CN103484098A - 低密度高强度的陶粒支撑剂及其制备方法 - Google Patents

低密度高强度的陶粒支撑剂及其制备方法 Download PDF

Info

Publication number
CN103484098A
CN103484098A CN201310438713.1A CN201310438713A CN103484098A CN 103484098 A CN103484098 A CN 103484098A CN 201310438713 A CN201310438713 A CN 201310438713A CN 103484098 A CN103484098 A CN 103484098A
Authority
CN
China
Prior art keywords
low
density
preparation
propping agent
parts
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
Application number
CN201310438713.1A
Other languages
English (en)
Other versions
CN103484098B (zh
Inventor
高光辉
孙洪巍
唐珂
金宝文
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
ZIBO JIAFENG MINING Co Ltd
Original Assignee
ZIBO JIAFENG MINING Co Ltd
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by ZIBO JIAFENG MINING Co Ltd filed Critical ZIBO JIAFENG MINING Co Ltd
Priority to CN201310438713.1A priority Critical patent/CN103484098B/zh
Publication of CN103484098A publication Critical patent/CN103484098A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN103484098B publication Critical patent/CN103484098B/zh
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09K—MATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
    • C09K8/00—Compositions for drilling of boreholes or wells; Compositions for treating boreholes or wells, e.g. for completion or for remedial operations
    • C09K8/60—Compositions for stimulating production by acting on the underground formation
    • C09K8/80—Compositions for reinforcing fractures, e.g. compositions of proppants used to keep the fractures open
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B33/00—Clay-wares
    • C04B33/02—Preparing or treating the raw materials individually or as batches
    • C04B33/13—Compounding ingredients
    • C04B33/132—Waste materials; Refuse; Residues

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Ceramic Engineering (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Environmental & Geological Engineering (AREA)
  • Dispersion Chemistry (AREA)
  • Structural Engineering (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Silicates, Zeolites, And Molecular Sieves (AREA)
  • Compounds Of Alkaline-Earth Elements, Aluminum Or Rare-Earth Metals (AREA)

Abstract

本发明涉及一种低密度高强度的陶粒支撑剂及其制备方法，原材料及其组成质量份数为：铝矾土尾矿33-55份，焦宝石27-43份，石英砂7-18份，铁红粉1-7份和氧化铝粉1-12份。制备步骤为：（1）将原料破碎后按比例配料、粉碎、研磨后经过喷雾干燥得到粉粒物料；（2）粉粒物料强制成球后、烘干并筛分、烧结，再经过筛分后成即得成品。本发明具体低密度，高强度，浊度低，酸溶解度较低，拥有优良的圆度和球度；提高单位时间内的油气产量，提高油气井的服务年限；充分利用国内铝矾土尾矿资源，改变了国内外压裂支撑剂的市场格局和现状，减轻高铝矾土需求量过大而供给量过低的压力。

Description

低密度高强度的陶粒支撑剂及其制备方法
技术领域
本发明涉及一种支撑剂，具体涉及一种低密度高强度的陶粒支撑剂及其制备方法。
背景技术
低密高强陶粒支撑剂具有以下优点：
1、体积密度低，同等体积注入的质量少，属于节能材料。2、视密度低，能在浓度较低的混砂液中悬浮，有利于混砂液的配制，压裂时利于泵送，能形成更加有效的导流通道。3、提高油井的产量和使用年限，对于提高油井的经济效益有重要作用。4、强度较高，可适应国内外大部分油井。总之，低密高强陶粒支撑剂有很好的应用前景，也是陶粒砂发展的一个方向。
然而目前，陶粒支撑剂厂家大多采用铝硅比大的高铝矾土为主要原材料生产中密度陶粒支撑剂产品；现阶段行业竞争加剧，可开采利用的规模化批量化的高铝矾土矿等类不可再生能源也在大幅减少，品味上也在迅速从高品位批量化向中低品位分散化发展，且同时价格也在不断地升高，不仅占用了大批的土地，也污染了环境，迫切需要对伴生的大批量低品位矿或杂志含量较高的尾矿进行处理和综合利用，生产出附加值较高的产品。
发明内容
本发明的目的是提供一种低密度高强度的陶粒支撑剂及其制备方法，具体低密度，高强度，浊度低，酸溶解度较低，拥有优良的圆度和球度；提高单位时间内的油气产量，提高油气井的服务年限；充分利用国内铝矾土尾矿资源，改变了国内外压裂支撑剂的市场格局和现状，减轻高铝矾土需求量过大而供给量过低的压力。
本发明所述的低密度高强度的陶粒支撑剂，原材料及其组成质量份数为：铝矾土尾矿33-55份，焦宝石27-43份，石英砂7-18份，铁红粉1-7份和氧化铝粉1-12份。
低密度高强度的陶粒支撑剂的制备方法，制备步骤为：
（1）将原料破碎后按比例配料、粉碎、研磨后经过喷雾干燥得到粉粒物料；
（2）粉粒物料强制成球后、烘干并筛分、烧结，再经过筛分后成即得成品。
粉碎分别经过颚式破碎机破碎和球磨机中碎。
研磨时间为1.5-2小时。
本发明采用的研磨可以提高矾土尾矿中杂质的分散性，减少烧结过程中杂质对产品性能的影响，提高多种原料混合过程中的均匀性，尤其在主料和辅料的比例相差很大时其均匀性表现得更佳，研磨可以大大提高粉体的细度，能够使用同样尾矿的情况下，降低其烧结温度，提高其产品性能。
步骤（1）中，所有原料破碎至颗粒直径为0.056mm以下，原料粉碎至100-200目，研磨至600-1000目。
步骤（2）中，烘干的温度为150-200℃。
步骤（2）中，第一次筛分取18-30目之间的产品。
步骤（2）再次筛分取20-40目之间的产品。
煅烧温度为1100-1500℃。
煅烧时间为3-5小时。
本发明产品体积密度达到1.56g/cm3以下，符合目前水力压裂作业要求的支撑剂首要条件；视密度达到2.75g/cm3以下，能够很好地满足压裂液的轻质化，降低压裂液配制成本和压裂作业对硬件设备的要求；52MPa压力下破碎率能达到3.5%以下，69MPa压力下破碎率也能达到6.5%以下；浊度达到60FTU以下，远远低于国标要求；酸溶解度较不超过5%；在满足其他性能的前提下，也不高于国家标准要求：而且拥有优良的圆度和球度，达到0.85/0.85以上的圆球度。
与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
本发明具有低体积密度，低视密度，高强度，浊度低，酸溶解度较低，拥有优良的圆度和球度，适用于浅层低渗透油井、天然气和页岩气开采的中裂缝支撑和通道提供的整个过程；提高了单位时间内的油气产量，提高了油气井的服务年限；充分利用国内普遍的铝矾土尾矿资源，改变了国内外压裂支撑剂的市场格局和现状，减轻高铝矾土需求量过大而供给量过低的压力。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明做进一步的说明。
实施例1
本实施例的陶粒支撑剂，由以下质量份数的原料组成：铝矾土尾矿（Al2O3：25%，SiO2：65%，Fe2O3：5%）33份、焦宝石（Al2O3：55%，SiO2：40%）39份、石英砂（Al2O3：3%，SiO2：95%，Fe2O3：1%）7份，铁红粉（Fe2O3：97%）7份和氧化铝粉2份。
制备步骤如下：
各种原料破碎至颗粒直径为0.056mm以下，按照比例将原料充分混合均匀后，用球磨机研磨1.5小时，浆料通过600目筛网，通过率达到99%以上，将浆料泵送至喷雾干燥塔干燥，干燥后的混合粉放入强制造粒机内成型至粒径1mm后烘干，经过18-30目之间的为半成品，输送至回转窑内煅烧，煅烧温度为1100℃，煅烧时间4小时，再冷却至常温，经过20-40目筛分，取两层筛网之间的为产品。
实施例2
本实施例的陶粒支撑剂，由以下质量份数的原料组成：铝矾土尾矿（Al2O3：35%，SiO2：55%，Fe2O3：7%）45份、焦宝石（Al2O3：40%，SiO2：50%，Fe2O3：1%）43份、石英砂（Al2O3：2%，SiO2：95%，Fe2O3：1%）12份，铁红粉（Fe2O3：98%）5份和氧化铝粉5份。
各种原料破碎至颗粒直径为0.056mm以下，按照比例将原料充分混合均匀后，用球磨机研磨至1.8小时，浆料通过700目筛网，通过率达到99%以上，将浆料泵送至喷雾干燥塔干燥，干燥后的混合粉放入强制造粒机内成型至粒径1mm，经过18-30目之间的为半成品，输送至回转窑内煅烧，煅烧温度为1300℃，煅烧时间3小时，再冷却至常温，经过20-40目筛分，取两层筛网之间的为产品。
实施例3
本实施例的陶粒支撑剂，由以下质量份数的原料组成：铝矾土尾矿（Al2O3：30%，SiO2：60%，Fe2O3：6%）53份、焦宝石（Al2O3：50%，SiO2：48%）27份、石英砂（Al2O3：1%，SiO2：96%，Fe2O3：1%）6份，铁红粉（Al2O3：1%，Fe2O3：96%）2份和氧化铝粉10份。
各种原料破碎至颗粒直径为0.056mm以下，按照比例将原料充分混合均匀后，用球磨机研磨至2小时，浆料通过800目筛网，通过率达到99%以上，将浆料泵送至喷雾干燥塔干燥，干燥后的混合粉放入强制造粒机内成型至粒径1mm，经过18-30目之间的为半成品，输送至回转窑内煅烧，煅烧温度为1500℃，煅烧时间5小时，再冷却至常温，经过20-40目筛分，取两层筛网之间的为产品。
实施例1-3的产品性能检测结果如表1。
本发明产品性能指标与行业标准对比如表2。
表1产品性能检测结果
性能 实施例1 实施例2 实施例3
体积密度（g/cm3） 1.52 1.54 1.56
视密度（g/cm3） 2.72 2.74 2.73
破碎率/52MPa（份） 2.53 3.30 3.09
破碎率/69MPa（份） 5.64 6.07 6.23
浊度（FTU） 52.7 43.2 33.9
酸溶解度（份） 1.3 2.7 4.7
圆度 0.90 0.85 0.90
球度 0.90 0.90 0.90
表2本发明产品性能指标与行业标准对比
性能 本发明产品 行业标准
体积密度（g/cm3） 1.50～1.56 ≤1.65
视密度（g/cm3） 2.70～2.80 ≤3.00
破碎率/52MPa（份） 2.00～3.50 ≤9.00
破碎率/69MPa（份） 5.00～6.50 -
浊度（FTU） 30～60 ≤100
酸溶解度（份） 5～7 ≤5.00
圆度 0.85～0.90 ≥0.80
球度 0.85～0.90 ≥0.80

Claims (10)

1.一种低密度高强度的陶粒支撑剂，其特征在于，原材料及其组成质量份数为：铝矾土尾矿33-55份，焦宝石27-43份，石英砂7-18份，铁红粉1-7份和氧化铝粉1-12份。
2.一种权利要求1所述的低密度高强度的陶粒支撑剂的制备方法，其特征在于，制备步骤为：
（1）将原料破碎后按比例配料、粉碎、湿磨后经过筛网除去大颗粒，干燥得到粉粒物料；
（2）粉粒物料强制成球后、烘干并筛分、烧结，再经过筛分后成即得成品。
3.根据权利要求2所述的低密度高强度的陶粒支撑剂的制备方法，其特征在于，粉碎分别经过颚式破碎机破碎和球磨机中碎。
4.根据权利要求2所述的低密度高强度的陶粒支撑剂的制备方法，其特征在于，步骤（1）中，湿磨时间为1.5-2小时。
5.根据权利要求2所述的低密度高强度的陶粒支撑剂的制备方法，其特征在于，步骤（1）中，各种原料破碎至颗粒直径为0.056mm以下；原料粉碎至100-200目，湿磨至600-1000目。
6.根据权利要求2所述的低密度高强度的陶粒支撑剂的制备方法，其特征在于，步骤（2）中，烘干的温度为150-200℃。
7.根据权利要求2所述的低密度高强度的陶粒支撑剂的制备方法，其特征在于，步骤（2）中，第一次筛分取18-30目之间的产品。
8.根据权利要求2所述的低密度高强度的陶粒支撑剂的制备方法，其特征在于，步骤（2）再次筛分取20-40目之间的产品。
9.根据权利要求2所述的低密度高强度的陶粒支撑剂的制备方法，其特征在于，煅烧温度为1100-1500℃。
10.根据权利要求2所述的低密度高强度的陶粒支撑剂的制备方法，其特征在于，煅烧时间为3-5小时。
CN201310438713.1A 2013-09-24 2013-09-24 低密度高强度的陶粒支撑剂及其制备方法 Expired - Fee Related CN103484098B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201310438713.1A CN103484098B (zh) 2013-09-24 2013-09-24 低密度高强度的陶粒支撑剂及其制备方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201310438713.1A CN103484098B (zh) 2013-09-24 2013-09-24 低密度高强度的陶粒支撑剂及其制备方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN103484098A true CN103484098A (zh) 2014-01-01
CN103484098B CN103484098B (zh) 2016-06-22

Family

ID=49824710

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201310438713.1A Expired - Fee Related CN103484098B (zh) 2013-09-24 2013-09-24 低密度高强度的陶粒支撑剂及其制备方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN103484098B (zh)

Cited By (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105396624A (zh) * 2015-12-30 2016-03-16 淄博嘉丰矿业有限公司 微孔陶瓷催化剂载体及其制备方法
CN105925257A (zh) * 2016-05-10 2016-09-07 太原科技大学 一种低密度陶粒支撑剂及其制备方法
CN107188538A (zh) * 2017-07-19 2017-09-22 河南郑耐新材料有限公司 低密度石油压裂支撑剂及其制备方法
CN107739198A (zh) * 2017-10-19 2018-02-27 铜川秦瀚陶粒有限责任公司 一种低密度小粒径陶粒及制备方法
CN108706960A (zh) * 2018-07-10 2018-10-26 山西富森能源科技有限公司 利用铝矾土尾矿与粉煤灰制作低密度高强度陶粒支撑剂
CN109439312A (zh) * 2018-12-06 2019-03-08 铜川秦瀚陶粒有限责任公司 一种基于尾矿利用的石油压裂支撑剂及生产工艺与用途
CN112028603A (zh) * 2020-08-24 2020-12-04 垣曲县刚玉陶粒有限责任公司 一种利用铝矾土尾矿制造多功能陶粒砂的方法
CN115180920A (zh) * 2022-08-09 2022-10-14 陕西延长石油压裂材料有限公司 一种超低密陶粒支撑剂及其制备方法

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101880524A (zh) * 2010-04-27 2010-11-10 福建省宁德市俊杰瓷业有限公司 一种超轻密度陶粒支撑剂及其制备方法
CN102786921A (zh) * 2012-08-03 2012-11-21 贵州林海陶粒制造有限公司 低密度石油压裂支撑剂及其制备方法

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101880524A (zh) * 2010-04-27 2010-11-10 福建省宁德市俊杰瓷业有限公司 一种超轻密度陶粒支撑剂及其制备方法
CN102786921A (zh) * 2012-08-03 2012-11-21 贵州林海陶粒制造有限公司 低密度石油压裂支撑剂及其制备方法

Cited By (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105396624A (zh) * 2015-12-30 2016-03-16 淄博嘉丰矿业有限公司 微孔陶瓷催化剂载体及其制备方法
CN105396624B (zh) * 2015-12-30 2018-04-24 淄博嘉丰矿业有限公司 微孔陶瓷催化剂载体及其制备方法
CN105925257A (zh) * 2016-05-10 2016-09-07 太原科技大学 一种低密度陶粒支撑剂及其制备方法
CN105925257B (zh) * 2016-05-10 2018-10-16 太原科技大学 一种低密度陶粒支撑剂及其制备方法
CN107188538A (zh) * 2017-07-19 2017-09-22 河南郑耐新材料有限公司 低密度石油压裂支撑剂及其制备方法
CN107739198A (zh) * 2017-10-19 2018-02-27 铜川秦瀚陶粒有限责任公司 一种低密度小粒径陶粒及制备方法
CN108706960A (zh) * 2018-07-10 2018-10-26 山西富森能源科技有限公司 利用铝矾土尾矿与粉煤灰制作低密度高强度陶粒支撑剂
CN109439312A (zh) * 2018-12-06 2019-03-08 铜川秦瀚陶粒有限责任公司 一种基于尾矿利用的石油压裂支撑剂及生产工艺与用途
CN112028603A (zh) * 2020-08-24 2020-12-04 垣曲县刚玉陶粒有限责任公司 一种利用铝矾土尾矿制造多功能陶粒砂的方法
CN115180920A (zh) * 2022-08-09 2022-10-14 陕西延长石油压裂材料有限公司 一种超低密陶粒支撑剂及其制备方法

Also Published As

Publication number Publication date
CN103484098B (zh) 2016-06-22

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN103484098B (zh) 低密度高强度的陶粒支撑剂及其制备方法
CN104479666B (zh) 以硅石为原料的超低密陶粒支撑剂及其制备方法
CN102633492B (zh) 利用低品位铝矾土制备陶粒支撑剂的生产工艺
CN100368504C (zh) 超强度陶粒支撑剂及其制备方法
CN103525395B (zh) 陶粒油气压裂支撑剂及其制备方法
CN101831286B (zh) 低密度高强度陶粒支撑剂及其生产方法
CN105925257B (zh) 一种低密度陶粒支撑剂及其制备方法
CN102796509A (zh) 低品位铝土矿制备陶粒支撑剂及其制备方法
CN103773356B (zh) 一种页岩气开采用颗粒料及其制备方法
CN102732245B (zh) 一种低密度陶粒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
CN105131934B (zh) 一种双层高强度压裂支撑剂及其制备方法
CN104592970A (zh) 超低密度陶粒砂支撑剂及其制备方法
CN107699225A (zh) 一种石油压裂支撑剂及生产工艺与用途
CN102942368A (zh) 一种由低品位铝土矿制备高强度石油压裂支撑剂方法
CN103497757A (zh) 原料含有粉煤灰的石油压裂支撑剂及其制备方法
CN106396624B (zh) 一种煤矸石支撑剂及其制备方法
CN103450873A (zh) 石油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
CN104130764B (zh) 一种压裂支撑剂用添加剂、压裂支撑剂及制备方法
CN107188538A (zh) 低密度石油压裂支撑剂及其制备方法
CN103666443A (zh) 低密陶粒支撑剂及其制备方法
CN109439312A (zh) 一种基于尾矿利用的石油压裂支撑剂及生产工艺与用途
CN104893706B (zh) 利用铝土矿废矿渣制备高密度高强度的陶粒砂
CN107266045A (zh) 一种刚玉–莫来石陶粒支撑剂及其制备方法

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
CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee
CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee

Granted publication date: 20160622

Termination date: 20190924