CN104371703A

CN104371703A - 一种以高铝粉煤灰为原料制备石油压裂支撑剂的方法

Info

Publication number: CN104371703A
Application number: CN201410610325.1A
Authority: CN
Inventors: 李会泉; 林滨; 李少鹏
Original assignee: Institute of Process Engineering of CAS
Current assignee: Institute of Process Engineering of CAS
Priority date: 2014-11-03
Filing date: 2014-11-03
Publication date: 2015-02-25
Anticipated expiration: 2034-11-03
Also published as: CN104371703B

Abstract

本发明提供了一种以高铝粉煤灰为原料制备石油压裂支撑剂的方法，该方法以高铝粉煤灰为原料，经预处理、配料、球磨、造粒、烧结得到石油压裂支撑剂。其中：预处理包括预脱硅、酸活化等过程，处理得到的高铝粉煤灰组成均一、莫来石含量高、杂质含量少；经配料、球磨、造粒、烧结后的石油压裂支撑剂中高铝粉煤灰添加量高、密度低、强度中等。本发明具有原料来源广泛、生产成本低、环境效益显著，石油压裂支撑剂质量好的优点，市场优势明显。

Description

一种以高铝粉煤灰为原料制备石油压裂支撑剂的方法

技术领域

本发明属于石油压裂开采领域，涉及一种以高铝粉煤灰为原料制备石油压裂支撑剂的方法及制备得到的石油压裂支撑剂。

背景技术

石油压裂支撑剂是使地层深处岩石裂隙保持裂开状态的支撑物，用于支撑裂缝两壁，提高油层的渗透能力，增加产油量。目前深层低渗透油气藏主要使用的支撑剂是人造陶粒支撑剂，其主要成分是莫来石和刚玉，一般采用铝土矿在高温下烧结制备。但随着优质铝土矿资源的日益枯竭，一方面，压裂支撑剂生产企业已受到国家政策控制和铝土矿价格升高两方面因素的制约；另一方面，采用铝土矿烧结得到的支撑剂，虽然强度较高，但得到的支撑剂密度过大，对泵送条件及压裂液的性能都提出了更高的要求，加大了施工难度，而传统支撑剂生产工艺难以实现产品密度等性能的有效调控。因此，制备密度低、强度高的石油压裂支撑剂已成为本领域的研究热点。

高铝粉煤灰是内蒙古中部、山西北部地区特色高铝煤炭燃烧发电后产生的固体废弃物。目前年产生量约3000万吨，但综合利用率不足20％，主要以低端建工建材为主，资源浪费严重，未利用的粉煤灰造成了严重的大气、土壤、水体危害。另一方面，高铝粉煤灰潜在资源量大(150亿吨，相当于我国目前铝土矿保有储量的8倍以上)、Al₂O₃含量高(>40％)，是宝贵的含铝二次资源。由于粉煤灰具有密度低、氧化铝含量相对较高的特点，目前已有采用粉煤灰制备石油裂化支撑剂的相关研究。

CN102127418A公开了一种超轻质支撑剂及其制备方法，该方法以粉煤灰、煤矸石、粘土和铝矾土为骨料烧结成球，制得超轻质陶粒。但由于支撑剂的强度、密度同其原料中的氧化铝含量成正比关系，因此鉴于粉煤灰中铝含量低，需在原料中添加大量铝矾土，以提高支撑起的强度。

CN103194206A公开了一种以粉煤灰制石油压裂支撑剂的方法，该方法以粉煤灰为原料，通过加入钾长石作为矿化剂以提高产品强度，但由于粉煤灰中氧化铝含量仍然较低，需要加入一定量的铝矾土补充铝源。上述两种方法，粉煤灰掺量均不超过60wt％。

CN103320115A公开了一种由高铝粉煤灰制备石油压裂支撑剂的方法，其高铝粉煤灰的氧化铝含量<50wt％，而传统方法生产陶粒支撑剂的原料一般要求氧化铝含量>60wt％。因此，为提高支撑剂强度，仍然需加入5～20wt％的辅料，包括一定量的铝粉以及二氧化锆、钛白粉、除尘灰及炉渣。

然而，上述现有技术中，传统方法生产的陶粒支撑剂密度过大，以粉煤灰为原料制得石油压裂支撑剂的方法中需要额外补充铝源，导致生产成本高。

发明内容

为了解决传统方法生产的陶粒支撑剂的密度过大，以及以粉煤灰为原料制备石油压裂支撑剂的方法中需要额外补充铝源，生产成本高等问题，本发明提供了一种以粉煤灰制备石油压裂支撑剂的方法，以高铝粉煤灰为原料(氧化铝含量30～50wt％)，对其进行有效的湿法冶金处理，即预脱硅和酸活化过程，使高铝粉煤灰中的氧化铝含量大大提高(一般可达50～80wt％)，进一步以这种预处理后的高铝粉煤灰为主要原料，不添加额外铝源，经配料、球磨、造粒、烧结后，得到石油压裂支撑剂。该方法原料来源广泛、生产成本低、环境效益显著，制得的石油压裂支撑剂质量好，市场优势明显。

为达到上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种以高铝粉煤灰为原料制备石油压裂支撑剂的方法，该方法以高铝粉煤灰为原料，包括以下步骤：

(1)将原料高铝粉煤灰进行预处理并水洗、过滤；

(2)经过水洗、过滤后的高铝粉煤灰同辅料混合进行配料；

(3)混合后的配料进行球磨并烘干；

(4)烘干后的物料进入造粒机进行造粒；

(5)对造粒所得物料进行烧结，得到石油裂支撑剂。

步骤(1)中所述预处理过程包括预脱硅反应和酸活化反应。

所述预脱硅反应将高铝粉煤灰置于碱溶液中升温、搅拌进行反应。

所述预脱硅反应中碱溶液为氢氧化钠溶液或/和氢氧化钾溶液，优选氢氧化钠溶液。

所述预脱硅反应中碱溶液的浓度为5～30％，可为5％、7％、10％、13％、15％、17％、20％、23％、25％、27％或30％等，进一步优选为10～20％。

所述预脱硅反应中碱液与高铝粉煤灰的液固比为0.5:1～9:1，可为0.5:1、1:1、1.5:1、2:1、2.5:1、3:1、3.5:1、4:1、4.5:1、5:1、5.5:1、6:1、6.5:1、7:1、7.5:1、8:1、8.5:1或9:1等，进一步优选为2:1～6:1。

所述预脱硅反应中搅拌速率为150～750r/min，可为150r/min、200r/min、250r/min、300r/min、350r/min、400r/min、450r/min、500r/min、550r/min、600r/min、650r/min、700r/min或750r/min等，进一步优选为300～600r/min。

所述预脱硅反应中反应温度为90～150℃，可为90℃、95℃、100℃、105℃、110℃、115℃、120℃、125℃、130℃、135℃、140℃、145℃或150℃等，进一步优选为90～120℃。若温度低于90℃，会导致脱硅率低，氧化铝含量得不到有效提高；温度高于150℃，则使能耗增大，且反应得不到有效控制。

所述预脱硅反应中反应时间为0.5～12h，可为0.5h、1h、1.5h、2h、2.5h、3h、3.5h、4h、4.5h、5h、5.5h、6h、6.5h、7h、7.5h、8h、8.5h、9h、9.5h、10h、10.5h、11h、11.5h或12h等，进一步优选为0.5～3h。

所述酸活化反应将预脱硅反应后的粉煤灰过滤、水洗后置于酸液中升温、搅拌进行反应。

所述酸活化反应中酸液为盐酸、硫酸或醋酸中任意一种或者至少两种的组合物，优选盐酸。

所述酸活化反应中酸溶液浓度为5～30％，可为5％、7％、10％、13％、15％、17％、20％、23％、25％、27％或30％等，进一步优选为10～20％。

所述酸活化反应中加料液固比为1:1～5:1，可为1:1、1.5:1、2:1、2.5:1、3:1、3.5:1、4:1、4.5:1或5:1等，进一步优选为2:1～3:1。

所述酸活化反应中搅拌速率为150～750r/min，可为150r/min、200r/min、250r/min、300r/min、350r/min、400r/min、450r/min、500r/min、550r/min、600r/min、650r/min、700r/min或750r/min等，进一步优选为300～600r/min。

所述酸活化反应中反应温度为20～95℃，可为20℃、25℃、30℃、35℃、40℃、45℃、50℃、55℃、60℃、65℃、70℃、75℃、80℃、85℃、90℃或95℃等，进一步优选为60～80℃。

所述酸活化反应中反应时间为0.5～2h，可为0.5h、1h、1.5h或2h等，进一步优选为1～2h。

所述步骤(1)中预处理后的高铝粉煤灰中各组分含量按质量百分比计包括：

氧化铝 50～80％

氧化硅 20～40％

氧化铁 0～2％。

氧化铝含量可为50％、53％、55％、57％、60％、63％、67％、70％、73％、75％、77％或80％等。

氧化硅含量可为20％、23％、25％、27％、30％、33％、35％、37％或40％等。

氧化铁含量可为0％、0.3％、0.5％、0.7％、1.0％、1.3％、1.5％、1.7％或2％等。

步骤(2)中辅料的添加量≤总物料质量的10％且不为0，可为10％、9％、8％、7％、6％、5％、4％、3％、2％或1％等。

步骤(2)中辅料各组分按质量百分比计为：

粘土 10～30％

锰矿粉 70～90％

所述辅料各组分含量之和为100％。

进一步优选为：

粘土 15～25％

锰矿粉 75～85％

所述辅料各组分含量之和为100％。

粘土的含量可为10％、13％、15％、17％、20％、23％、25％、27％或30％等。

锰矿粉的含量可为70％、75％、80％、85％或90％等。

步骤(3)中球磨采用湿法球磨。

步骤(3)中球磨时间为1～10h，可为1h、1.5h、2h、2.5h、3h、3.5h、4h、4.5h、5h、5.5h、6h、6.5h、7h、7.5h、8h、8.5h、9h、9.5h或10h等，进一步优选为1～5h。

步骤(3)中湿法球磨后物料的平均粒径为10～70μm，可为10μm、15μm、20μm、25μm、30μm、35μm、40μm、45μm、50μm、55μm、60μm、65μm或70μm等。

步骤(3)中湿法球磨后将物料烘干至含水量≤30wt％，可为30wt％、、27wt％、25wt％、23wt％、20wt％、17wt％、15wt％、13wt％、10wt％、7wt％或5wt％等。

步骤(4)中造粒采用圆盘造粒机。

步骤(4)中造粒得到的物料粒径为0.2～1.5mm，可为0.2mm、0.4mm、0.6mm、0.8mm、1.0mm、1.2mm、1.4mm或1.5mm等。

步骤(5)中烧结温度为1000～1400℃，可为1000℃、1050℃、1100℃、1150℃、1200℃、1250℃、1300℃、1350℃或1400℃等，进一步优选为1200～1400℃。若烧结温度低于1000℃，会严重影响烧结过程中的固相反应，最终使产品指标达不到要求；若烧结温度高于1400℃则会大大加大能耗，更重要的是，会使产品过烧熔融，影响产品性能。

步骤(5)中烧结时间为0.5～3h，可为0.5h、1h、1.5h、2h、2.5h或3h，进一步优选为1～2h。

采用以上所述的方法制备得到的石油压裂支撑剂，该石油压裂支撑剂的体积密度＜1.6g/cm³，视密度＜2.8g/cm³，在52MPa闭合压力下破碎率<9％。

有益效果：

与现有技术相比，本发明具有如下优点：

1、以高铝粉煤灰为唯一铝源，无需外加任何高铝矿物。本发明以高铝粉煤灰为原料，经湿法冶金处理后可实现氧化铝含量的大幅度提高可达到50～80wt％，满足压裂支撑剂对氧化铝含量的要求，无需耗费工业氧化铝或高品位铝土矿等宝贵资源。

2、实现高铝粉煤灰矿相及物性调控，大幅度提高产品性能。经湿法冶金处理后，粉煤灰以莫来石相为主要晶相，其形貌为棒状莫来石堆积形成的多孔球状物，使以其为原料制得的支撑剂产品体积密度＜1.6g/cm³，在52MPa闭合压力下破碎率<9％。

附图说明

图1为以高铝粉煤灰为原料制备石油压裂支撑剂的工艺流程图。

具体实施方式

为更好地说明本发明，便于理解本发明的技术方案，本发明的典型但非限制性的实施例如下：

实施例1：

预脱硅反应：将高铝粉煤灰置于20％氢氧化钠溶液中，液固比4:1，升温至120℃、以300r/min的搅拌速率搅拌3h进行反应。

酸活化反应：将预脱硅反应后的粉煤灰过滤、水洗后置于10％的盐酸溶液中，液固比3:1，升温至75℃、以300r/min的搅拌速率搅拌2h进行反应。

经过预脱硅和酸活化反应并水洗、过滤后得到高铝粉煤灰含量：氧化铝65.8％，氧化硅31.4％，氧化铁0.4％，其中加入总物料质量10％的辅料(其中辅料成分为粘土30％，锰矿粉70％)混合均匀后，进行湿法球磨5h，球磨后物料的平均粒径15μm，球磨后物料经过滤，放入烘箱于105℃干燥2h至含水量≤30wt％。烘干后的物料加入少量的水，放入圆盘造粒机中进行造粒。筛出0.2～1.0mm的颗粒后，将其放入马弗炉中烧结，烧结温度1300℃，保温时间2.5h，自然冷切，即得石油压裂支撑剂产品。筛出一定粒径范围的产品，测得其性能指标为：体积密度1.6g/cm³，视密度2.75g/cm³，在52MPa闭合压力下，破碎率3％。

实施例2：

预脱硅反应：将高铝粉煤灰置于15％氢氧化钠溶液中，液固比3:1，升温至110℃、以400r/min的搅拌速率搅拌2h进行反应。

酸活化反应：将预脱硅反应后的粉煤灰过滤、水洗后置于15％的盐酸溶液中，液固比3:1，升温至65℃、以300r/min的搅拌速率搅拌2h进行反应。

经过预脱硅和酸活化反应并水洗、过滤后得到高铝粉煤灰含量：氧化铝60.5％，氧化硅35.4％，氧化铁1.3％，其中加入总物料质量6％的辅料(其中辅料成分为粘土20％，锰矿粉80％)混合均匀后，进行湿法球磨3h，球磨后物料的平均粒径23μm，球磨后物料经过滤，放入烘箱于105℃干燥2h至含水量≤30％。烘干后的物料加入少量的水，放入圆盘造粒机中进行造粒。筛出0.5～1.2mm的颗粒后，将其放入马弗炉中烧结，烧结温度1400℃，保温时间2h，自然冷切，即得石油压裂支撑剂产品。筛出一定粒径范围的产品，测得其性能指标为：体积密度1.53g/cm³，视密度2.7g/cm³，在52MPa闭合压力下，破碎率2％。

实施例3：

预脱硅反应：将高铝粉煤灰置于20％氢氧化钠溶液中，液固比4:1，升温至100℃、以300r/min的搅拌速率搅拌1h进行反应。

酸活化反应：将预脱硅反应后的粉煤灰过滤、水洗后置于10％的盐酸溶液中，液固比4:1，升温至70℃、以400r/min的搅拌速率搅拌1h进行反应。

经过预脱硅和酸活化反应并水洗、过滤后得到高铝粉煤灰含量：氧化铝57.6％，氧化硅38.2％，氧化铁1.1％，其中加入总物料质量6％的辅料(其中辅料成分为粘土10％，锰矿粉90％)混合均匀后，进行湿法球磨6h，球磨后物料的平均粒径12μm，球磨后物料经过滤，放入烘箱于105℃干燥2h至含水量≤30％。烘干后的物料加入少量的水，放入圆盘造粒机中进行造粒。筛出0.2～1.0mm的颗粒后，将其放入马弗炉中烧结，烧结温度1350℃，保温时间2.5h，自然冷切，即得石油压裂支撑剂产品。筛出一定粒径范围的产品，测得其性能指标为：体积密度1.5g/cm³，视密度2.65g/cm³，在52MPa闭合压力下，破碎率5％。

实施例4：

预脱硅反应：将高铝粉煤灰置于15％氢氧化钠溶液中，液固比4:1，升温至110℃、以300r/min的搅拌速率搅拌3h进行反应。

酸活化反应：将预脱硅反应后的粉煤灰过滤、水洗后置于5％的盐酸溶液中，液固比4:1，升温至70℃、以300r/min的搅拌速率搅拌2h进行反应。

经过预脱硅和酸活化反应并水洗、过滤后得到高铝粉煤灰含量：氧化铝63.8％，氧化硅33.1％，氧化铁1.38％，其中加入总物料质量10％的辅料(其中辅料成分为粘土10％，锰矿粉90％)混合均匀后，进行湿法球磨4h，球磨后物料的平均粒径18μm，球磨后物料经过滤，放入烘箱于105℃干燥2h至含水量≤30％。烘干后的物料加入少量的水，放入圆盘造粒机中进行造粒。筛出0.2～1.2mm的颗粒后，将其放入马弗炉中烧结，烧结温度1200℃，保温时间2h，自然冷切，即得石油压裂支撑剂产品。筛出一定粒径范围的产品，测得其性能指标为：体积密度1.58g/cm³，视密度2.73g/cm³，在52MPa闭合压力下，破碎率5％。

实施例5：

预脱硅反应：将高铝粉煤灰置于20％氢氧化钠溶液中，液固比2:1，升温至90℃、以300r/min的搅拌速率搅拌2h进行反应。

酸活化反应：将预脱硅反应后的粉煤灰过滤、水洗后置于10％的盐酸溶液中，液固比3:1，升温至75℃、以300r/min的搅拌速率搅拌3h进行反应。

经过预脱硅和酸活化反应并水洗、过滤得到高铝粉煤灰含量：氧化铝57.7％，氧化硅38.3％，氧化铁0.5％，其中加入总物料质量4％的辅料(其中辅料成分为粘土10％，锰矿粉90％)混合均匀后，进行湿法球磨5h，球磨后物料的平均粒径15μm，球磨后物料经过滤，放入烘箱于105℃干燥2h至含水量≤30％。烘干后的物料加入少量的水，放入圆盘造粒机中进行造粒。筛出0.2～1.0mm的颗粒后，将其放入马弗炉中烧结，烧结温度1400℃，保温时间2.5h，自然冷切，即得石油压裂支撑剂产品。筛出一定粒径范围的产品，测得其性能指标为：体积密度1.48g/cm³，视密度2.63g/cm³，在52MPa闭合压力下，破碎率7％。

实施例6：

预脱硅反应：将高铝粉煤灰置于5％氢氧化钠溶液中，液固比9:1，升温至90℃，以150r/min的搅拌速率搅拌12h进行反应。

酸活化反应：将预脱硅反应后的粉煤灰过滤、水洗后置于20％的盐酸溶液中，液固比5:1，升温至20℃、以750r/min的搅拌速率搅拌搅拌2h进行反应。

经过预脱硅和酸活化反应并水洗、过滤得到高铝粉煤灰含量：氧化铝50％，氧化硅40％，氧化铁2％，其中加入总物料质量8％的辅料(其中辅料成分为粘土25％，锰矿粉75％)混合均匀后，进行湿法球磨10h，球磨后物料的平均粒径10μm，球磨后物料经过滤，放入烘箱于105℃干燥2h至含水量≤30％。烘干后的物料加入少量的水，放入圆盘造粒机中进行造粒。筛出0.5～1.5mm的颗粒后，将其放入马弗炉中烧结，烧结温度1100℃，保温时间3h，自然冷切，即得石油压裂支撑剂产品。筛出一定粒径范围的产品，测得其性能指标为：体积密度1.47g/cm³，视密度2.62g/cm³，在52MPa闭合压力下，破碎率9％。

实施例7：

预脱硅反应：将高铝粉煤灰置于30％氢氧化钾溶液中，液固比0.5:1，升温至150℃，以750r/min的搅拌速率搅拌0.5h进行反应。

酸活化反应：将预脱硅反应后的粉煤灰过滤、水洗后置于30％的硫酸溶液中，液固比1:1，升温至60℃、以150r/min的搅拌速率搅拌搅拌0.5h进行反应。

经过预脱硅和酸活化反应并水洗、过滤得到高铝粉煤灰含量：氧化铝80％，氧化硅20％，其中加入总物料质量10％的辅料(其中辅料成分为粘土30％，锰矿粉70％)混合均匀后，进行湿法球磨1h，球磨后物料的平均粒径30μm，球磨后物料经过滤，放入烘箱于105℃干燥2h至含水量≤30％。烘干后的物料加入少量的水，放入圆盘造粒机中进行造粒。筛出0.4～1.5mm的颗粒后，将其放入马弗炉中烧结，烧结温度1000℃，保温时间3h，自然冷切，即得石油压裂支撑剂产品。筛出一定粒径范围的产品，测得其性能指标为：体积密度1.65g/cm³，视密度2.80g/cm³，在52MPa闭合压力下，破碎率2％。

实施例8：

预脱硅反应：将高铝粉煤灰置于10％氢氧化钠溶液中，液固比6:1，升温至120℃，以600r/min的搅拌速率搅拌5h进行反应。

酸活化反应：将预脱硅反应后的粉煤灰过滤、水洗后置于30％的醋酸溶液中，液固比2:1，升温至80℃、以600r/min的搅拌速率搅拌搅拌1.5h进行反应。

经过预脱硅和酸活化反应并水洗、过滤得到高铝粉煤灰含量：氧化铝70.9％，氧化硅25.3％，氧化铁0.8％，其中加入总物料质量10％的辅料(其中辅料成分为粘土30％，锰矿粉70％)混合均匀后，进行湿法球磨4h，球磨后物料的平均粒径18μm，球磨后物料经过滤，放入烘箱于105℃干燥2h至含水量≤30％。烘干后的物料加入少量的水，放入圆盘造粒机中进行造粒。筛出0.3～1.2mm的颗粒后，将其放入马弗炉中烧结，烧结温度1400℃，保温时间0.5h，自然冷切，即得石油压裂支撑剂产品。筛出一定粒径范围的产品，测得其性能指标为：体积密度1.62g/cm3，视密度2.78g/cm3，在52MPa闭合压力下，破碎率2％。

对比例1：

制备过程除了不对高铝粉煤灰进行预脱硅和酸活化反应外，其他步骤均与实施例4中相同，制得石油压裂支撑剂产品。筛出一定粒径范围的产品，测得其性能指标为：体积密度1.45g/cm³，视密度2.6g/cm³，在52MPa闭合压力下，破碎率30％。。

实施例1-8和对比例1制得产品性能指标测试结果如表1所示：

表1：实施例1-8和对比例1制得产品性能指标测试结果表

结合实施1-8以及对比例1的结果可以看出，经湿法冶金处理后高铝粉煤灰其氧化铝含量大幅度提高，可达到50～80wt％，满足压裂支撑剂对氧化铝含量的要求，无需耗费工业氧化铝或高品位铝土矿等宝贵资源。同时，通过该方法制备的石油压裂支撑剂有很高的产品性能。经湿法冶金处理后，粉煤灰以莫来石相为主要晶相，其形貌为棒状莫来石堆积形成的多孔球状物，在获得低密度支撑剂的同时，可有效提高支撑剂产品的抗压强度，其在52MPa闭合压力下破碎率＜9％，而单纯用粉煤灰制备得到的支撑剂密度低，但破碎率高。现有技术中广泛采用氧化铝制备，虽然破碎率低，但密度偏高。该方法原料来源广泛、生产成本低、环境效益显著，制得的石油压裂支撑剂质量好，市场优势明显。

申请人声明，本发明通过上述实施例来说明本发明的详细方法，但本发明并不局限于上述详细方法，即不意味着本发明必须依赖上述详细方法才能实施。所属技术领域的技术人员应该明了，对本发明的任何改进，对本发明产品各原料的等效替换及辅助成分的添加、具体方式的选择等，均落在本发明的保护范围和公开范围之内。

Claims

1.一种以高铝粉煤灰为原料制备石油压裂支撑剂的方法，其特征在于，该方法以高铝粉煤灰为原料，包括以下步骤：

(1)将原料高铝粉煤灰进行预处理并水洗、过滤；

(2)经过水洗、过滤后的高铝粉煤灰同辅料混合进行配料；

(3)混合后的配料进行球磨并烘干；

(4)烘干后的物料进入造粒机进行造粒；

(5)对造粒所得物料进行烧结，得到石油压裂支撑剂。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述预处理过程包括预脱硅反应和酸活化反应。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述预脱硅反应将高铝粉煤灰置于碱溶液中升温、搅拌进行反应；

优选地，所述预脱硅反应中碱溶液为氢氧化钠溶液或/和氢氧化钾溶液，优选氢氧化钠溶液；

优选地，所述预脱硅反应中碱溶液的浓度为5～30％，进一步优选为10～20％；

优选地，所述预脱硅反应中碱液与高铝粉煤灰的液固比为0.5:1～9:1，进一步优选为2:1～6:1；

优选地，所述预脱硅反应中搅拌速率为150～750r/min，进一步优选为300～600r/min；

优选地，所述预脱硅反应中反应温度为90～150℃，进一步优选为90～120℃；

优选地，所述预脱硅反应中反应时间为0.5～12h，进一步优选为0.5～3h。

4.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述酸活化反应将预脱硅反应后的粉煤灰过滤、水洗后置于酸液中升温、搅拌进行反应；

优选地，所述酸活化反应中酸液为盐酸、硫酸或醋酸中任意一种或者至少两种的组合物，优选盐酸；

优选地，所述酸活化反应中酸溶液浓度为5～30％，进一步优选为10～20％；

优选地，所述酸活化反应中加料液固比为1:1～5:1，进一步优选为2:1～3:1；

优选地，所述酸活化反应中搅拌速率为150～750r/min，进一步优选为300～600r/min；

优选地，所述酸活化反应中反应温度为20～95℃，进一步优选为60～80℃；

优选地，所述酸活化反应中反应时间为0.5～2h，进一步优选为1～2h。

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤(1)中预处理后的高铝粉煤灰中各组分含量按质量百分比计包括：

氧化铝 50～80％

氧化硅 20～40％

氧化铁 0～2％。

6.根据权利要求1-5任一项所述的方法，其特征在于，所述方法步骤(2)中辅料的添加量≤总物料质量的10％且不为0；

优选地，步骤(2)中辅料各组分按质量百分比计为：

粘土 10～30％

锰矿粉 70～90％

所述辅料各组分含量之和为100％；

进一步优选为：

粘土 15～25％

锰矿粉 75～85％

所述辅料各组分含量之和为100％。

7.根据权利要求1-6任一项所述的方法，其特征在于，所述方法步骤(3)中球磨采用湿法球磨；

优选地，步骤(3)中球磨时间为1～10h，进一步优选为1～5h；

优选地，步骤(3)中湿法球磨后物料的平均粒径为10～70μm；

优选地，步骤(3)中湿法球磨后将物料烘干至含水量≤30wt％。

8.根据权利要求1-7任一项所述的方法，其特征在于，所述方法步骤(4)中造粒采用圆盘造粒机；

优选地，步骤(4)中造粒得到的物料粒径为0.2～1.5mm。

9.根据权利要求1-8任一项所述的方法，其特征在于，所述方法步骤(5)中烧结温度为1000～1400℃，进一步优选为1200～1400℃；

优选地，步骤(5)中烧结时间为0.5～3h，进一步优选为1～2h。

10.根据权利要求1-9任一项所述的方法制备得到的石油压裂支撑剂，其特征在于，该石油压裂支撑剂的体积密度＜1.6g/cm³，视密度＜2.8g/cm³，在52MPa闭合压力下破碎率<9％。