CN102585798A - 尖晶石质高强度石油压裂支撑剂及其生产方法 - Google Patents
尖晶石质高强度石油压裂支撑剂及其生产方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN102585798A CN102585798A CN2012100044782A CN201210004478A CN102585798A CN 102585798 A CN102585798 A CN 102585798A CN 2012100044782 A CN2012100044782 A CN 2012100044782A CN 201210004478 A CN201210004478 A CN 201210004478A CN 102585798 A CN102585798 A CN 102585798A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- spinel
- kiln
- raw material
- strength
- petroleum fracturing
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
Landscapes
- Inorganic Compounds Of Heavy Metals (AREA)
- Manufacture And Refinement Of Metals (AREA)
Abstract
本发明涉及一种尖晶石质高强度石油支撑剂及其生产方法。支撑剂原料为:铝矾土生料63-70%、镁橄榄石5-10%、白云石2.5-6%、硼酸0.5-3%、锰矿石粉3-7%、镁尖晶石13-20%。制成时将各原料分别磨成细粉,过320目筛;混合均匀后加入旋转制粒机同时加雾化水气,将混合料制成圆粒,过18-30目筛后得到半成品;烘干至含水率6%以下;送入回转窑中烧制,控制窑头温度1285-1400℃,窑尾温度280-325℃,烧制6-8h出窑。本发明原料在高温下形成大量镁铝尖晶石相,从而起到骨架支撑作用;得到的产品致密性好、抗破碎能力强;产品在52MPa、69MPa、86MPa下的破碎率分别低于3.5%、7.5%、10.5%,强度高于其它同类产品,性能优良;同时生产工艺优化,成本低,易于推广实施。
Description
技术领域
本发明涉及石油行业用的压裂支撑剂,特别是涉及一种尖晶石质高强度石油支撑剂及其生产方法。
背景技术
在石油、天然气深井开采的压裂过程中都需要用到压裂支撑剂,为油气的流通提供高渗透性通道,保持高导流能力,提高油气产量。我国石油行业一般把承压能力69MPa、86MPa的支撑剂称为高强度陶粒支撑剂。经检索,申请号为200410010272.6的专利申请公开一种陶粒支撑剂及其制备方法,其原料组成为:Al2O3 74-80% 、SiO2 5.5-10.5% 、Fe2O3 4-9% 、TiO2 2.5-3.5%。将上述原料搅拌均匀,经水气雾化滚动成球,经高温烧结而成。该产品的抗酸腐蚀性较好,但其承压能力较低,仅达到69MPa,不能满足现有油、气井压裂用固体支撑剂的性能要求。
发明内容
本发明解决的技术问题:提供一种致密性好、抗破碎能力强的尖晶石质高强石油压裂支撑剂及其生产方法。
本发明的技术方案:
一种尖晶石质高强度石油压裂支撑剂,由下述重量百分比的原料制成:铝矾土生料63-70%、镁橄榄石5-10%、白云石2 .5-6%、硼酸0.5-3%、锰矿石粉3-7%、镁尖晶石13-20%。
所述原料为铝矾土生料65-68%、镁橄榄石5 - 8%、白云石2.5-4%、硼酸0.5-1.5%、锰矿石粉3.5-5%、镁尖晶石17-20%。
所述铝矾土生料中Al2O3的重量含量为65-75%;镁橄榄石中MgO的重量含量为66-70%、SiO2 的重量含量为28.5-35%。
所述锰矿石粉成分以重量计,其中Al2O3 9.5-14.5%、SiO2 32-38%、MnO2 45-50%、MgO 5-10%、CaO 1-3%。
所述镁尖晶石成分以重量计,其中Al2O3 70-72%、MgO 28-30%。
一种尖晶石质高强度石油压裂支撑剂的生产方法,包括称取各原料,分别磨成细粉,过320目筛;将原料混合均匀,加入旋转制粒机中同时加雾化水气,将混合料制成大小不一的圆粒,过18 -30目筛后得到半成品;将半成品送入烘箱中烘干至含水率6%以下;然后送入回转窑中烧制,窑体转速每转一圈6-10分钟,控制窑头温度1285-1400℃,窑尾温度280-325℃,烧制6-8h出窑;经滚筒冷却器冷却降温至25℃以下,过20-40目筛即得到成品。
所述过320目筛时的过筛率大于98.5%;所述的冷却时间为20-30min。
所述烘箱温度为200-250℃,烘烤时间为2-3h。
本发明的积极有益效果:
(1)本发明的原料选用铝矾土生料为主要原料,按比例加入镁橄榄石、白云石、镁尖晶石和硼酸,经锰矿石粉催化,使陶粒支撑剂在高温下形成大量镁铝尖晶石相,能大大提高陶粒支撑剂的机械强度。其中铝矾土生料和镁橄榄石在1285-1400℃下其中的Al2O3和MgO发生反应,形成大量镁铝尖晶石相,从而起到骨架支撑作用;硼酸和白云石在高温下形成固熔体和液相,能增加陶粒的体密度和视密度,从而到达致密性好、抗破碎能力强的效果;锰矿石粉主要起催化和着色作用,MnO2在温度下形成大量玻璃固熔体,可降低烧成温度,降低石油的压裂成本。
(2)本发明产品在52 MPa、69MPa、86MPa下的破碎率分别低于3.5%、7.5%、10.5%,强度高于其它同类产品,表面光洁度较高,其体积密度、圆度、球度、浊度、酸溶解度等性能指标均符合有关标准,产品性能优良。具体性能参见表3。
(3)本发明在烧成前先将半成品烘干,通过严格控制窑头和窑尾温度烧制出窑,能有效降低烧成时产品的开裂,提高产品的强度,能确保成品质量。
(4)本发明原料精简,原料易得,生产工艺优化,投资少,成本低,易于推广实施。
具体实施方式
下面通过实施例说明本发明,以下实施例并不表示对本发明的任何限制。其中的原料要求、原料组成和产品性能分别见表1、表2、表3。
实施例1:尖晶石质高强度陶粒支撑剂及其生产方法
原料:以重量百分比计,铝矾土生料65%、镁橄榄石8%、白云石2.5 %、硼酸1%、锰矿石粉3.5%、镁尖晶石20%,参见表2。
生产方法:称取各原料,分别磨成细粉,过320目筛,过筛率大于98.5%;将原料混合均匀,加入旋转制粒机中同时加雾化水气,将混合料制成大小不一的圆粒,过18-30目筛,要求过筛率大于90%以上,然后再转动15-20min,过18-30目筛后得到半成品;
将半成品送入200-250℃的烘箱中烘烤2-3h,烘干至含水率6%以下;将半成品提入料仓,经传送带送入回转窑中烧制,按窑体每转一圈6-10min的转速转动,控制窑头温度1285-1300℃、窑尾温度280-300℃,烧制8h出窑;再经滚筒冷却器冷却20-30min,降温至25℃以下,过20-40目筛,即得到成品。
实施例2:原料组成见表2,生产方法和实施例1基本相同,不同之处在于:
烘烤后的半成品在回转窑中烧制时,窑头温度1300-1350℃,窑尾温度295-310℃,烧制7.5h出窑。
实施例3:原料组成见表2,生产方法和实施例1基本相同,不同之处在于:
烘烤后的半成品在回转窑中烧制时,窑头温度1320-1365℃,窑尾温度300-315℃,烧制7.5h出窑。
实施例4:原料组成见表2,生产方法和实施例1基本相同,不同之处在于:
烘烤后的半成品在回转窑中烧制时,窑头温度1365-1385℃,窑尾温度315-325℃,烧制7h出窑。
实施例5:原料组成见表2,生产方法和实施例1基本相同,不同之处在于:
烘烤后的半成品在回转窑中烧制时,窑头温度1375-1400℃,窑尾温度315-325℃,烧制6h出窑。
实施例6-8:原料见表2,生产方法和实施例1基本相同,不同之处在于:
烘烤后的半成品在回转窑中烧制时,窑头温度1380-1400℃,窑尾温度310-320℃,烧
制7h出窑。
表1: 本发明中部分原材料的性能要求(重量,%)
表2:各实施例的陶粒支撑剂成分(重量,%)。
表3:本发明实施例中的产品性能指标
注:以上性能检测结果依照石油天然气行业标准SY/T5108-2006进行。
Claims (8)
1.一种尖晶石质高强度石油压裂支撑剂,其特征是:所述支撑剂由下述重量百分比的原料制成:铝矾土生料63-70%、镁橄榄石5-10%、白云石2 .5-6%、硼酸0.5-3%、锰矿石粉3-7%、镁尖晶石13-20%。
2.如权利要求1所述的支撑剂,其特征是:所述原料为铝矾土生料65-68%、镁橄榄石5 - 8%、白云石2.5-4%、硼酸0.5-1.5%、锰矿石粉3.5-5%、镁尖晶石17-20%。
3.如权利要求1所述的支撑剂,其特征是:所述铝矾土生料中Al2O3的重量含量为65-75%;镁橄榄石中MgO的重量含量为66-70%、SiO2 的重量含量为28.5-35%。
4.如权利要求1所述的支撑剂,其特征是:所述锰矿石粉成分以重量计,其中Al2O3 9.5-14.5%、SiO2 32-38%、MnO2 45-50%、MgO 5-10%、CaO 1-3%。
5.如权利要求1所述的支撑剂,其特征是:所述镁尖晶石成分以重量计,其中Al2O3 70-72%、MgO 28-30%。
6.一种权利要求1-5任一项所述的尖晶石质高强度石油压裂支撑剂的生产方法,其特征是:称取各原料,分别磨成细粉,过320目筛;将原料混合均匀,加入旋转制粒机中同时加雾化水气,将混合料制成大小不一的圆粒,过18 -30目筛后得到半成品;将半成品送入烘箱中烘干至含水率6%以下;然后送入回转窑中烧制,窑体转速每转一圈6-10分钟,控制窑头温度1285-1400℃,窑尾温度280-325℃,烧制6-8h出窑;经滚筒冷却器冷却降温至25℃以下,过20-40目筛即得到成品。
7.如权利要求6所述的生产方法,其特征是:所述过320目筛时的过筛率大于98.5%;所述的冷却时间为20-30min。
8.如权利要求6所述的生产方法,其特征是:所述烘箱温度为200-250℃,烘烤时间为2-3h。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN 201210004478 CN102585798B (zh) | 2012-01-09 | 2012-01-09 | 尖晶石质高强度石油压裂支撑剂及其生产方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN 201210004478 CN102585798B (zh) | 2012-01-09 | 2012-01-09 | 尖晶石质高强度石油压裂支撑剂及其生产方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN102585798A true CN102585798A (zh) | 2012-07-18 |
CN102585798B CN102585798B (zh) | 2013-08-28 |
Family
ID=46475043
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CN 201210004478 Active CN102585798B (zh) | 2012-01-09 | 2012-01-09 | 尖晶石质高强度石油压裂支撑剂及其生产方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
CN (1) | CN102585798B (zh) |
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN103450873A (zh) * | 2013-09-23 | 2013-12-18 | 铜川恒晟科技材料有限公司 | 石油压裂支撑剂及其制备方法 |
CN104130764A (zh) * | 2013-08-07 | 2014-11-05 | 郑州市润宝耐火材料有限公司 | 一种压裂支撑剂用添加剂、压裂支撑剂及制备方法 |
CN107216868A (zh) * | 2017-07-04 | 2017-09-29 | 新密市万力实业发展有限公司 | 一种超高密度超高强度陶粒支撑剂及其制备方法 |
CN110590393A (zh) * | 2019-09-21 | 2019-12-20 | 郑州德赛尔陶粒有限公司 | 一种添加橄榄石的轻质陶粒砂及其制备工艺 |
CN110606728A (zh) * | 2019-09-21 | 2019-12-24 | 河南祥盛陶粒有限公司 | 一种轻质微孔陶粒砂及其制备工艺 |
Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN101575503A (zh) * | 2009-06-11 | 2009-11-11 | 邹平金刚新材料有限公司 | 一种高强度石油压裂支撑剂及其制备方法 |
CN101696114A (zh) * | 2009-10-23 | 2010-04-21 | 中钢集团洛阳耐火材料研究院有限公司 | 轻质多孔油气井压裂支撑剂的制备方法 |
CN102268248A (zh) * | 2011-07-05 | 2011-12-07 | 郑州德赛尔陶粒有限公司 | 低密度高强度红柱石压裂支撑剂及其生产方法 |
-
2012
- 2012-01-09 CN CN 201210004478 patent/CN102585798B/zh active Active
Patent Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN101575503A (zh) * | 2009-06-11 | 2009-11-11 | 邹平金刚新材料有限公司 | 一种高强度石油压裂支撑剂及其制备方法 |
CN101696114A (zh) * | 2009-10-23 | 2010-04-21 | 中钢集团洛阳耐火材料研究院有限公司 | 轻质多孔油气井压裂支撑剂的制备方法 |
CN102268248A (zh) * | 2011-07-05 | 2011-12-07 | 郑州德赛尔陶粒有限公司 | 低密度高强度红柱石压裂支撑剂及其生产方法 |
Cited By (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN104130764A (zh) * | 2013-08-07 | 2014-11-05 | 郑州市润宝耐火材料有限公司 | 一种压裂支撑剂用添加剂、压裂支撑剂及制备方法 |
CN104130764B (zh) * | 2013-08-07 | 2017-02-08 | 郑州市润宝耐火材料有限公司 | 一种压裂支撑剂用添加剂、压裂支撑剂及制备方法 |
CN103450873A (zh) * | 2013-09-23 | 2013-12-18 | 铜川恒晟科技材料有限公司 | 石油压裂支撑剂及其制备方法 |
CN107216868A (zh) * | 2017-07-04 | 2017-09-29 | 新密市万力实业发展有限公司 | 一种超高密度超高强度陶粒支撑剂及其制备方法 |
CN107216868B (zh) * | 2017-07-04 | 2019-09-03 | 新密市万力实业发展有限公司 | 一种超高密度超高强度陶粒支撑剂及其制备方法 |
CN110590393A (zh) * | 2019-09-21 | 2019-12-20 | 郑州德赛尔陶粒有限公司 | 一种添加橄榄石的轻质陶粒砂及其制备工艺 |
CN110606728A (zh) * | 2019-09-21 | 2019-12-24 | 河南祥盛陶粒有限公司 | 一种轻质微孔陶粒砂及其制备工艺 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
CN102585798B (zh) | 2013-08-28 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN101696114B (zh) | 轻质多孔油气井压裂支撑剂的制备方法 | |
CN100569897C (zh) | 一种油气井用压裂支撑剂及其制备方法 | |
CN102585798B (zh) | 尖晶石质高强度石油压裂支撑剂及其生产方法 | |
CN101831286B (zh) | 低密度高强度陶粒支撑剂及其生产方法 | |
CN103304221B (zh) | 一种利用氧化铝收尘粉制备惰性瓷球的方法 | |
CN102786921A (zh) | 低密度石油压裂支撑剂及其制备方法 | |
CN106365651B (zh) | 球形骨料增强耐火材料的制备方法 | |
CN103666442B (zh) | 低密高强陶粒支撑剂及其制备方法 | |
CN1844298A (zh) | 超强度陶粒支撑剂及其制备方法 | |
CN102660252B (zh) | 一种利用低铝高硅型铝土矿为主要原料的低密度陶粒支撑剂及其制备方法 | |
CN106336200B (zh) | 一种无机纤维增韧耐火材料及其制备工艺 | |
CN106431349A (zh) | 一种超低密度堇青石质石油压裂支撑剂及其制备方法 | |
CN102516977B (zh) | 低密度陶粒支撑剂及其制备方法 | |
CN106833600A (zh) | 一种赤泥基耐酸高强度压裂支撑剂及其制备方法 | |
CN102268248B (zh) | 低密度高强度红柱石压裂支撑剂及其生产方法 | |
CN106336227B (zh) | 一种矿产废弃物耐火材料及其制备工艺 | |
CN101560382B (zh) | 一种高强度陶粒支撑剂及其制备方法 | |
CN106497542A (zh) | 一种粉煤灰烧制成的油气井压裂支撑剂及其制备方法 | |
CN103756665B (zh) | 一种以焦宝石为原料的低密度支撑剂及其制备方法 | |
CN107266045A (zh) | 一种刚玉–莫来石陶粒支撑剂及其制备方法 | |
CN106947458A (zh) | 镁橄榄石支撑剂及其制备方法 | |
CN103242819B (zh) | 一种超高密度陶粒支撑剂及其制备方法 | |
CN103553560B (zh) | 一种橄榄石矿制备镁橄榄石的方法 | |
CN113526947B (zh) | 利用圭亚那矾土制备高纯均质矾土熟料的方法及其产品 | |
CN104030708A (zh) | 一种精密铸造用砂及其制备方法 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
C06 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
C10 | Entry into substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
C14 | Grant of patent or utility model | ||
GR01 | Patent grant |