CN108659811A - 一种利用石英砂生产石油支撑剂的工艺制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种利用石英砂生产石油支撑剂的工艺制备方法，涉及属于油气田开采技术领域，该方法包括以下步骤：步骤1：制浆；步骤2：脱泥；步骤3：磁选；步骤4：水力分级；步骤5：脱水；步骤6：烘干；步骤7：筛分；步骤8：灼烧；步骤9；步骤10：固化。本发明的石油压裂支撑剂，即使高压破碎后，石英碎片也不会迁移从而增加了支撑剂的防砂效果，提高支撑剂导流能力。
Description
技术领域
本发明属于油气田开采技术领域，尤其涉及一种利用石英砂生产石油支撑剂的工艺制备方法。
背景技术
支撑剂是在水力压裂时地层出现裂缝后，用来支撑裂缝，不使裂缝重新闭合的一种颗粒。为了适应不同地层，不同井深压裂需要，目前开发出很多压裂支撑剂品种。如石英砂，陶粒，树脂砂等。由于石英砂含硅量，粒度分布等因素的影响，支撑剂抗破碎能力差异较大，防砂效果不理想。陶粒支撑剂价格昂贵，密度大，施工费用高等缺陷。有些情况下，压裂施工后支撑剂会随着油气产生回流，造成裂缝重新闭合从而影响油气产量。
石油压裂支撑剂是油气田压裂作业中必需的专用材料，尤其在低渗透油气田的开发中发挥着重要作用。目前，国内应用的陶粒支撑剂抗压能力一般为52MPa，还比较低，难以满足深井作业的需求，且其视密度与体积密度较大。视密度大的支撑剂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；体积密度大则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。支撑剂的开发不仅为深井作业提供支持，而且有利于非胶化压裂液的使用，便于在地层内形成具有一定长度和高度的支撑带，从而提高产层导流能力并增产增效。
目前国内外普遍采用陶粒支撑剂，传统的陶粒支撑剂是采用干粉喷雾成球，使得成球粒经不易控制，成球强度低，粉尘大，易造成环境污染，如何改进成球工艺也是陶粒支撑剂制备的关键问题。
发明内容
本发明的目的在于：提供一种利用石英砂生产石油支撑剂的工艺制备方法，以解决上述问题。
本发明为了实现上述目的具体采用以下技术方案：
一种利用石英砂生产石油支撑剂的工艺制备方法，该方法包括以下步骤：
步骤1：制浆：将料仓内的石英砂通过砂泵抽入到制浆池中，用水泵把水抽入到制浆池中，用搅拌棒搅拌，制成浓度为35％的石英砂桨；
步骤2：脱泥：将步骤1中得到的石英砂桨导入到脱泥斗中进行脱泥处理，得到石英砂；
步骤3：磁选：将步骤2中得到的石英砂送入磁选机进行磁选，除去石英砂中的磁性金属杂质；
步骤4：水力分级：将步骤3中经磁选机磁选后得到的石英砂送入水力分级机进行分级处理，分别得到超细粒度石英砂、细粒度石英砂、粗粒度石英砂；
步骤5：脱水：将步骤4中经磁选机磁选后的超细粒度石英砂、细粒度石英砂、粗粒度石英砂分别送入脱水斗进行脱水处理；
步骤6：烘干：将步骤5中经脱水斗脱水处理后的超细粒度石英砂、细粒度石英砂、粗粒度石英砂送入烘干机中干燥处理；
步骤7：筛分：将步骤6中烘干后的超细粒度石英砂、细粒度石英砂、粗粒度石英砂分别根据生产需求确定粒度大小后，送入摇摆筛中进行二次分级,得到粒度大小20-70目石英砂、粒度大小70-140目石英砂、粒度大小140-300目石英砂；
步骤8：灼烧：将步骤7中得到的粒度为20目-70目的石英砂选出70-90重量份，加入3-5重量份二氧化钛作为助烧剂，加热到180-280℃；
步骤9：搅拌：向步骤8得到的石英砂中依次加入10-20重量份紫砂粘土岩和5-10重量份软质粘土，混合均匀，导入高速搅拌机中搅拌，在100-180℃时，加入包衣树脂，混制10-100秒；
步骤10：固化：向步骤9得到的石英砂混合物中依次加入固化剂、润滑剂、表面活性剂和杀菌剂，混制10-30秒后，冷却，破碎，筛分即制成石油支撑剂。
进一步地，所述步骤8中的二氧化钛的粒度为10-20目。
进一步地，所述步骤8中的石英砂加热到的温度为220度，粒度为15目。
进一步地，高速搅拌机中搅拌的速度为30-60转/每分钟。
进一步地，所述软质粘土为球粘土。
进一步地，所述步骤9高速搅拌机在搅拌的过程中在搅拌机夹套中加入温度为100-115℃的导热油。
进一步地，所述步骤9中温度为140度，所述的搅拌时间为20秒，所述固化剂为1.5重量份的苯磺酸与水混合的水溶液，所述润滑剂为聚乙烯蜡，加入量为0.35重量份；所述表面活性为甲基硅油，加入量为0.005重量份，所述表面活性剂为脂肪酸甘油酯，加入量为0.0003重量份，所述混制时间为28秒。
综上所述，由于采用了上述技术方案，本发明的有益效果是：
1、本发明所述的利用石英砂制备石油支撑剂的方法，既可以低成本制备石油支撑剂，又可以实现廉价紫砂粘土岩的综合利用，还可得到抗破碎能力、酸溶解度、圆球度、浊度。由于采用上述技术方案本发明的石油压裂支撑剂，即使高压破碎后，石英碎片也不会迁移从而增加了支撑剂的防砂效果；采用高分子材料包衣，提高支撑剂导流能力，既耐酸又耐碱，表面光滑、致密，具有耐压强度高、视密度低、化学稳定性和耐酸性好以及耐高温、抗热震稳定性优异的特点，适合所有压裂要求。由于高分子包衣的缓冲作用，缓冲了支撑剂对井管的磨损。包衣高分子材料价格低廉，降低树脂支撑剂成本，从而降低了采油成本。
具体实施方式
为了本技术领域的人员更好的理解本发明，下面结合以下实施例对本发明作进一步详细描述：
实施例1：
一种利用石英砂生产石油支撑剂的工艺制备方法，该方法包括以下步骤：
步骤1：制浆：将料仓内的石英砂通过砂泵抽入到制浆池中，用水泵把水抽入到制浆池中，用搅拌棒搅拌，制成浓度为30％的石英砂桨；
步骤2：脱泥：将步骤1中得到的石英砂桨导入到脱泥斗中进行脱泥处理，得到石英砂；
步骤3：磁选：将步骤2中得到的石英砂送入磁选机进行磁选，除去石英砂中的磁性金属杂质；
步骤4：水力分级：将步骤3中经磁选机磁选后得到的石英砂送入水力分级机进行分级处理，分别得到超细粒度石英砂、细粒度石英砂、粗粒度石英砂；
步骤5：脱水：将步骤4中经磁选机磁选后的超细粒度石英砂、细粒度石英砂、粗粒度石英砂分别送入脱水斗进行脱水处理；
步骤6：烘干：将步骤5中经脱水斗脱水处理后的超细粒度石英砂、细粒度石英砂、粗粒度石英砂送入烘干机中干燥处理；
步骤7：筛分：将步骤6中烘干后的超细粒度石英砂、细粒度石英砂、粗粒度石英砂分别根据生产需求确定粒度大小后，送入摇摆筛中进行二次分级,得到粒度大小20-70目石英砂、粒度大小70-140目石英砂、粒度大小140-300目石英砂；
步骤8：灼烧：将步骤7中得到的粒度为20目的石英砂选出70重量份，加入3重量份二氧化钛作为助烧剂，加热到180℃；
步骤9：搅拌：向步骤8得到的石英砂中依次加入10重量份紫砂粘土岩和5重量份球粘土，混合均匀，导入高速搅拌机中搅拌，高速搅拌机中搅拌的速度为30转/每分钟，所述搅拌时间为8秒，高速搅拌机在搅拌的过程中在搅拌机夹套中加入温度为100℃的导热油。在100℃时，加入酚醛树脂，加入量为0.3重量份；混制10秒；
步骤10：固化：向步骤9得到的石英砂混合物中依次加入固化剂为1.5重量份的苯磺酸与水混合的水溶液，所述润滑剂为聚乙烯蜡，加入量为0.35重量份；所述表面活性为甲基硅油，加入量为0.005重量份，所述表面活性剂为脂肪酸甘油酯，加入量为0.0003重量份，所述混制时间为10秒。
实施例2：
一种利用石英砂生产石油支撑剂的工艺制备方法，该方法包括以下步骤：
步骤1：制浆：将料仓内的石英砂通过砂泵抽入到制浆池中，用水泵把水抽入到制浆池中，用搅拌棒搅拌，制成浓度为40％的石英砂桨；
步骤2：脱泥：将步骤1中得到的石英砂桨导入到脱泥斗中进行脱泥处理，得到石英砂；
步骤3：磁选：将步骤2中得到的石英砂送入磁选机进行磁选，除去石英砂中的磁性金属杂质；
步骤4：水力分级：将步骤3中经磁选机磁选后得到的石英砂送入水力分级机进行分级处理，分别得到超细粒度石英砂、细粒度石英砂、粗粒度石英砂；
步骤5：脱水：将步骤4中经磁选机磁选后的超细粒度石英砂、细粒度石英砂、粗粒度石英砂分别送入脱水斗进行脱水处理；
步骤6：烘干：将步骤5中经脱水斗脱水处理后的超细粒度石英砂、细粒度石英砂、粗粒度石英砂送入烘干机中干燥处理；
步骤7：筛分：将步骤6中烘干后的超细粒度石英砂、细粒度石英砂、粗粒度石英砂分别根据生产需求确定粒度大小后，送入摇摆筛中进行二次分级,得到粒度大小20-70目石英砂、粒度大小70-140目石英砂、粒度大小140-300目石英砂；
步骤8：灼烧：步骤8：灼烧：将步骤7中得到的粒度为70目的石英砂选出90重量份，加入5重量份二氧化钛作为助烧剂，加热到280℃；
步骤9：搅拌：向步骤8得到的石英砂中依次加入20重量份紫砂粘土岩和10重量份软质粘土，混合均匀，导入高速搅拌机中搅拌，高速搅拌机中搅拌的速度为60转/每分钟，所述搅拌时间为20秒，高速搅拌机在搅拌的过程中在搅拌机夹套中加入温度为115℃的导热油，在180℃时，加入包衣树脂，混制100秒；
步骤10：固化：向步骤9得到的石英砂混合物中依次加入固化剂为1.5重量份的苯磺酸与水混合的水溶液，所述润滑剂为聚乙烯蜡，加入量为0.35重量份；所述表面活性为甲基硅油，加入量为0.005重量份，所述表面活性剂为脂肪酸甘油酯，加入量为0.0003重量份，所述混制时间为30秒。
实施例3：
一种利用石英砂生产石油支撑剂的工艺制备方法，该方法包括以下步骤：
步骤1：制浆：将料仓内的石英砂通过砂泵抽入到制浆池中，用水泵把水抽入到制浆池中，用搅拌棒搅拌，制成浓度为35％的石英砂桨；
步骤2：脱泥：将步骤1中得到的石英砂桨导入到脱泥斗中进行脱泥处理，得到石英砂；
步骤3：磁选：将步骤2中得到的石英砂送入磁选机进行磁选，除去石英砂中的磁性金属杂质；
步骤4：水力分级：将步骤3中经磁选机磁选后得到的石英砂送入水力分级机进行分级处理，分别得到超细粒度石英砂、细粒度石英砂、粗粒度石英砂；
步骤5：脱水：将步骤4中经磁选机磁选后的超细粒度石英砂、细粒度石英砂、粗粒度石英砂分别送入脱水斗进行脱水处理；
步骤6：烘干：将步骤5中经脱水斗脱水处理后的超细粒度石英砂、细粒度石英砂、粗粒度石英砂送入烘干机中干燥处理；
步骤7：筛分：将步骤6中烘干后的超细粒度石英砂、细粒度石英砂、粗粒度石英砂分别根据生产需求确定粒度大小后，送入摇摆筛中进行二次分级,得到粒度大小20-70目石英砂、粒度大小70-140目石英砂、粒度大小140-300目石英砂；
步骤8：灼烧：将步骤7中得到的粒度为50目的石英砂选出80重量份，加入4重量份二氧化钛作为助烧剂，加热到260℃；
步骤9：搅拌：向步骤8得到的石英砂中依次加入15重量份紫砂粘土岩和8重量份软质粘土，混合均匀，导入高速搅拌机中搅拌，高速搅拌机中搅拌的速度为50转/每分钟，所述搅拌时间为15秒,150℃时，加入包衣树脂，混制80秒；
步骤10：固化：向步骤9得到的石英砂混合物中依次加入固化剂为1.5重量份的苯磺酸与水混合的水溶液，所述润滑剂为聚乙烯蜡，加入量为0.35重量份；所述表面活性为甲基硅油，加入量为0.005重量份，所述表面活性剂为脂肪酸甘油酯，加入量为0.0003重量份，所述混制时间为28秒。
如上所述即为本发明的实施例。本发明不局限于上述实施方式，任何人应该得知在本发明的启示下做出的结构变化，凡是与本发明具有相同或相近的技术方案，均落入本发明的保护范围之内。
Claims (7)
1.一种利用石英砂生产石油支撑剂的工艺制备方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：
步骤1：制浆：将料仓内的石英砂通过砂泵抽入到制浆池中，用水泵把水抽入到制浆池中，用搅拌棒搅拌，制成浓度为30-40％的石英砂桨；
步骤2：脱泥：将步骤1中得到的石英砂桨导入到脱泥斗中进行脱泥处理，得到石英砂；
步骤3：磁选：将步骤2中得到的石英砂送入磁选机进行磁选，除去石英砂中的磁性金属杂质；
步骤4：水力分级：将步骤3中经磁选机磁选后得到的石英砂送入水力分级机进行分级处理，分别得到超细粒度石英砂、细粒度石英砂、粗粒度石英砂；
步骤5：脱水：将步骤4中经磁选机磁选后的超细粒度石英砂、细粒度石英砂、粗粒度石英砂分别送入脱水斗进行脱水处理；
步骤6：烘干：将步骤5中经脱水斗脱水处理后的超细粒度石英砂、细粒度石英砂、粗粒度石英砂送入烘干机中干燥处理；
步骤7：筛分：将步骤6中烘干后的超细粒度石英砂、细粒度石英砂、粗粒度石英砂分别根据生产需求确定粒度大小后，送入摇摆筛中进行二次分级,得到粒度大小20-70目石英砂、粒度大小70-140目石英砂、粒度大小140-300目石英砂；
步骤8：灼烧：将步骤7中得到的粒度为20目-70目的石英砂选出70-90重量份，加入3-5重量份二氧化钛作为助烧剂，加热到180-280℃；
步骤9：搅拌：向步骤8得到的石英砂中依次加入10-20重量份紫砂粘土岩和5-10重量份软质粘土，混合均匀，导入高速搅拌机中搅拌，在100-180℃时，加入包衣树脂，混制10-100秒；
步骤10：固化：向步骤9得到的石英砂混合物中依次加入固化剂、润滑剂、表面活性剂和杀菌剂，混制10-30秒后，冷却，破碎，筛分即制成石油支撑剂。
2.根据权利要求1所述的一种利用石英砂生产石油支撑剂的工艺制备方法，其特征在于，所述步骤8中的二氧化钛的粒度为10-20目。
3.根据权利要求1所述的一种利用石英砂生产石油支撑剂的工艺制备方法，其特征在于，所述步骤8中的石英砂加热到的温度为220度，粒度为15目。
4.根据权利要求1所述的一种利用石英砂生产石油支撑剂的工艺制备方法，其特征在于，高速搅拌机中搅拌的速度为30-60转/每分钟。
5.根据权利要求1所述的一种利用石英砂生产石油支撑剂的工艺制备方法，其特征在于，所述软质粘土为球粘土。
6.根据权利要求1所述的一种利用石英砂生产石油支撑剂的工艺制备方法，其特征在于，所述步骤9中高速搅拌机在搅拌的过程中在搅拌机夹套中加入温度为100-115℃的导热油。
7.根据权利要求1所述的一种利用石英砂生产石油支撑剂的工艺制备方法，其特征在于，所述步骤9中温度为140度，所述的搅拌时间为20秒，所述固化剂为1.5重量份的苯磺酸与水混合的水溶液，所述润滑剂为聚乙烯蜡，加入量为0.35重量份；所述表面活性为甲基硅油，加入量为0.005重量份，所述表面活性剂为脂肪酸甘油酯，加入量为0.0003重量份，所述混制时间为28秒。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Application publication date: 20181016 |
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