CN109337669A - 一种高强度低密度石油支撑剂及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种高强度低密度石油支撑剂及其制备方法，涉及一种油、气井裂工艺用的固体支撑剂，配方按重量组分由以下组成：矾土55～65份、生铝矿石22～25份、树脂12～18份、硅微粉10.5～13.5份、膨润土20～23份、白云石13～15份、碳酸钡2.5～5.5份、石英砂24～26份、紫砂土31～35份、固化剂5～11份、润滑剂13～16份、表面活性剂0.65～2.55份，本发明具有超低体积密度、相对较低视密度、强度高、耐酸腐蚀性和抗破碎性好，完全满足超高压油、气田压裂、酸化复合改造的要求，原材料简单易得，从而降低了采油成本。

Description

一种高强度低密度石油支撑剂及其制备方法
技术领域
一种高强度低密度石油支撑剂其制备方法，涉及一种油、气井裂工艺用的固体支撑剂。
背景技术
陶粒砂是应用于石油开采水力压裂技术中支撑水力裂缝的高强度支撑剂，是油、气田开发中必不可少的材料之一。
目前，国内生产的支撑剂多是以铝矾土为主要原料制备的产品，这些产品强度低，耐酸腐蚀性和抗破碎性差，难以满足超高压油田压裂与酸化改造工艺。
国内外普遍采用树脂覆膜支撑剂，但是这类支撑剂普遍存在价格高，适用性差，质量波动大的缺点。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是针对现有技术的不足，提供本发明一种高强度低密度石油支撑剂其制备方法，具有超低体积密度、相对较低视密度、强度高、耐酸腐蚀性和抗破碎性好，完全满足超高压油、气田压裂、酸化复合改造的要求，原材料简单易得，从而降低了采油成本。
一种高强度低密度石油支撑剂，配方按重量组分由以下组成：矾土55～65份、生铝矿石22～25份、树脂12～18份、硅微粉10.5～13.5份、膨润土20～23份、白云石13～15份、碳酸钡2.5～5.5份、石英砂24～26份、紫砂土31～35份、固化剂5～11份、润滑剂13～16份、表面活性剂0.65～2.55份。
进一步的树脂为：环氧树脂、酚醛树脂和呋喃树脂中的两种混合或三种混合。
进一步的生铝矿石中各种化学元素按重量组分由以下组成：AL2O3 40～45份、CaO2.25～2.45份、MgO 13～18份、K2O 1.25～1.45份。
进一步的固化剂原料按照重量组分由以下组成：苯磺酸12～15份、磷酸3～8份、低分子聚酰胺19～25份、二乙烯酸三胺0.65～1.55份、三乙烯酸四胺乙二胺2～7份、己二胺0.15～0.45份
进一步的润滑剂为甲基硅油和聚乙烯蜡组成。
进一步的表面活性剂为吐温。
一种高强度低密度石油支撑剂的制备方法：其主要步骤如下：
首先将原料通过配料系统称取各原料，进入破碎系统进行破碎，破碎至粒径≤5mm，破碎后储存在不同的原料仓中备用；
将配好的物料送入球磨机中磨粉，球磨24小时，过筛选出粒度为20目-25目，加热到220-350℃，备用；
将备用的细料导入高速搅拌机中，在搅拌机夹套中加入温度为150℃的导热油，然后进入加热系统进行加热，在10-12小时内制热至240-260℃，保持120-160秒；然后依次加入固化剂、润滑剂和表面活性剂，混制50-80秒后，冷却，破碎，筛分即得一种高强度低密度石油支撑剂。
有益效果：本发明具有超低体积密度、相对较低视密度、强度高、耐酸腐蚀性和抗破碎性好，完全满足超高压油、气田压裂、酸化复合改造的要求，原材料简单易得，从而降低了采油成本。
具体实施方式
下面通过实施例对本发明做进一步详细说明。
实施例1
一种高强度低密度石油支撑剂，配方按重量组分由以下组成：矾土55份、生铝矿石22份、树脂12份、硅微粉10.5份、膨润土20份、白云石13份、碳酸钡2.5份、石英砂24份、紫砂土31份、固化剂5份、润滑剂13份、表面活性剂0.65份。
所述的树脂为：环氧树脂、酚醛树脂和呋喃树脂中的两种混合或三种混合。
所述的生铝矿石中各种化学元素按重量组分由以下组成：AL2O3 40份、CaO 2.25份、MgO 13份、K2O 1.25份。
所述的固化剂原料按照重量组分由以下组成：苯磺酸12份、磷酸3份、低分子聚酰胺19份、二乙烯酸三胺0.65份、三乙烯酸四胺乙二胺2份、己二胺0.15份。
所述的润滑剂为甲基硅油和聚乙烯蜡组成。
所述的表面活性剂为吐温。
一种高强度低密度石油支撑剂的制备方法，其主要步骤如下：
首先将原料通过配料系统称取各原料，进入破碎系统进行破碎，破碎至粒径≤5mm，
破碎后储存在不同的原料仓中备用；
将配好的物料送入球磨机中磨粉，球磨24小时，过筛选出粒度为20目，加热到220℃，备用；
将备用的细料导入高速搅拌机中，在搅拌机夹套中加入温度为150℃的导热油，然后进入加热系统进行加热，在10小时内制热至240℃，保持120秒；然后依次加入固化剂、润滑剂和表面活性剂，混制50秒后，冷却，破碎，筛分即得一种高强度低密度石油支撑剂。
实施例2
一种高强度低密度石油支撑剂，配方按重量组分由以下组成：矾土60份、生铝矿石23.5份、树脂15份、硅微粉12份、膨润土21.5份、白云石14份、碳酸钡4份、石英砂25份、紫砂土33份、固化剂8份、润滑剂14.5份、表面活性剂1.6份。
所述的树脂为：环氧树脂、酚醛树脂和呋喃树脂中的两种混合或三种混合。
所述的生铝矿石中各种化学元素按重量组分由以下组成：AL2O3 42.5份、CaO2.35份、MgO 15.5份、K2O 1.35份。
所述的固化剂原料按照重量组分由以下组成：苯磺酸13.5份、磷酸5.5份、低分子聚酰胺22份、二乙烯酸三胺1.1份、三乙烯酸四胺乙二胺4.5份、己二胺0.3份。
所述的润滑剂为甲基硅油和聚乙烯蜡组成。
所述的表面活性剂为吐温。
一种高强度低密度石油支撑剂的制备方法，其主要步骤如下：
首先将原料通过配料系统称取各原料，进入破碎系统进行破碎，破碎至粒径≤5mm，破碎后储存在不同的原料仓中备用；
将配好的物料送入球磨机中磨粉，球磨24小时，过筛选出粒度为23目，加热到285℃，备用；
将备用的细料导入高速搅拌机中，在搅拌机夹套中加入温度为150℃的导热油，然后进入加热系统进行加热，在11小时内制热至250℃，保持140秒；然后依次加入固化剂、润滑剂和表面活性剂，混制65秒后，冷却，破碎，筛分即得一种高强度低密度石油支撑剂。
实施例3
一种高强度低密度石油支撑剂，配方按重量组分由以下组成：矾土65份、生铝矿石25份、树脂18份、硅微粉13.5份、膨润土23份、白云石15份、碳酸钡5.5份、石英砂26份、紫砂土35份、固化剂11份、润滑剂16份、表面活性剂2.55份。
所述的树脂为：环氧树脂、酚醛树脂和呋喃树脂中的两种混合或三种混合。
所述的生铝矿石中各种化学元素按重量组分由以下组成：AL2O3 45份、CaO 2.45份、MgO 18份、K2O 1.45份。
所述的固化剂原料按照重量组分由以下组成：苯磺酸15份、磷酸8份、低分子聚酰胺25份、二乙烯酸三胺1.55份、三乙烯酸四胺乙二胺7份、己二胺0.45份。
所述的润滑剂为甲基硅油和聚乙烯蜡组成。
所述的表面活性剂为吐温。
一种高强度低密度石油支撑剂的制备方法，其主要步骤如下：
首先将原料通过配料系统称取各原料，进入破碎系统进行破碎，破碎至粒径≤5mm，破碎后储存在不同的原料仓中备用；
将配好的物料送入球磨机中磨粉，球磨24小时，过筛选出粒度为25目，加热到350℃，备用；
将备用的细料导入高速搅拌机中，在搅拌机夹套中加入温度为150℃的导热油，然后进入加热系统进行加热，在12小时内制热至260℃，保持160秒；然后依次加入固化剂、润滑剂和表面活性剂，混制80秒后，冷却，破碎，筛分即得一种高强度低密度石油支撑剂。

Claims (7)

1.一种高强度低密度石油支撑剂，其特征在于，配方按重量组分由以下组成：矾土55～65份、生铝矿石22～25份、树脂12～18份、硅微粉10.5～13.5份、膨润土20～23份、白云石13～15份、碳酸钡2.5～5.5份、石英砂24～26份、紫砂土31～35份、固化剂5～11份、润滑剂13～16份、表面活性剂0.65～2.55份。
2.如权利要求1所述的一种高强度低密度石油支撑剂，其特征在于：所述的树脂为：环氧树脂、酚醛树脂和呋喃树脂中的两种混合或三种混合。
3.如权利要求1所述的一种高强度低密度石油支撑剂，其特征在于：所述生铝矿石中各种化学元素按重量组分由以下组成：AL2O3 40～45份、CaO 2.25～2.45份、MgO 13～18份、K2O 1.25～1.45份。
4.如权利要求1所述的一种高强度低密度石油支撑剂，其特征在于：所述固化剂原料按照重量组分由以下组成：苯磺酸12～15份、磷酸3～8份、低分子聚酰胺19～25份、二乙烯酸三胺0.65～1.55份、三乙烯酸四胺乙二胺2～7份、己二胺0.15～0.45份。
5.如权利要求1所述的一种高强度低密度石油支撑剂，其特征在于：所述润滑剂为甲基硅油和聚乙烯蜡组成。
6.如权利要求1所述的一种高强度低密度石油支撑剂，其特征在于：所述表面活性剂为吐温。
7.如权利要求1所述的一种高强度低密度石油支撑剂其制备方法，其特征在于：其主要步骤如下：
a、首先将原料通过配料系统称取各原料，进入破碎系统进行破碎，破碎至粒径≤5mm，破碎后储存在不同的原料仓中备用；
b、将配好的物料送入球磨机中磨粉，球磨24小时，过筛选出粒度为20目-25目，加热到220-350℃，备用；
c、将备用的细料导入高速搅拌机中，在搅拌机夹套中加入温度为150℃的导热油，然后进入加热系统进行加热，在10-12小时内制热至240-260℃，保持120-160秒；然后依次加入固化剂、润滑剂和表面活性剂，混制50-80秒后，冷却，破碎，筛分即得一种高强度低密度石油支撑剂。
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