CN102516977A

CN102516977A - 低密度陶粒支撑剂及其制备方法

Info

Publication number: CN102516977A
Application number: CN2011104233488A
Authority: CN
Inventors: 程传文; 张希君; 高明; 刘腾; 孟小刚; 赵东霞
Original assignee: SANMENXIA FANGYUAN INDUSTRIAL Co Ltd
Current assignee: SANMENXIA FANGYUAN INDUSTRIAL Co Ltd
Priority date: 2011-12-16
Filing date: 2011-12-16
Publication date: 2012-06-27
Anticipated expiration: 2031-12-16
Also published as: CN102516977B

Abstract

本发明属于油、气井压裂工艺用固体支撑剂技术领域，特别涉及一种低密度陶粒支撑剂及其制备方法。所述支撑剂由下述原料制得：铝土矿、粘土、钾长石、石英、石灰石以及白云石。本发明所用原料来源广、便于采购，价格低；生产工艺简单便捷；从总体上降低了产品的成本。

Description

低密度陶粒支撑剂及其制备方法

技术领域

本发明属于油、气井压裂工艺用固体支撑剂技术领域，特别涉及一种低密度陶粒支撑剂及其制备方法。

背景技术

在石油、天然气深井开采的压裂工艺中，都会用到支撑剂，为油气流的流通提供高渗透性的通道，保持高导流能力，以提高油、气的产量。我国石油行业一般把体积密度不大于1.65g/cm³，视密度不大于3.00g/cm³，闭合压力为52MPa、破碎率不大于9.0%的陶粒支撑剂称为低密度陶粒支撑剂。用低密度陶粒支撑剂做油井压裂支撑剂开采原油时，具有用量少、施工方便、成本低的特点。目前，低密度陶粒支撑剂大多以氧化铝含量大于70%的铝土矿为主要原料，并添加少量粘土及矿化剂，通过隧道窑或回转窑高温烧制的方式生产。但由于氧化铝含量大于70%的铝土矿资源日趋紧张，且价格较高，较中低品位的铝土矿每吨高250元左右，因此现有低密度陶粒支撑剂存在着生产原料不足且生产成本高问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种低密度陶粒支撑剂及其制备方法，可以克服目前原料紧张、生产成本高的缺陷。

本发明采用的技术方案如下：

低密度陶粒支撑剂，所述支撑剂由下述质量百分比的原料制得：

铝土矿 85%—95%，

粘土 1%—4%，

钾长石 1%—4%，

石英 0—3%，

石灰石 1%—4%，

白云石 0—2%。

所述的铝土矿中AL₂O₃质量含量为63%—69%，Fe₂O₃＜2%；石灰石中CaCO₃≥95%；粘土中AL₂O₃质量含量为30-38%；钾长石中K₂O+Na₂O＞13%；石英中SiO₂＞95%；白云石中CaO＞25%，MgO＞17%。

制备时，将各原料粉碎后混合制粒，然后于窑中烧制而成。

具体的，所述原料粉碎成325目筛通过率大于95%的细粉。

优选在烧制前，将制粒后得到的颗粒先干燥至水分含量不高于5%。

干燥前对颗粒的筛选按照所需规格的要求进行即可。

烧制的温度为1320-1380℃，烧制时间为0.5-1.5h。

更为具体的，将各原料分别磨成325目筛通过率大于95%的细粉，按比例称取后用球磨机混合均匀后放入制粒锅内，在制粒锅匀速转动及喷雾作用下成粒，颗粒经筛选后，干燥至水分含量不大于5%，然后进入回转窑中，在1320-1380℃烧制0.5-1.5h制得所述低密度陶粒支撑剂。

本发明公开了一种低密度陶粒支撑剂及其制备方法。通过选用中低品位的铝土矿生料，保证了原料的供应且仅此项就比用氧化铝含量大于70%的铝土矿降低生产成本250元/吨；同时，选用钾长石或者钾长石与白云石为助烧剂，比目前常用的锰矿粉的成本要低；原料总成本比传统工艺至少低350元/吨，制成品成本基本上在910-940元/吨。当然，最主要的是通过各原料的配合，不仅实现了降低成本的目的，也同时保证了产品的性能。再者，烧制过程中，本发明工艺不受窑内气氛的影响，且每生产一吨成品标煤用量在190-200Kg左右，比现有工艺可以节约标煤50Kg。

经检测，本发明所述低密度陶粒支撑剂成品的体积密度为1.56-1.59g/cm³，视密度为2.78-2.84g/cm³，闭合压力为52MPa时破碎率为4.8-5.5%，其它指标也均符合国家石油天然气SY/T 5108-2006的行业标准。

本发明相对于现有技术，有以下优点：

本发明所用原料来源广、便于采购，价格低；生产工艺简单便捷；从总体上降低了产品的成本。

具体实施方式

以下以具体实施例来说明本发明的技术方案，但本发明的保护范围不限于此：

实施例1

本发明的低密度陶粒支撑剂由下述质量百分比含量的原料制成：

铝土矿85%，粘土3%，钾长石3%，石英3%，石灰石4%，白云石2%。

将铝土矿、粘土、钾长石、石英、石灰石、白云石分别磨成325目通过率大于95%的细粉，按比例称取，用球磨机混合均匀后放入椭圆形制粒锅内，在制粒锅匀速转动及喷雾作用下成粒，颗粒经筛选后，干燥至水分含量不高于5%，然后进入回转窑中，在1320℃下，经1小时烧制为成品。经检测成品的体积密度为1.56g/cm³，视密度为2.80g/cm³，闭合压力为52MPa时破碎率为5.50%。其它指标也均符合国家石油天然气SY/T 5108-2006的行业标准。

实施例2

本发明的低密度陶粒支撑剂由下述质量百分比含量的组分制成：

铝土矿90%，粘土4%，钾长石3%，石英1%，石灰石1%，白云石1%。

将铝土矿、粘土、钾长石、石英、石灰石、白云石分别磨成325目通过率大于95%的细粉，按比例称取，用球磨机混合均匀后放入椭圆形制粒锅内，在制粒锅匀速转动及喷雾作用下成粒，颗粒经筛选后，干燥至水分含量不高于5%，然后进入回转窑中，在1380℃温度下，经0.5小时烧制为成品。经检测成品的体积密度为1.58g/cm³，视密度为2.83g/cm³，闭合压力为52MPa时破碎率为5.15%。其它指标也均符合国家石油天然气SY/T 5108-2006的行业标准。

实施例3

铝土矿95%，粘土2%，钾长石1%，石英0，石灰石1.5%，白云石0.5%。

将铝土矿、粘土、钾长石、石灰石、白云石分别磨成325目通过率大于95%的细粉，按比例称取，用球磨机混合均匀后放入椭圆形制粒锅内，在制粒锅匀速转动及喷雾作用下成粒，颗粒经筛选后，干燥至水分含量不高于5%，然后进入回转窑中，在1360℃温度下，经1.5小时烧制为成品。经检测成品的体积密度为1.57g/cm³，视密度为2.81g/cm³，闭合压力为52MPa时破碎率为5.31%。其它指标也均符合国家石油天然气SY/T 5108-2006的行业标准。

实施例4

低密度陶粒支撑剂，由下述质量百分比含量的原料制成：

铝土矿92%，粘土1%，钾长石4%，石英1%，石灰石2%，白云石0。

将铝土矿、粘土、钾长石、石英、石灰石分别磨成325目通过率大于95%的细粉，按比例称取，用球磨机混合均匀后放入椭圆形制粒锅内，在制粒锅匀速转动及喷雾作用下成粒，颗粒经筛选后，干燥至水分含量不高于5%，然后进入回转窑中，在1340℃下，经1小时烧制为成品。经检测成品的体积密度为1.57g/cm³，视密度为2.82g/cm³，闭合压力为52MPa时破碎率为5.22%。其它指标也均符合国家石油天然气SY/T 5108-2006的行业标准。

Claims

1. 低密度陶粒支撑剂，其特征在于，所述支撑剂由下述质量百分比的原料制得：

铝土矿 85%—95%，

粘土 1%—4%，

钾长石 1%—4%，

石英 0—3%，

石灰石 1%—4%，

白云石 0—2%。

2.如权利要求1所述的低密度陶粒支撑剂，其特征在于，所述的铝土矿中AL₂O₃质量含量为63%—69%，Fe₂O₃＜2%；石灰石中CaCO₃≥95%；粘土中AL₂O₃质量含量为30-38%；钾长石中K₂O+Na₂O＞13%；石英中SiO₂＞95%；白云石中CaO＞25%，MgO＞17%。

3.权利要求1所述低密度陶粒支撑剂的制备方法，其特征在于，将各原料粉碎后混合制粒，然后于窑中烧制而成。

4.如权利要求3所述的低密度陶粒支撑剂的制备方法，其特征在于，烧制的温度为1320-1380℃，烧制时间为0.5-1.5h。

5.如权利要求3或4所述的低密度陶粒支撑剂的制备方法，其特征在于，烧制前将制粒后得到的颗粒先干燥至水分含量不高于5%。

6.如权利要求5所述的低密度陶粒支撑剂的制备方法，其特征在于，所述原料粉碎成325目筛的通过率大于95%的细粉。

7.如权利要求6所述的低密度陶粒支撑剂的制备方法，其特征在于，将各原料分别磨成325目筛通过率大于95%的细粉，按比例称取后用球磨机混合均匀后放入制粒锅内，在制粒锅匀速转动及喷雾作用下成粒，颗粒经筛选后，干燥至水分含量不大于5%，然后进入回转窑中，在1320-1380℃烧制0.5-1.5h制得所述低密度陶粒支撑剂。