量。
[0003]目前國內(nèi)外應用較廣的支撐劑是石英砂和陶粒支撐劑。目前的深井開采中多采用鋁礬土為主要原料的石油壓裂支撐劑。研究既具有較小的密度，又有較高的強度的陶粒支撐劑，解決陶粒支撐劑密度和強度之間的矛盾勢在必行。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的在于提供一種空心陶粒支撐劑及制備方法，解決了陶粒支撐劑密度和強度之間的矛盾，在陶粒支撐劑密度較低的同時具有較高的強度。
[0005]為實現(xiàn)上述發(fā)明目的，本發(fā)明采用了以下技術(shù)方案:一種空心陶粒支撐劑，所述空心陶粒支撐劑中心為中空結(jié)構(gòu)。所述中空結(jié)構(gòu)大小為70目。所述空心陶粒支撐劑為30~35目的顆粒。
[0006]一種空心陶粒支撐劑制備方法，由以下步驟組成:將無煙煤粉破碎研磨，做成球形種子；將除無煙煤粉外的各種原料分別破碎研磨后按比例混合，以無煙煤粉球形種子為種子，在滾球機中成球；后經(jīng)篩選、烘干、煅燒后制得。所用各原料及其質(zhì)量比為:無煙煤粉15%~17% ;招礬土 70%~75% ;方解石3%~5% ;鉀長石3%~5% ;鎂砂石2%~3%。所述無煙煤粉中含碳量大于85% ;所述鋁礬土中氧化鋁的質(zhì)量分數(shù)為68%~70% ;所述方解石中碳酸鈣的質(zhì)量百分比大于92% ;所述鉀長石中氧化鉀和氧化鈉總的質(zhì)量百分比大于10% ;所述鎂砂石中氧化鎂的質(zhì)量百分比大于80%。所述各原料均破碎研磨至300目篩通過率大于99%。所述球形種子為70目，成球后篩選30~35目的顆粒。篩選后得到的顆粒烘干至含水量低于3%。烘干后的球體在1400°C ~1450°C煅燒2h~3h。
[0007]本發(fā)明的有益效果在于:提供了一種空心陶粒支撐劑及制備方法，以無煙煤粉為原料制得陶粒支撐劑的球形種子，以球形種子為核，以鋁礬土、方解石、鉀長石、鎂砂石為原料制球，經(jīng)篩選、烘干、煅燒，其中在煅燒時，無煙煤粉制得的球形種子在高溫下燃燒，形成中空的結(jié)構(gòu)。本發(fā)明既具有較小的密度，又有較高的強度，解決了陶粒支撐劑密度和強度之間的矛盾。
【附圖說明】
[0008]圖1為本發(fā)明的剖面結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實施方式】
[0009]實施例1
一種空心陶粒支撐劑，所用各原料及其質(zhì)量比為:無煙煤粉15%~17% ;鋁礬土 70%~75% ；方解石3%~5% ;鉀長石3%~5% ;鎂砂石2%~3%。
[0010]所述無煙煤粉中含碳量大于85% ;所述鋁礬土中氧化鋁的質(zhì)量分數(shù)為68%~70% ;所述方解石中碳酸鈣的質(zhì)量百分比大于92% ;所述鉀長石中氧化鉀和氧化鈉總的質(zhì)量百分比大于10% ;所述鎂砂石中氧化鎂的質(zhì)量百分比大于80%。
[0011]將無煙煤粉破碎研磨，做成球形種子；將除無煙煤粉外的各種原料分別破碎研磨后按比例混合，以無煙煤粉球形種子為種子，在滾球機中成球；后經(jīng)篩選、烘干、煅燒，在煅燒時，無煙煤粉制得的球形種子在高溫下燃燒，形成圖1所示的中空的結(jié)構(gòu)1，后制得成品20
[0012]所述各原料均破碎研磨至300目篩通過率大于99%。
[0013]所述球形種子為70目，成球后篩選30~35目的顆粒。
[0014]篩選后得到的顆粒烘干至含水量低于3%。
[0015]烘干后的球體在1400°C ~1450°C煅燒2h~3h。
[0016]實施例2
一種空心陶粒支撐劑，所用各原料及其質(zhì)量比為:無煙煤粉15% ;鋁礬土 75% ;方解石5% ;鐘長石3% ;續(xù)砂石2%。
[0017]其中無煙煤粉中含碳量大于85% ;鋁礬土中氧化鋁的質(zhì)量分數(shù)為68%~70% ;方解石中碳酸鈣的質(zhì)量百分比大于92% ;鉀長石中氧化鉀和氧化鈉總的質(zhì)量百分比大于10% ;鎂砂石中氧化鎂的質(zhì)量百分比大于80%。
[0018]各原料分別破碎研磨至300目篩通過率大于99%;用無煙煤粉做成70目的球形種子；將除無煙煤粉外的各種原料按比例混合，以無煙煤粉球形種子為種子，在滾球機中成球；成球后篩選30~35目的顆粒、烘干至含水量低于3%、在1400°C ~1450°C煅燒2h~3h，在煅燒時，無煙煤粉制得的球形種子在高溫下燃燒，形成圖1所示的中空的結(jié)構(gòu)1，制得成品2。
[0019]實施例3
一種空心陶粒支撐劑，所用各原料及其質(zhì)量比為:無煙煤粉16% ;鋁礬土 74% ;方解石4% ;鐘長石4% ;續(xù)砂石2%。
[0020]其中無煙煤粉中含碳量大于85% ;鋁礬土中氧化鋁的質(zhì)量分數(shù)為68%~70% ;方解石中碳酸鈣的質(zhì)量百分比大于92% ;鉀長石中氧化鉀和氧化鈉總的質(zhì)量百分比大于10% ;鎂砂石中氧化鎂的質(zhì)量百分比大于80%。
[0021]各原料分別破碎研磨至300目篩通過率大于99%;用無煙煤粉做成70目的球形種子；將除無煙煤粉外的各種原料按比例混合，以無煙煤粉球形種子為種子，在滾球機中成球；成球后篩選30~35目的顆粒、烘干至含水量低于3%、在1400°C ~1450°C煅燒2h~3h在煅燒時，無煙煤粉制得的球形種子在高溫下燃燒，形成圖1所示的中空的結(jié)構(gòu)1，后制得成品20
[0022]實施例4
一種空心陶粒支撐劑，所用各原料及其質(zhì)量比為:無煙煤粉17% ;鋁礬土 70% ;方解石3% ;鐘長石5% ;續(xù)砂石3%。
[0023]其中無煙煤粉中含碳量大于85% ;鋁礬土中氧化鋁的質(zhì)量分數(shù)為68%~70% ;方解石中碳酸鈣的質(zhì)量百分比大于92% ;鉀長石中氧化鉀和氧化鈉總的質(zhì)量百分比大于10% ;鎂砂石中氧化鎂的質(zhì)量百分比大于80%。
[0024]各原料分別破碎研磨至300目篩通過率大于99%;用無煙煤粉做成70目的球形種子；將除無煙煤粉外的各種原料按比例混合，以無煙煤粉球形種子為種子，在滾球機中成球；成球后篩選30~35目的顆粒、烘干至含水量低于3%、在1400°C ~1450°C煅燒2h~3h，在煅燒時，無煙煤粉制得的球形種子在高溫下燃燒，形成圖1所示的中空的結(jié)構(gòu)1，后制得成品20
【主權(quán)項】
1.一種空心陶粒支撐劑，其特征在于:所述空心陶粒支撐劑中心為中空結(jié)構(gòu)。2.如權(quán)利要求1所述的一種空心陶粒支撐劑，其特征在于:所述中空結(jié)構(gòu)大小為70目。3.如權(quán)利要求1所述的一種空心陶粒支撐劑，其特征在于:所述空心陶粒支撐劑為30~35目的顆粒。4.一種空心陶粒支撐劑制備方法，其特征在于:由以下步驟組成:將無煙煤粉破碎研磨，做成球形種子；將除無煙煤粉外的各種原料分別破碎研磨后按比例混合，以無煙煤粉球形種子為種子，在滾球機中成球；后經(jīng)篩選、烘干、煅燒后制得。5.如權(quán)利要求4所述的一種空心陶粒支撐劑制備方法，其特征在于:所用各原料及其質(zhì)量比為:無煙煤粉15%~17% ;鋁礬土 70%~75% ;方解石3%~5% ;鉀長石3%~5% ;鎂砂石2%~3%。6.如權(quán)利要求4或5所述的一種空心陶粒支撐劑制備方法，其特征在于:所述無煙煤粉中含碳量大于85% ;所述鋁礬土中氧化鋁的質(zhì)量分數(shù)為68%~70% ;所述方解石中碳酸鈣的質(zhì)量百分比大于92% ;所述鉀長石中氧化鉀和氧化鈉總的質(zhì)量百分比大于10% ;所述鎂砂石中氧化鎂的質(zhì)量百分比大于80%。7.如權(quán)利要求4至6所述的一種空心陶粒支撐劑的制備方法，其特征在于:所述各原料均破碎研磨至300目篩通過率大于99%。8.如權(quán)利要求4所述的一種空心陶粒支撐劑的制備方法，其特征在于:所述球形種子為70目，成球后篩選30~35目的顆粒。9.如權(quán)利要求4所述的一種空心陶粒支撐劑的制備方法，其特征在于:篩選后得到的顆粒烘干至含水量低于3%。10.如權(quán)利要求4所述的一種空心陶粒支撐劑的制備方法，其特征在于:烘干后的球體在 1400°C ~1450°C煅燒 2lT3h。
【專利摘要】一種空心陶粒支撐劑及制備方法，屬于材料領(lǐng)域。將無煙煤粉破碎研磨，做成球形種子；將除無煙煤粉外的各種原料分別破碎研磨后按比例混合，以無煙煤粉球形種子為種子，在滾球機中成球；后經(jīng)篩選、烘干、煅燒后制得一種空心陶粒支撐劑，所述空心陶粒支撐劑中心為中空結(jié)構(gòu)。所述中空結(jié)構(gòu)大小為70目。所述空心陶粒支撐劑為30~35目的顆粒。解決了陶粒支撐劑密度和強度之間的矛盾，在陶粒支撐劑密度較低的同時具有較高的強度。
【IPC分類】C09K8/80
【公開號】CN105315985
【申請?zhí)枴緾N201410227215
【發(fā)明人】楊應文, 劉立軍, 閔志浩
【申請人】信陽華隆礦產(chǎn)品有限公司
【公開日】2016年2月10日
【申請日】2014年5月27日