專利名稱：高強(qiáng)度陶粒支撐劑及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種高強(qiáng)度陶粒支撐劑，同時(shí)，還涉及一種該陶粒支撐劑的制備方法。
背景技術(shù)：
通常在石油、天燃?xì)馍罹_(kāi)采及超深井的壓裂工藝中，都會(huì)用到支撐劑，為油氣流的流通提供高滲透性的通道，保持高導(dǎo)流能力，提高油、氣的產(chǎn)量。傳統(tǒng)的石油開(kāi)采中，一般采用天然砂做支撐劑，也有采用其它材料如粘土、鑭系金屬氧化物及二氧化錳等為原料做成的支撐劑。國(guó)家的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定陶粒支撐劑的抗酸腐蝕性必須小于或等于5％，在使用中必須要求陶粒支撐劑有較高的抗酸腐蝕性，這是因?yàn)榫麻_(kāi)采的原油中含有酸性礦物質(zhì)，陶粒支撐劑在酸性環(huán)境中浸泡，油氣不斷通過(guò)時(shí)，會(huì)對(duì)支撐劑進(jìn)行酸洗，使支撐劑溶解成粉狀，這樣，不僅起不到支撐作用，還會(huì)堵塞油氣流，從而使油井的壽命縮短。目前，所使用的陶粒支撐劑在使用時(shí)存在如下缺點(diǎn)顆粒大小不均勻，抗壓性能差、易破碎；但最主要的缺點(diǎn)在于抗酸腐蝕性低，很容易導(dǎo)致形成局部堵塞，油氣流通不暢，無(wú)法更有效地支撐壓裂裂縫，使裂縫內(nèi)的滲透率降低，產(chǎn)油率低，浪費(fèi)資源。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種高強(qiáng)度陶粒支撐劑，以提高其酸溶解度，提高抗酸腐蝕性，延長(zhǎng)油井的壽命。
同時(shí)，本發(fā)明的目的還在于提供了一種該陶粒支撐劑的制備方法。
為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案在于采用了一種高強(qiáng)度陶粒支撐劑，它由以下重量百分比含量的組分組成Al2O374-80％SiO25.5-10.5％TiO22.5-3.5％Fe2O34-9％其它輔料 0-3％。
所述的其它輔料為MnO2、K2O、Na2O、CaO、MgO，其中各成分占總量的重量百分比如下MnO20-2.3％，K2O0-0.4％，Na2O0-0.2％，CaO0-0.3％，MgO0-0.2％。
同時(shí)，本發(fā)明的技術(shù)方案還在于采用了一種高強(qiáng)度陶粒支撐劑的制備方法，取上述比例的組分，分別磨成細(xì)粉，混合、攪拌，得混合料，化驗(yàn)合格后送至滾動(dòng)制粒機(jī)；加水氣成霧裝置，在制粒機(jī)單向勻速轉(zhuǎn)動(dòng)下，混合料連續(xù)由少到多添加，通過(guò)水霧的連續(xù)噴灑，形成大小不一的圓粒，進(jìn)一步轉(zhuǎn)動(dòng)，得半成品，經(jīng)檢測(cè)合格后出鍋；然后將合格的半成品經(jīng)升溫，冷卻，即可制得成品。
所述的合格的半成品在煤燒式隧道窯內(nèi)進(jìn)行升溫，在煤燒式隧道窯內(nèi)的溫度從35-45℃開(kāi)始，經(jīng)15-17小時(shí)后，勻速移動(dòng)并通過(guò)煤燒式隧道窯的預(yù)熱帶，使溫度達(dá)到1050-1150℃，然后進(jìn)入高溫?zé)蓭?，?300℃-1350℃-1300℃的溫度燒結(jié)7-9小時(shí)后進(jìn)入冷卻帶，經(jīng)15-17小時(shí)的冷卻，產(chǎn)品在運(yùn)動(dòng)中由1300℃冷卻至250-300℃后出窯，自然冷卻即可得本發(fā)明的產(chǎn)品。
本發(fā)明的主要原料Al2O3可以取自鋁礬土，其來(lái)源豐富，成本低，本發(fā)明中還含有SiO2、TiO2、Fe2O3、MnO2、K2O、Na2O、CaO、MgO，上述各組分混合攪拌均勻后成混合粉，經(jīng)水氣霧化滾動(dòng)成球，并經(jīng)高溫?zé)Y(jié)而成。實(shí)驗(yàn)證明，本發(fā)明的產(chǎn)品抗破碎能力高；且由于本發(fā)明的各組分比例適當(dāng)，使得本產(chǎn)品的酸溶解度指標(biāo)符合標(biāo)準(zhǔn)要求。本發(fā)明的產(chǎn)品具有較高的抗酸腐蝕性，油氣流通順暢，可有效地支撐壓裂裂縫，大大提高裂縫內(nèi)的滲透率，產(chǎn)油率高。另外，本發(fā)明的產(chǎn)品不含Cr、Pb、S等有毒元素，屬環(huán)保產(chǎn)品。
采用本發(fā)明的方法所制備的陶粒支撐劑的各項(xiàng)性能指標(biāo)測(cè)定與行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)及113號(hào)文件要求對(duì)比如下

其中113號(hào)文件為中國(guó)石油天然氣股份有限公司簽發(fā)。
具體實(shí)施例方式
實(shí)施例1本發(fā)明的陶粒支撐劑由以下重量百分比含量的組分組成Al2O374％，SiO210.5％，TiO23.5％，F(xiàn)e2O39％，MnO22.3％，K2O0.3％，Na2O0.1％，CaO0.2％，MgO0.1％。其中本發(fā)明各組分的原料來(lái)源為Al2O3取自72.5％以上Al2O3的礦石，MnO2取自二氧化錳含量為44-46％的二氧化錳礦石，SiO2取自二氧化硅含量為20-25％的高嶺土礦石，K2O、Na2O取自K2O含量為7.5％、Na2O含量為3.5％的鉀長(zhǎng)石礦石。
制備時(shí)，用超細(xì)雷錳磨分別將以上原料磨成325目以上的細(xì)粉入庫(kù)，配料車間按照本發(fā)明的各組分組成將上述各比例的細(xì)粉料進(jìn)行混合，攪拌40分鐘，配制成小樣料，將一定比例的混合料配一定比例的小料再由大混合機(jī)進(jìn)行混合攪拌30分鐘以上，化驗(yàn)合格后進(jìn)入制粒車間；經(jīng)圓形滾動(dòng)制粒機(jī)，加配水氣成霧設(shè)施，在制粒機(jī)單向勻速轉(zhuǎn)動(dòng)下，混合料連續(xù)由少至多加至鍋內(nèi)1/2，通過(guò)水霧的不斷噴灑，制粒機(jī)的不停轉(zhuǎn)動(dòng)，形成大小不一的圓粒，轉(zhuǎn)動(dòng)80分鐘，經(jīng)檢測(cè)符合要求后出鍋，出鍋后的小圓粒具有要求的強(qiáng)度、圓度、光度。然后通過(guò)傳動(dòng)輸?shù)?，配裝后裝上窯車由軌道引入煤燒式隧道窯，產(chǎn)品在窯車上從40℃開(kāi)始，16小時(shí)后，勻速移動(dòng)通過(guò)控制升溫的預(yù)熱帶，進(jìn)入高溫?zé)蓭?，使產(chǎn)品溫度達(dá)到1100C，產(chǎn)品在燒成帶勻速移動(dòng)，用1300℃-1350℃-1300℃的溫度燒結(jié)8小時(shí)后進(jìn)入冷卻帶，通過(guò)16小時(shí)控制冷卻，產(chǎn)品在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中由1300℃冷卻至300℃，自然冷卻即可得本發(fā)明的陶粒支撐劑。
實(shí)施例2本發(fā)明的陶粒支撐劑由以下重量百分比含量的組分組成Al2O378％，SiO29.5％，TiO22.5％，F(xiàn)e2O37％，MnO22.0％，K2O0.4％，Na2O0.2％，CaO0.2％，MgO0.2％。其中本發(fā)明各組分的原料來(lái)源為Al2O3取自72.5％以上Al2O3的礦石，MnO2取自二氧化錳含量為44-46％的二氧化錳礦石，SiO2取自二氧化硅含量為20-25％的高嶺土礦石，K2O、Na2O取自K2O含量為7.5％、Na2O含量為3.5％的鉀長(zhǎng)石礦石。
制備時(shí)，用超細(xì)雷錳磨分別將以上原料磨成325目以上的細(xì)粉入庫(kù)，配料車間按照本發(fā)明的各組分組成將上述各比例的細(xì)粉料進(jìn)行混合，攪拌50分鐘，配制成小樣料，將一定比例的混合料配一定比例的小料再由大混合機(jī)進(jìn)行混合攪拌30分鐘以上，化驗(yàn)合格后進(jìn)入制粒車間；經(jīng)圓形滾動(dòng)制粒機(jī)，加配水氣成霧設(shè)施，在制粒機(jī)單向勻速轉(zhuǎn)動(dòng)下，混合料連續(xù)由少至多加至鍋內(nèi)1/2，通過(guò)水霧的不斷噴灑，制粒機(jī)的不停轉(zhuǎn)動(dòng)，形成大小不一的圓粒，轉(zhuǎn)動(dòng)80分鐘，經(jīng)檢測(cè)符合要求后出鍋，出鍋后的小圓粒具有要求的強(qiáng)度、圓度、光度。然后通過(guò)傳動(dòng)輸?shù)溃溲b后裝上窯車由軌道引入煤燒式隧道窯，產(chǎn)品在窯車上從40℃開(kāi)始，15小時(shí)后，勻速移動(dòng)通過(guò)控制升溫的預(yù)熱帶，進(jìn)入高溫?zé)蓭В巩a(chǎn)品溫度達(dá)到1050℃，產(chǎn)品在燒成帶勻速移動(dòng)，用1300℃-1350℃-1300℃的溫度燒結(jié)7小時(shí)后進(jìn)入冷卻帶，通過(guò)15小時(shí)控制冷卻，產(chǎn)品在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中由1300℃冷卻至350℃，自然冷卻即可得本發(fā)明的陶粒支撐劑。
實(shí)施例3本發(fā)明的陶粒支撐劑由以下重量百分比含量的組分組成Al2O380％，SiO28.5％，TiO23.5％，F(xiàn)e2O35％，MnO21.9％，K2O0.4％，Na2O0.2％，CaO0.3％，MgO0.2％。其中本發(fā)明各組分的原料來(lái)源為Al2O3取自72.5％以上Al2O3的礦石，MnO2取自二氧化錳含量為44-46％的二氧化錳礦石，SiO2取自二氧化硅含量為20-25％的高嶺土礦石，K2O、Na2O取自K2O含量為7.5％、Na2O含量為3.5％的鉀長(zhǎng)石礦石。
制備時(shí)，用超細(xì)雷錳磨分別將以上原料磨成325目以上的細(xì)粉入庫(kù)，配料車間按照本發(fā)明的各組分組成將上述各比例的細(xì)粉料進(jìn)行混合，攪拌50分鐘，配制成小樣料，將一定比例的混合料配一定比例的小料再由大混合機(jī)進(jìn)行混合攪拌30分鐘以上，化驗(yàn)合格后進(jìn)入制粒車間；經(jīng)圓形滾動(dòng)制粒機(jī)，加配水氣成霧設(shè)施，在制粒機(jī)單向勻速轉(zhuǎn)動(dòng)下，混合料連續(xù)由少至多加至鍋內(nèi)1/2，通過(guò)水霧的不斷噴灑，制粒機(jī)的不停轉(zhuǎn)動(dòng)，形成大小不一的圓粒，轉(zhuǎn)動(dòng)80分鐘，經(jīng)檢測(cè)符合要求后出鍋，出鍋后的小圓粒具有要求的強(qiáng)度、圓度、光度。然后通過(guò)傳動(dòng)輸?shù)?，配裝后裝上窯車由軌道引入煤燒式隧道窯，產(chǎn)品在窯車上從40℃開(kāi)始，17小時(shí)后，勻速移動(dòng)通過(guò)控制升溫的預(yù)熱帶，進(jìn)入高溫?zé)蓭?，使產(chǎn)品溫度達(dá)到1150℃，產(chǎn)品在燒成帶勻速移動(dòng)，用1300℃-1350℃-1300℃的溫度燒結(jié)9小時(shí)后進(jìn)入冷卻帶，通過(guò)17小時(shí)控制冷卻，產(chǎn)品在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中由1300℃冷卻至250℃，自然冷卻即可制得本發(fā)明的陶粒支撐劑。
權(quán)利要求
1.一種高強(qiáng)度陶粒支撐劑，其特征在于它由以下重量百分比含量的組分組成Al2O374-80％SiO25.5-10.5％TiO22.5-3.5％Fe2O34-9％其它輔料 0-3％。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高強(qiáng)度陶粒支撐劑，其特征在于所述的其它輔料為MnO2、K2O、Na2O、CaO、MgO，其中各成分占總量的重量百分比如下MnO20-2.3％，K2O0-0.4％，Na2O0-0.2％，CaO0-0.3％，MgO0-0.2％。
3.一種如權(quán)利要求1或2所述的高強(qiáng)度陶粒支撐劑的制備方法，其特征在于取上述比例的組分，分別磨成細(xì)粉，混合、攪拌，得混合料，化驗(yàn)合格后送至滾動(dòng)制粒機(jī)；加水氣成霧裝置，在制粒機(jī)單向勻速轉(zhuǎn)動(dòng)下，混合料連續(xù)由少到多添加，通過(guò)水霧的連續(xù)噴灑，形成大小不一的圓粒，進(jìn)一步轉(zhuǎn)動(dòng)，得半成品，經(jīng)檢測(cè)合格后出鍋；然后將合格的半成品經(jīng)升溫，冷卻，即可制得成品。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的高強(qiáng)度陶粒支撐劑的制備方法，其特征在于所述的合格的半成品在煤燒式隧道窯內(nèi)進(jìn)行升溫，在煤燒式隧道窯內(nèi)的溫度從35-45℃開(kāi)始，經(jīng)15-17小時(shí)后，勻速移動(dòng)并通過(guò)煤燒式隧道窯的預(yù)熱帶，使溫度達(dá)到1050-1150℃，然后進(jìn)入高溫?zé)蓭В?300℃-1350℃-1300℃的溫度燒結(jié)7-9小時(shí)后進(jìn)入冷卻帶，經(jīng)15-17小時(shí)的冷卻，產(chǎn)品在運(yùn)動(dòng)中由1300℃冷卻至250-300℃后出窯，自然冷卻即可得本發(fā)明的產(chǎn)品。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種高強(qiáng)度陶粒支撐劑，同時(shí)還涉及一種該產(chǎn)品的制備方法，它由以下重量百分比含量的組分組成Al
文檔編號(hào)C04B35/10GK1699265SQ20041001027
公開(kāi)日2005年11月23日 申請(qǐng)日期2004年5月18日 優(yōu)先權(quán)日2004年5月18日
發(fā)明者張希君, 程傳文 申請(qǐng)人:澠池縣方圓陶粒砂廠