CN114214056B - 页岩气开采用压裂支撑剂及其制备方法 - Google Patents

页岩气开采用压裂支撑剂及其制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种页岩气开采用压裂支撑剂，其包括以下按重量份组成的原料：轻烧镁渣70‑80份、铝矾土熟料15‑20份、锰矿石3‑5份、钾长石3‑5份；所述压裂支撑剂的体积密度＜1.38g/cm3，86MPa闭合压力下破碎率≤5.0％，69MPa闭合压力下破碎率≤3.0％，52MPa闭合压力下破碎率≤1.0％。本发明采用轻烧镁渣作为主要原料，相比于传统以优质铝矾土为主要原料，成本大幅降低，同时也能实现工业废弃物的再利用，保护了环境；此外，本发明制备的压裂支撑剂体积密度低，强度高，制备过程中，煅烧温度低，节能降耗，降低了企业的运用成本，提高了经济效益。

Description

页岩气开采用压裂支撑剂及其制备方法
技术领域
本发明涉及设计页岩气开采用压裂支撑剂制备技术领域，尤其涉及一种页岩气开采用压裂支撑剂及其制备方法。
背景技术
压裂支撑剂是一种陶瓷颗粒产品，具有很高的压裂强度，主要用于油田井下支撑，以增加石油天然气的产量，属环保产品。压裂支撑剂可广泛用于深井，高压油气层的压裂改造。一般以优质铝矾土为主要原料经破碎细磨成微粉后，配以各种添加剂，反复混练、制粒、抛光、高温烧结而成，该产品具有耐压强度高、密度低、圆球度好、光洁度高、导流能力强等优点。
目前的压裂支撑剂普遍以铝矾土生料为主要原料，这种传统的制备工艺生产成本高，且选用优质的原材料消耗限制了压裂支持剂的进一步发展。
发明内容
本发明旨在解决现有技术中存在的技术问题。为此，本发明提供一种以轻烧镁渣为主要原料的压裂支撑剂的制备方法，大大降低了生产成本，提高了资源利用率。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：
提供一种页岩气开采用压裂支撑剂，包括以下按重量份组成的原料：
镁渣70-80份、铝矾土熟料15-20份、锰矿石3-5份、钾长石3-5份；
所述压裂支撑剂的体积密度＜1.38g/cm3，86MPa闭合压力下破碎率≤5.0％，69MPa闭合压力下破碎率≤3.0％，52MPa闭合压力下破碎率≤1.0％。
在本发明提供的页岩气开采用压裂支撑剂的一种较佳实施例中，所述镁渣采用轻烧镁渣。
在本发明提供的页岩气开采用压裂支撑剂的一种较佳实施例中，由以下按重量份组成的原料：
轻烧镁渣75份、铝矾土熟料17份、锰矿石5份、钾长石3份。
本发明还提供所述的页岩气开采用压裂支撑剂的制备方法，包括以下步骤：
步骤一，以轻烧镁渣为主要原料，将轻烧镁渣70-80份、铝矾土熟料15-20份、锰矿石3-5份、钾长石3-5份按重量份比例混合；
步骤二，将混合物通过湿法球磨机研磨，研磨细度≥600目；
步骤三，将研磨后的粉料烘干后送入制粒机中，并加入8％～9％的雾化水造粒，得到球状生坯；
步骤四，将球装生坯干燥后，送入回转窑中煅烧，煅烧温度为1100℃～1250℃，冷却后过筛，得到粒度均匀的高强度压裂支撑剂。
与现有技术相比，本发明提供的页岩气开采用压裂支撑剂及其制备方法的有益效果是：本发明采用轻烧镁渣作为主要原料，相比于传统以优质铝矾土为主要原料，成本大幅降低，同时也能实现工业废弃物的再利用，保护了环境；此外，本发明制备的压裂支撑剂体积密度低，强度高，制备过程中，煅烧温度低，节能降耗，降低了企业的运用成本，提高了经济效益。
具体实施方式
下面对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例一
本实施例提供一种页岩气开采用压裂支撑剂，包括以下按重量份组成的原料：镁渣70-80份、铝矾土熟料15-20份、锰矿石3-5份、钾长石3-5份。
所述的页岩气开采用压裂支撑剂的制备方法，包括以下步骤：
步骤一，以轻烧镁渣为主要原料，按以下原材料所占重量份进行配料，各原料的重量份配比如下：
轻烧镁渣70-80份、铝矾土熟料15-20份、锰矿石3-5份、钾长石3-5份；
步骤二，将配好的原料混合后送入湿法球磨机研磨，研磨细度≥600目；
步骤三，将研磨后的粉料烘干后送入制粒机中，并加入8％～9％的雾化水造粒，得到球状生坯；
步骤四，将球装生坯干燥后，送入回转窑中煅烧，煅烧温度为1100℃～1250℃，冷却后过筛，得到粒度均匀的高强度压裂支撑剂。
实施例二
本实施例提供一种页岩气开采用压裂支撑剂，包括以下按重量份组成的原料：轻烧镁渣75份、铝矾土熟料17份、锰矿石5份、钾长石3份。本实施例的所述页岩气开采用压裂支撑剂与实施例一中所述的页岩气开采用压裂支撑剂的制备方法相同。
实施例三
本实施例提供一种页岩气开采用压裂支撑剂，包括以下按重量份组成的原料：轻烧镁渣70份、铝矾土熟料15份、锰矿石3份、钾长石3份。本实施例的所述页岩气开采用压裂支撑剂与实施例一中所述的页岩气开采用压裂支撑剂的制备方法相同。
实施例四
本实施例提供一种页岩气开采用压裂支撑剂，包括以下按重量份组成的原料：轻烧镁渣72份、铝矾土熟料17份、锰矿石4份、钾长石4份。本实施例的所述页岩气开采用压裂支撑剂与实施例一中所述的页岩气开采用压裂支撑剂的制备方法相同。
实施例五
本实施例提供一种页岩气开采用压裂支撑剂，包括以下按重量份组成的原料：轻烧镁渣80份、铝矾土熟料20份、锰矿石5份、钾长石5份。本实施例的所述页岩气开采用压裂支撑剂与实施例一中所述的页岩气开采用压裂支撑剂的制备方法相同。
上述实施例制备的压裂支撑剂的性能符合SY/T 5108-2014的标准要求，其体积密度＜1.38g/cm3，86MPa闭合压力下破碎率≤5.0％，69MPa闭合压力下破碎率≤3.0％，52MPa闭合压力下破碎率≤1.0％。
以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其它相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围之内。

Claims (3)

1.一种页岩气开采用压裂支撑剂，其特征在于：包括以下按重量份组成的原料：
轻烧镁渣70-80份、铝矾土熟料15-20份、锰矿石3-5份、钾长石3-5份；
所述压裂支撑剂的体积密度＜1.38g/cm3，86MPa闭合压力下破碎率≤5.0％，69MPa闭合压力下破碎率≤3.0％，52MPa闭合压力下破碎率≤1.0％；
所述页岩气开采用压裂支撑剂的制备方法包括以下步骤：
步骤一，以轻烧镁渣为主要原料，将轻烧镁渣70-80份、铝矾土熟料15-20份、锰矿石3-5份、钾长石3-5份按重量份比例混合；
步骤二，将混合物通过湿法球磨机研磨；
步骤三，将研磨后的粉料烘干后送入制粒机中，并加入8％～9％的雾化水造粒，得到球状生坯；
步骤四，将球装生坯干燥后，送入回转窑中在1100℃～1250℃的温度下煅烧，冷却后过筛，得到粒度均匀的高强度压裂支撑剂。
2.根据权利要求1所述的页岩气开采用压裂支撑剂，其特征在于：由以下按重量份组成的原料：
轻烧镁渣75份、铝矾土熟料17份、锰矿石5份、钾长石3份。
3.根据权利要求1所述的页岩气开采用压裂支撑剂，其特征在于：步骤二中，研磨细度≥600目。
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