CN103242819A - 一种超高密度陶粒支撑剂及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种超高密度陶粒支撑剂及其制备方法，它由下述重量百分比含量的组分组成：铝土矿75%-85%，氧化铝微粉5%-18%，粘土1%-4%，锰矿1%-3%，硅微粉1-3%，石灰石1%-3%，高铁铝土矿2%-4%。将上述各种矿石原料按照配比共磨成325目筛通过率大于98%的细粉，然后添加氧化铝微粉和硅微粉，用球磨机混合均匀后转入造粒锅内，在造粒锅匀速转动下，喷雾造粒，颗粒经筛选后，干燥至水分含量不大于3%，然后进入回转窑炉中，在1320℃-1380℃温度下，经0.5-1.5小时烧制而成。本发明超高密度陶粒支撑剂性能稳定，生产成本低，符合国家石油天然气的行业标准。

Description

一种超高密度陶粒支撑剂及其制备方法

技术领域

本发明涉及一种超高密度陶粒支撑剂，同时，还涉及一种该超高密度陶粒支撑剂的制备方法。

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，提高油、气的产量。我国石油行业一般把体积密度不小于1.90g/cm³，闭合压力为86Mpa下破碎率不大于5.0%的陶粒支撑剂称为超高密度陶粒支撑剂。超高密度陶粒支撑剂具有抗破碎能力强、耐酸侵蚀能力强等优点。目前我国的一些企业研制的超高密度陶粒支撑剂所用的主要原料一种是特级高铝矾土，另一种是工业氧化铝。用特级高铝矾土为主要原料生产超高密度陶粒支撑剂时，容易出现脱粉现象，使生产出的超高密度陶粒支撑剂性能不稳定；用工业氧化铝为主要原料生产超高密度陶粒支撑剂虽然可以克服上述问题，但是，氧化铝的加入量太大，烧成温度高，使生产成本也大大提高，降低了产品的市场竞争力。

发明内容

本发明的任务是提供一种性能稳定，生产成本低的超高密度陶粒支撑剂，还提供一种该超高密度陶粒支撑剂的制备方法。

为完成上述任务，本发明的技术解决方案为：

一种超高密度陶粒支撑剂，它由下述重量百分比含量的组分组成：

铝土矿          75%—85%

氧化铝微粉      5%—18%

粘土            1%—4%

锰矿              1%—3%

硅微粉              1 —3%

石灰石             1%—3%

高铁铝土矿        2%—4% 。

本发明选用的铝土矿中Al₂O₃的质量含量为69%—77%，Fe₂O₃＜2%；氧化铝微粉中Al₂O₃的质量含量为≥95%，D₅₀=3-5μm；粘土中Al₂O₃的质量含量为30-38%；锰矿中MnO₂的含量为49%—56%；硅微粉中SiO₂≥95%，D₅₀=3-5μm；石灰石中CaCO₃≥95%；高铁铝土矿中Fe₂O₃的质量含量为20%—25%。

本发明的技术方案还提供了超高密度陶粒支撑剂的制备方法，将上述各种矿石原料按照配比共磨成325目筛通过率大于98%的细粉，然后添加氧化铝微粉和硅微粉，用球磨机混合均匀后转入造粒锅内，在造粒锅匀速转动下，喷雾造粒，颗粒经筛选后，干燥至水分含量不大于3%，然后进入回转窑炉中，在1320℃-1380℃温度下，经0.5-1.5小时烧制而成。

本发明通过在陶粒支撑剂中选用氧化铝微粉、硅微粉来改善和优化陶粒支撑剂内部的颗粒级配，从而提高了陶粒支撑剂的体积密度，提高了抗破碎能力，克服了脱粉现象，生产出的超高密度陶粒支撑剂性能稳定；通过引入活性较高的氧化铝微粉在提高了陶粒支撑剂氧化铝含量的同时不提高陶粒支撑剂的烧成温度，在一定程度上降低了超高密度陶粒支撑剂的生产成本，产品制作过程容易控制，产品合格率高（一次性合格率可达95%）。

本发明生产的超高密度陶粒支撑剂产品，经检测，体积密度为1.91-2.05 g/cm3，视密度为3.36-3.53g/cm3，闭合压力为86Mpa时破碎率为3.7-4.5 %，酸溶解度为4.2-4.8%，其它指标也均符合国家石油天然气SY/F5108-2006的行业标准。

具体实施方式

实施例1 

本发明的超高密度陶粒支撑剂由下述重量百分比含量的组分组成：

铝土矿75%，氧化铝微粉8%，粘土4%，锰矿3%，硅微粉3% ，石灰石3%，高铁铝土矿4%.

将铝土矿、粘土、锰矿、石灰石、高铁铝土矿按照配比共磨成325目筛通过率大于98%的细粉，然后添加氧化铝微粉和硅微粉，用球磨机混合均匀后转入造粒锅内，在造粒锅匀速转动下，喷雾造粒，颗粒经筛选后，干燥至水分含量不大于3%，然后进入回转窑炉中，在1340℃温度下，经1小时烧制而成。

实施例2

本发明的超高密度陶粒支撑剂由下述重量百分比含量的组分组成：

铝土矿85%，氧化铝微粉5%，粘土2%，锰矿2%，硅微粉1% ，石灰石3%，高铁铝土矿2%.

将上述各种矿石原料按照配比共磨成325目筛通过率大于98%的细粉，然后添加氧化铝微粉和硅微粉，用球磨机混合均匀后转入造粒锅内，在造粒锅匀速转动下，喷雾造粒，颗粒经筛选后，干燥至水分含量不大于3%，然后进入回转窑炉中，在1320℃温度下，经1.5小时烧制而成。

实施例3

本发明的超高密度陶粒支撑剂由下述重量百分比含量的组分组成： 

铝土矿75%，氧化铝微粉18%，粘土1%，锰矿1%，硅微粉1% ，石灰石2%，高铁铝土矿2%.

将上述各种矿石原料按照配比共磨成325目筛通过率大于98%的细粉，然后添加氧化铝微粉和硅微粉，用球磨机混合均匀后转入造粒锅内，在造粒锅匀速转动下，喷雾造粒，颗粒经筛选后，干燥至水分含量不大于3%，然后进入回转窑炉中，在1380℃温度下，经1.5小时烧制而成。

实施例4

本发明的超高密度陶粒支撑剂由下述重量百分比含量的组分组成：

铝土矿80%，氧化铝微粉10%，粘土3%，锰矿2%，硅微粉2% ，石灰石1%，高铁铝土矿2%.

将上述各种矿石原料按照配比共磨成325目筛通过率大于98%的细粉，然后添加氧化铝微粉和硅微粉，用球磨机混合均匀后转入造粒锅内，在造粒锅匀速转动下，喷雾造粒，颗粒经筛选后，干燥至水分含量不大于3%，然后进入回转窑炉中，在1360℃温度下，经1小时烧制而成。

Claims (2)

1.一种超高密度陶粒支撑剂，其特征在于：它由下述重量百分比含量的组分组成：

铝土矿          75%—85%

氧化铝微粉      5%—18%

粘土            1%—4%

锰矿              1%—3%

硅微粉              1%—3%

石灰石             1%—3%

高铁铝土矿        2%—4% 。

2.一种制备权利要求1所述超高密度陶粒支撑剂的方法，其特征在于：将上述各种矿石原料按照配比共磨成325目筛通过率大于98%的细粉，然后添加氧化铝微粉和硅微粉，用球磨机混合均匀后转入造粒锅内，在造粒锅匀速转动下，喷雾造粒，颗粒经筛选后，干燥至水分含量不大于3%，然后进入回转窑炉中，在1320℃-1380℃温度下，经0.5-1.5小时烧制而成。