CN107699223A - 一种石油支撑剂及其制备方法 - Google Patents

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王昊
刘丽丽
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Abstract

本发明提供了一种石油支撑剂的制备方法，具体包括以下步骤：S1、分别对煤矸石、粘土以及烧结助剂进行前处理；S2、将煤矸石、粘土以及烧结助剂粉末化，并按照预设质量比例混合得到预混料；S3、将预混料造粒，得到半成品粒；S4、将半成品粒高温烧结，得到石油支撑剂。本发明还提供一种石油支撑剂由上述制备方法制备。本发明提供的一种石油支撑剂及其制备方法，以固体废弃物煤矸石作为主要生产原料；一方面解决了煤矸石利用不充分，减少因填埋占用的土地资源，并消除煤矸石对空气、水和土壤的污染，环境效益显著；且煤矸石的价格低廉，产成本低生。另一方面，由煤矸石制备得到的石油支撑剂密度低，且其强度又能保持一个很高的数值。

Description

一种石油支撑剂及其制备方法
技术领域
本发明涉及石油开采技术领域，具体涉及一种石油支撑剂及其制备方法。
背景技术
压裂工艺技术在石油、天然气的开发中发挥重要的作用，而石油压裂支撑剂是石油压裂工艺技术能否获得成功的关键。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。在使用过程中，把支撑剂混入压裂液中，利用高压手段注入深层岩石裂缝中支撑岩层，从而有效地将油气导入油气井，大幅度提高油气产量。
高质量的支撑剂可为原油的开采发挥重要的作用。目前使用的石油支撑剂一般为陶粒支撑剂。陶粒支撑剂以铝矾土为原料，通过粉末制粒，烧结而成，具有耐高温、耐高压、耐腐蚀、高强度、低破碎率等特点，适用于较大深度范围的油气井。
但是上述石油支撑剂存在以下缺陷：1、不能同时兼顾强度和密度两个方面的性能。陶粒支撑剂的强度高但密度大，容易在压裂产生的裂缝端口处产生丘状的堆积，对导流极其不利，并且会增加填充地层裂缝所需支撑剂的质量，增加压裂作业的成本。2、陶粒支撑剂的主要生产原料为高铝含量的铝矾土，但随着矿山资源大范围的开发利用，使铝矾土资源日渐紧张，价格大幅度上涨，生产成本增加。
发明内容
(一)要解决的技术问题
本发明的目的是提供一种石油支撑剂及其制备方法，以解决现有石油支撑剂不能同时兼顾强度和密度的问题，提高产层导流能力，并开发新的生产原料，降低生产作业成本。
(二)技术方案
为了解决上述技术问题，本发明提供一种石油支撑剂的制备方法，具体包括以下步骤：
S1、分别对煤矸石、粘土以及烧结助剂进行前处理；
S2、将所述煤矸石、粘土以及烧结助剂粉末化，并按照预设质量比例混合，得到预混料；
S3、将所述预混料造粒，得到半成品粒；
S4、将所述半成品粒高温烧结，得到所述石油支撑剂。
其中，步骤S1中所述前处理具体为：对所述煤矸石、粘土以及烧结助剂进行破碎处理。
其中，在对所述粘土进行破碎处理之前，对所述粘土进行干燥处理。
其中，所述煤矸石、粘土以及烧结助剂破碎后的粒径为50～70um。
其中，步骤S1中所述烧结助剂包括钠长石和膨润土。
其中，步骤S2中所述煤矸石、粘土、钠长石、膨润土的质量比例为50～70：10～20：5～15：5～15。
其中，步骤S3中还包括对所述预混料的造粒进行筛分，得到半成品粒。
其中，所述半成品粒的粒径在1～1.4mm。
其中，步骤S4中所述高温烧结的温度为1200～1400℃。
本发明还提供一种石油支撑剂，所述石油支撑剂由上述所述的制备方法制备。
(三)有益效果
与现有技术相比，本发明具有如下优点：
本发明提供的一种石油支撑剂的制备方法，以固体废弃物煤矸石作为主要生产原料，实现固体废弃物的资源化循环利用，减少因填埋占用的土地资源，并消除煤矸石对空气、水和土壤的污染，环境效益显著，且煤矸石来源广泛，价格低廉，降低了石油支撑剂的生产成本。
本发明提供的一种石油支撑剂，由于煤矸石在燃烧过程能够产生气体，使得制备得到的石油支撑剂具有微发泡的效果，微小气孔均匀分布在石油支撑剂中，在降低石油支撑剂的密度的同时，使得其强度又能保持一个很高的数值，能够很好的利用在石油开采过程中，有效提高了产层导流能力。
附图说明
图1为本发明一种石油支撑剂的制备方法的流程示意图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。以下实例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。
在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上；术语“上”、“下”、“左”、“右”、“内”、“外”、“前端”、“后端”、“头部”、“尾部”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
实施例1：
如图1所示，为本实施例提供的一种石油支撑剂的制备方法的流程示意图，具体包括以下步骤：
S1、分别对煤矸石、粘土以及烧结助剂进行前处理；
对粘土进行干燥处理。具体的，将粘土加热到100℃进行干燥。
对煤矸石、干燥后的粘土以及烧结助剂进行破碎处理。进一步的，煤矸石、干燥后的粘土以及烧结助剂破碎后的粒径为50～70um。
S2、将所述煤矸石、粘土以及烧结助剂粉末化，并按照预设质量比例混合，得到预混料；
需要说明的是，煤矸石、粘土以及烧结助剂可以在粉末化处理后再进行混合；也可以在混合后再进行粉末化处理。
本实施例中，将煤矸石50份、粘土10份以及烧结助剂10份(钠长石5份，膨润土5份)投入球磨机中制成粉末，同时进行混合，得到预混料。
S3、将预混料造粒，得到半成品粒；
将预混料投入到圆盘造粒机造粒，得到的半成品粒。
S4、将半成品粒高温烧结，得到石油支撑剂。
将筛选后的半成品粒放入窑炉中高温烧结，得到石油支撑剂。其中窑炉中高温烧结的温度为1200～1400℃。进一步的，在高温烧结后，保温1.5h～2.5h。
实施例2：
本实施例与实施例1基本相同，为了描述的简要，在本实施例的描述过程中，不再描述与实施例1相同的技术特征，仅说明本实施例与实施例1不同之处：
步骤S2中，将煤矸石60份、粘土15份以及烧结助剂20份(钠长石10份，膨润土10份)进行混合，得到预混料。
步骤S3中还包括，对预混料的造粒进行筛分，达到半成品粒。进一步的，半成品粒的粒径在1～1.4mm；通过在振动筛或滚筛上进行筛分，将不符合规格的半成品粒剔除。
实施例3：
本实施例与实施例2基本相同，为了描述的简要，在本实施例的描述过程中，不再描述与实施例2相同的技术特征，仅说明本实施例与实施例2不同之处：
步骤S2中，将煤矸石70份、粘土20份以及烧结助剂30份(钠长石15份，膨润土15份)进行混合，得到预混料。
步骤S4中还包括，对高温烧结的成品石油支撑剂进行筛分，剔除粒径不符合规格的石油支撑剂。
上述实施例提供的石油支撑剂的制备方法，以固体废弃物煤矸石作为主要生产原料，实现固体废弃物的资源化循环利用，减少因填埋占用的土地资源，并消除环境污染，且煤矸石来源广泛，价格低廉，降低了生产成本。且通过上述制备方法制备的石油支撑剂，由于煤矸石在燃烧过程能够产生气体，使得石油支撑剂具有微发泡的效果，微小气孔均匀分布在石油支撑剂中，在降低石油支撑剂的密度的同时，使得其强度又能保持一个很高的数值，能够很好的利用在石油开采过程中，有效提高产层导流能力。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种石油支撑剂的制备方法，其特征在于，具体包括以下步骤：
S1、分别对煤矸石、粘土以及烧结助剂进行前处理；
S2、将所述煤矸石、粘土以及烧结助剂粉末化，并按照预设质量比例混合，得到预混料；
S3、将所述预混料造粒，得到半成品粒；
S4、将所述半成品粒高温烧结，得到所述石油支撑剂。
2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤S1中所述前处理具体为：对所述煤矸石、粘土以及烧结助剂进行破碎处理。
3.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，在对所述粘土进行破碎处理之前，对所述粘土进行干燥处理。
4.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，所述煤矸石、粘土以及烧结助剂破碎后的粒径为50～70um。
5.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤S1中所述烧结助剂包括钠长石和膨润土。
6.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于，步骤S2中所述煤矸石、粘土、钠长石、膨润土的质量比例为50～70：10～20：5～15：5～15。
7.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤S3中还包括对所述预混料的造粒进行筛分，得到半成品粒。
8.根据权利要求7所述的制备方法，其特征在于，所述半成品粒的粒径在1～1.4mm。
9.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤S4中所述高温烧结的温度为1200～1400℃。
10.一种石油支撑剂，其特征在于，所述石油支撑剂由上述权利要求1-9任一项所述的制备方法制备。
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