CN102659393A - 一种耐酸性能优良的中低密度压裂支撑剂的制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种耐酸性能优良的中低密度压裂支撑剂的制备方法。（1）原料的质量百分比为：含钛铝矾土或氧化铝粉60-99%，添加剂1-40%；原料的质量百分比之和为100%；所述添加剂为含锰10-20%的低品位锰矿渣、含锰化合物、含钡化合物、含钙化合物、含镁化合物、含钛化合物、含磷化合物和含硼化合物中的一种或多种；（2）将步骤（1）的原料球磨3-48小时后烘干，经成型工艺制成球形颗粒状生坯；（3）将步骤（2）所得生坯在1000-1550°C烧结，保温0.5-3小时。本发明低温烧成，降低能耗，减少了对环境的污染；实现了高性能压裂支撑剂的低成本制造。
Description
技术领域
本发明涉及一种耐酸性能优良的中低密度压裂支撑剂的制备方法。
背景技术
压裂支撑剂是石油、天然气开采压裂操作过程中用来支撑岩缝具有一定强度的固体颗粒，其质量的优劣对石油开采起着至关重要的作用。酸溶解度是压裂支撑剂一项重要指标。有着良好耐酸性能的压裂支撑剂可以在地壳岩缝的恶劣环境下长时间工作，并保持高导流能力，提高油气产量。密度影响压裂支撑剂在压裂液中的沉降速度，从而影响压裂裂缝的有效长度。国内陶粒压裂支撑剂多属中、低档产品，酸溶解度和密度偏高，难以满足开采需要，特别是大型酸化压裂复合技术的应用对压裂支撑剂的耐酸性能提出了更高要求。压裂支撑剂的高档产品主要依赖国外进口，价格昂贵。美国CARBO公司的支撑剂质量代表国际先进水品，由于多采用刚玉烧结，性能上达到标准要求，但加工工艺复杂、设备投资大、能耗高、成本高。
发明内容
本发明的目的是针对目前压裂支撑剂存在性能差，成本高的问题，利用含钛铝矾土或氧化铝粉为主要原料，选用优化的工艺过程，低成本制得性能优良的压裂支撑剂，从而实现高性能压裂支撑剂的低成本制造。
具体步骤为：
（1）原料的质量百分比为：含钛铝矾土或氧化铝粉60-99%，添加剂1-40%；原料的质量百分比之和为100%；所述添加剂为含锰10-20%的低品位锰矿渣、含锰化合物、含钡化合物、含钙化合物、含镁化合物、含钛化合物、含磷化合物和含硼化合物中的一种或多种；
（2）将步骤（1）的原料球磨3-48小时后烘干，经成型工艺制成球形颗粒状生坯；
（3）将步骤（2）所得生坯在1000-1550°C烧结，保温0.5-3小时，随炉温冷却即可得到耐酸性能优良的压裂支撑剂。
所述含钛铝矾土中Al2O3质量百分含量大于65%，TiO2质量百分含量大于1%；
所述含锰化合物中锰的质量百分含量大于20%；
所述钡的化合物中钡的质量百分含量大于36%；
所述钙的化合物中钙的质量百分含量大于14%；
所述镁的化合物中镁的质量百分含量大于7%；
所述钛的化合物中钛的质量百分含量大于11%；
所述硼的化合物中硼的质量百分含量大于2%；
所述磷的化合物中磷的质量百分含量大于14%。
本发明制备的压裂支撑剂酸溶解度可低至0.04%，体积密度小于1.8 g/cm3，视密度小于3.3 g/cm3。
本发明特点：
（1）选用含钛铝矾土为主要原料制备中、低密度且耐酸性能优良的压裂支撑剂；
（2）低温烧成，降低能耗，减少了对环境的污染；
（3）实现了高性能压裂支撑剂的低成本制造。
具体实施方式
实施例1：
（1） 按照质量百分比配料：α-Al2O3粉85%，碳酸钡4%，氧化镁8%，锰渣3%；
（2） 将步骤（1）所得料放入球磨装置中球磨混合3小时；
（3） 将步骤（2）所得浆料在100℃温度下烘干5小时；经成型工艺，制成球形颗粒状生坯；
（4）将步骤（3）所得坯体在在硅钼炉中1350℃烧结,保温1小时，随炉温冷却。
所得产品的酸溶解度为0.05%，视密度为3.3 g/cm3，体积密度1.8 g/cm3。
实施例2：
（1）原料质量百分比为：含钛铝矾土70%、碳酸钡20%，白云石10%；
（2）将步骤（1）原料放入球磨装置中进行球磨5小时；
（3）将步骤（2）所得浆料在100℃温度下烘干5小时；经成型工艺，制成球形颗粒状生坯；
（4）将步骤（3）所得坯体在在硅钼炉中1300℃烧结,保温1小时，随炉温冷却。
所得产品的酸溶解度为2.6%。
Claims (9)
1.一种压裂支撑剂的制备方法，其特征在于具体步骤为：
（1）原料的质量百分比为：含钛铝矾土或氧化铝粉60-99%，添加剂1-40%；原料的质量百分比之和为100%；所述添加剂为含锰10-20%的低品位锰矿渣、含锰化合物、含钡化合物、含钙化合物、含镁化合物、含钛化合物、含磷化合物和含硼化合物中的一种或多种；
（2）将步骤（1）的原料球磨3-48小时后烘干，经成型工艺制成球形颗粒状生坯；
（3）将步骤（2）所得生坯在1000-1550°C烧结，保温0.5-3小时，随炉温冷却。
2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于铝矾土是Al2O3质量百分含量大于65%，TiO2质量百分含量大于1%。
3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于所述含锰化合物中锰的质量百分含量大于20%。
4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于所述钡的化合物中钡的质量百分含量大于36%。
5.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于所述钙的化合物中钙的质量百分含量大于14%。
6.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于所述镁的化合物中镁的质量百分含量大于7%。
7.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于所述钛的化合物中钛的质百分含量大于11%。
8.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于所述硼的化合物中硼的质量百分含量大于2%。
9.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于所述磷的化合物中磷的质量百分含量大于14%。
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