一種以凝灰?guī)r為主要原料的低密高強(qiáng)石油陶粒支撐劑及其制備方法
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種以凝灰?guī)r為主要原料的低密高強(qiáng)石油陶粒支撐劑及其制備方法，所述陶粒制備的原料包括按照重量百分比進(jìn)行配比的:40%～60%的凝灰?guī)r礦粉、30%～45%的鋁礬土和5%～20%的巖漿土粉，其總重量百分比為百分之百；改性聚苯顆粒的體積占上述原料總體積的30%。該方法稱(chēng)取一定量的凝灰?guī)r、鋁礬土與少量巖漿土混合和研磨，在陶粒成球機(jī)中，加入一定量的聚苯顆粒，通過(guò)陶粒制造機(jī)，造粒生成球，生球干燥后，對(duì)其進(jìn)行粒徑篩分，合格的在1100～1190℃條件下焙燒20～40min，得到燒成的低密高強(qiáng)的石油支撐劑。本發(fā)明根據(jù)凝灰?guī)r礦和巖漿土中硅含量高的特點(diǎn)，能夠降低陶粒燒成溫度，同時(shí)提高陶粒強(qiáng)度，降低生產(chǎn)成本。
【專(zhuān)利說(shuō)明】一種以凝灰?guī)r為主要原料的低密高強(qiáng)石油陶粒支撐劑及其 制備方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于凝灰?guī)r綜合利用領(lǐng)域，具體涉及一種以凝灰?guī)r為主要原料的低密高強(qiáng) 石油陶粒支撐劑及其制備的方法。

【背景技術(shù)】
[0002] 低密高強(qiáng)石油陶粒支撐劑主要應(yīng)用于石油開(kāi)采，作為石油壓裂支撐劑是使地層深 處巖石裂隙保持裂開(kāi)狀態(tài)的支撐物。目前生產(chǎn)的石油陶粒支撐劑主要利用鋁礬土為原材 料，用凝灰?guī)r為原材料制備石油陶粒支撐劑生產(chǎn)上還沒(méi)有實(shí)現(xiàn)。而凝灰?guī)r作為火山巖漿石 的一種，在實(shí)際生產(chǎn)中應(yīng)用很少，屬于廢料的一種，但我國(guó)凝灰?guī)r產(chǎn)生量巨大。
[0003] 目前常用的支撐劑主要有石英砂、鋁釩土陶粒砂及樹(shù)脂包覆的復(fù)合顆粒等。由于 石英砂成本低，同時(shí)密度較低易于泵送，被大量使用，但石英砂強(qiáng)度低、球度差，降低裂縫導(dǎo) 流能力，不適用于閉合壓力高的深井。樹(shù)脂包覆石英砂的復(fù)合顆粒，球度有改善，耐腐蝕性 比較強(qiáng)，導(dǎo)流能力也較好，但產(chǎn)品保持期短，造價(jià)過(guò)高，在成本至上的今天推廣不易，而采用 陶粒工藝的陶粒支撐劑，密度高，球度好，耐腐蝕，耐高溫，耐高壓，同時(shí)成本可以得到較好 的控制，因此越來(lái)越廣泛的被油氣田所采用。實(shí)踐證明，使用陶粒石油支撐劑壓裂的油井可 提高產(chǎn)量30?50%，還能延長(zhǎng)油氣井服務(wù)年限，是石油、天然氣低滲透油氣井開(kāi)采、施工的 關(guān)鍵材料，不但能增加油氣產(chǎn)量，而且更能延長(zhǎng)油氣井服務(wù)年限。而現(xiàn)有技術(shù)中陶粒支撐劑 多采用鋁釩土陶粒工藝制成，如何能夠?qū)⒗脧U料且產(chǎn)量巨大的凝灰?guī)r制備石油陶粒支撐 齊U，已經(jīng)是一個(gè)值得研究的問(wèn)題。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本發(fā)明的目的是針對(duì)上述的不足，提供的一種利用凝灰?guī)r為主要原料低密高強(qiáng)石 油陶粒支撐劑及其制備方法，相對(duì)直接利用鋁礬土陶粒工藝制備陶粒支撐劑成本更低，該 陶粒同時(shí)能最大限能的提高石油開(kāi)采率。
[0005] 本發(fā)明的目的是這樣實(shí)現(xiàn)的： 一種以凝灰?guī)r為主要原料的低密高強(qiáng)石油陶粒支撐劑，原料包括按照重量百分比進(jìn) 行配比的：40%?60%的凝灰?guī)r礦粉、30%?45%的鋁礬土和5%?20%的巖漿土粉，其總重 量百分比為百分之百；改性聚苯顆粒的體積占上述原料總體積的30%。
[0006] 所述的錯(cuò)研!土的主要成分A1203含量在50%?85%，凝灰?guī)r和巖楽土的主要成分 Si02重量含量都在65%?70%。
[0007] 所述的凝灰?guī)r礦粉、鋁礬土、巖漿土與改性聚苯顆粒粒徑不大于0. 0740mm。
[0008] 所述的一種以凝灰?guī)r為主要原料的低密高強(qiáng)石油陶粒支撐劑，其制備方法包括以 下步驟： 1)、按所述重量百分配比稱(chēng)取凝灰?guī)r礦粉、鋁礬土顆粒與巖漿土顆粒，并分別在105? 130°C的溫度條件下干燥2?4h，然后混合均勻，制得混合料； 2) 、將步驟1)所制得混合料和改性聚苯顆粒加入圓球造粒機(jī)中成生球，造粒過(guò)程中在 生球的表面噴灑重量濃度為〇. 5?1. 0%的工業(yè)磷酸二氫鋁溶液，直至濕潤(rùn)球體表面，然后 在130?160°C的溫度條件下干燥2?4h，制得干球，所述工業(yè)磷酸二氫鋁溶液的作用是使 球體表面濕潤(rùn)，球體內(nèi)顆粒連接更緊密； 3) 、將將步驟2)所制得的干球在1080?1180°C的溫度條件下焙燒20?40min，冷卻 得到燒成的低密高強(qiáng)的陶粒石油支撐劑。
[0009] 積極有益效果：1、本發(fā)明提出一種以細(xì)粒凝灰?guī)r為原料制備系類(lèi)低密高強(qiáng)石油 陶粒支撐劑的技術(shù)，產(chǎn)品主要用于提高石油開(kāi)發(fā)率。
[0010] 2、本發(fā)明根據(jù)凝灰?guī)r礦和巖漿土中硅含量高的特點(diǎn)，能夠降低陶粒燒成溫度，同 時(shí)提1?陶粒強(qiáng)度。
[0011] 凝灰?guī)r、巖漿土多元素分析結(jié)果％

【權(quán)利要求】
1. 一種以凝灰?guī)r為主要原料的低密高強(qiáng)石油陶粒支撐劑，其特征在于：原料包括按照 重量百分比進(jìn)行配比的：40%?60%的凝灰?guī)r礦粉、30%?45%的鋁礬土和5%?20%的巖漿 土粉，其總重量百分比為百分之百；改性聚苯顆粒的體積占上述原料總體積的30%。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種以凝灰?guī)r為主要原料的低密高強(qiáng)石油陶粒支撐劑，其 特征在于：所述的鋁礬土的主要成分A120 3含量在50%?85%，凝灰?guī)r和巖漿土的主要成分 Si02重量含量都在60%?70%。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種以凝灰?guī)r為主要原料的低密高強(qiáng)石油陶粒支撐劑，其特 征在于：所述的凝灰?guī)r礦粉、鋁礬土、巖漿土與改性聚苯顆粒粒徑不大于0. 0740mm。
4. 如根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種以凝灰?guī)r為主要原料的低密高強(qiáng)石油陶粒支撐劑，其 特征在于其制備方法，包括以下步驟： 1) 、按所述重量百分配比稱(chēng)取凝灰?guī)r礦粉、鋁礬土顆粒與巖漿土顆粒，并分別在105? 130°C的溫度條件下干燥2?4h，然后混合均勻，制得混合料； 2) 、將步驟1)所制得混合料和改性聚苯顆粒加入圓球造粒機(jī)中成生球，造粒過(guò)程中在 生球的表面噴灑重量濃度為〇. 5?1. 0%的工業(yè)磷酸二氫鋁溶液，直至濕潤(rùn)球體表面，然后 在130?160°C的溫度條件下干燥2?4h，制得干球，所述工業(yè)磷酸二氫鋁溶液的作用是使 球體表面濕潤(rùn)，球體內(nèi)顆粒連接更緊密； 3) 、將將步驟2)所制得的干球在1080?1180°C的溫度條件下焙燒20?40min，冷卻 得到燒成的低密高強(qiáng)的陶粒石油支撐劑。
【文檔編號(hào)】C09K8/80GK104232074SQ201410485359
【公開(kāi)日】2014年12月24日 申請(qǐng)日期:2014年9月22日 優(yōu)先權(quán)日:2014年9月22日
【發(fā)明者】駱向陽(yáng), 李鵬鵬 申請(qǐng)人:信陽(yáng)市上天梯怡和礦產(chǎn)資源開(kāi)發(fā)有限公司