低密度高效能陶粒及其制備方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種低密度高效能陶粒及其制備方法，其中陶粒的原料由主組分和外加組分組成，其中所述主組分及其質(zhì)量百分比為：輕燒鋁礬土50～65％；輕燒粘土25～40％；變性粘土3～5％；莫來石熟料2～5％；所述外加組分的添加量為主組分總質(zhì)量的1～3％，所述外加組分為結(jié)合劑。本發(fā)明的陶粒密度低，抗破碎能力高。
【專利說明】低密度高效能陶粒及其制備方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及石油支撐劑【技術(shù)領(lǐng)域】，尤其涉及一種低密度高效能陶粒及其制備方 法。

【背景技術(shù)】
[0002] 石油天然氣深井開采時(shí)，經(jīng)常進(jìn)行壓裂處理，使含油氣巖層裂開，油氣從裂縫形成 的通道中匯集而出。用石油支撐劑隨同壓裂液進(jìn)入地層充填在巖層裂隙中，起到支撐裂隙 不因應(yīng)力釋放而閉合的作用，從而保持高導(dǎo)流能力，使油氣暢通，增加產(chǎn)量。
[0003] 目前常用的石油支撐劑主要有以下幾種：1、低密中強(qiáng)陶粒砂產(chǎn)品：傳統(tǒng)工藝生產(chǎn) 的低密中強(qiáng)陶粒砂的特性為：體積密度不大于I. 65g/cm3,視密度不大于3,而破碎率52MPa 一般在7-8% (20/40)，因此在較深井中的應(yīng)用受到限制。2、中密中強(qiáng)陶粒砂產(chǎn)品：傳統(tǒng)工 藝生產(chǎn)的中密中強(qiáng)陶粒砂的破碎率52MPa可以保持在5%以下（20/40)，但是因其體積密度 在I. 65-1. 80g/cm3,視密度在3-3. 25,會增加壓裂成本和單位體積內(nèi)陶粒砂的用量，但是為 了保證陶粒砂的抗破碎能力，在中深層井中成為首選。
[0004] 在壓裂施工中，陶粒砂產(chǎn)品的體積密度、視密度愈低，陶粒砂與壓裂的匹配性能愈 好，稠粘劑的選擇范圍更廣。但現(xiàn)有技術(shù)中會導(dǎo)致陶粒的抗破碎能力降低。因此保持陶粒 良好抗破碎能力，同時(shí)降低陶粒的體積密度、視密度是本領(lǐng)域所極力追求的。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 有鑒于此，本發(fā)明實(shí)施例提供一種低密度高效能陶粒及其制備方法，主要目的在 于提供一種體積密度、視密度低，抗破碎能力強(qiáng)的陶粒。
[0006] 為達(dá)到上述目的，本發(fā)明主要提供如下技術(shù)方案：
[0007] 一方面，本發(fā)明實(shí)施例提供了一種低密度高效能陶粒，其原料由主組分和外加組 分組成，其中
[0008] 所述主組分及其質(zhì)量百分比為：
[0009] 輕燒鋁礬土 50?65% 輕燒粘土 25?40% 變性粘土 3?5% 莫來石熟料 2?5%;
[0010] 所述外加組分的添加量為主組分總質(zhì)量的1?3%，所述外加組分為結(jié)合劑。
[0011] 作為優(yōu)選，所述低密度高效能陶粒的主組分質(zhì)量百分比如下：
[0012] 輕燒鋁礬土 60% 輕燒粘土 34% 變性粘土 3% 莫來石熟料3%;
[0013] 所述結(jié)合劑的添加量為主組分總質(zhì)量的2%。
[0014] 作為優(yōu)選，所述輕燒鋁礬土中鋁的質(zhì)量百分含量為50?60%。
[0015] 作為優(yōu)選,所述輕燒粘土中錯(cuò)的質(zhì)量百分含量為40?50%。
[0016] 作為優(yōu)選，所述結(jié)合劑為變性淀粉。
[0017] 另一方面，本發(fā)明實(shí)施例提供了一種上述任一種低密度高效能陶粒的制備方法， 包括如下步驟：
[0018] 將原料按比例配好后，經(jīng)球磨機(jī)研磨使粉料細(xì)度達(dá)到600目通過率在90%以上；
[0019] 造粒后，在150_220°C下烘干得陶粒半成品；
[0020] 篩分得到合格的陶粒半成品，在1420-1450°C高溫下燒制得到成品的陶粒。
[0021] 作為優(yōu)選，得到的所述成品的陶粒滿足20/40目的體積密度不大于I. 65g/cm3,視 密度不大于3. 0, 52MPa破碎率不大于4%，酸溶解度不大于5%。
[0022] 本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比具有如下優(yōu)點(diǎn)：
[0023] 本發(fā)明實(shí)施例提出的一種低密度高效能陶粒及其制備方法提供了一種體積密度、 視密度低，抗破碎能力強(qiáng)的陶粒。原料價(jià)格低，且易于得到。采用該種原料制備陶粒的工藝 簡單，生產(chǎn)成本低，易于實(shí)施，可進(jìn)行大量生產(chǎn)。

【具體實(shí)施方式】
[0024] 下面結(jié)合具體實(shí)施例對本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)描述，但不作為對本發(fā)明的限定。
[0025] 實(shí)施例1
[0026] 低密度高效能陶粒，其原料組成如下：
[0027] 輕燒鋁礬土（鋁的質(zhì)量百分含量為55. 8%) 1800g，輕燒粘土（鋁的質(zhì)量百分含量 為47. 2% ) 1020g，變性粘土 90g，莫來石熟料90g，變性淀粉（外加組分）60g。
[0028] 制備步驟如下：
[0029] 將原料按比例配好后，經(jīng)球磨機(jī)研磨使粉料細(xì)度達(dá)到600目通過率在90%以上；
[0030] 造粒后，在150°c下烘干得陶粒半成品；
[0031] 篩分得到合格的陶粒半成品，在1430°C高溫下燒制得到成品的陶粒。
[0032] 得到的成品的陶粒20/40目的體積密度為I. 62g/cm3,視密度為2. 80, 52MPa破碎 率為3. 52%，酸溶解度為4. 8%。實(shí)施例2
[0033] 低密度高效能陶粒，其原料組成如下：
[0034] 輕燒鋁礬土（鋁的質(zhì)量百分含量為58.9%) 1920g，輕燒粘土（鋁的質(zhì)量百分含量 為47. 2 % ) 900g，變性粘土 90g，莫來石熟料90g，變性淀粉（外加組分）60g。
[0035] 制備步驟如下：
[0036] 將原料按比例配好后，經(jīng)球磨機(jī)研磨使粉料細(xì)度達(dá)到600目通過率在90%以上；
[0037] 造粒后，在180°C下烘干得陶粒半成品；
[0038] 篩分得到合格的陶粒半成品，在1420°C高溫下燒制得到成品的陶粒。
[0039] 得到的成品的陶粒20/40目的體積密度為I. 60g/cm3,視密度為2. 92, 52MPa破碎 率為3. 9%，酸溶解度為5. 2%。
[0040] 實(shí)施例3
[0041] 低密度高效能陶粒，其原料組成如下：
[0042] 輕燒鋁礬土（鋁的質(zhì)量百分含量為59. 1 % ) 1560g，輕燒粘土（鋁的質(zhì)量百分含量 為47. 2% ) 1200g，變性粘土 90g，莫來石熟料150g，變性淀粉（外加組分）60g。
[0043] 制備步驟如下：
[0044] 將原料按比例配好后，經(jīng)球磨機(jī)研磨使粉料細(xì)度達(dá)到600目通過率在90%以上；
[0045] 造粒后，在220°C下烘干得陶粒半成品；
[0046] 篩分得到合格的陶粒半成品，在1440°C高溫下燒制得到成品的陶粒。
[0047] 得到的成品的陶粒20/40目的體積密度為I. 60g/cm3,視密度為2. 92, 52MPa破碎 率為3. 42 %，酸溶解度為4. 96 %。
[0048] 本發(fā)明實(shí)施例的陶粒的原料采用輕燒鋁礬土，控制鋁礬土的"燒失量"（LOI)在 0?1%之間，既有利于造粒又有利于燒成。采用攀枝花輕燒粘土同樣可以控制"燒失量" 即L0I，同時(shí)利用原料自身Fe203、Ti02含量高，促進(jìn)燒結(jié)中的莫來石生成和降低燒成溫度。 原料中引進(jìn)莫來石微晶體，在陶粒燒成過程中起到"搭架"的作用。通過上述實(shí)施例可以看 出本發(fā)明的陶?？蛊扑槟芰?，并且酸溶解度低。
[0049] 以上實(shí)施例僅為本發(fā)明的示例性實(shí)施例，不用于限制本發(fā)明，本發(fā)明的保護(hù)范圍 由權(quán)利要求書限定。本領(lǐng)域技術(shù)人員可以在本發(fā)明的實(shí)質(zhì)和保護(hù)范圍內(nèi)，對本發(fā)明做出各 種修改或等同替換，這種修改或等同替換也應(yīng)視為落在本發(fā)明的保護(hù)范圍內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1. 低密度高效能陶粒，其特征在于，其原料由主組分和外加組分組成，其中 所述主組分及其質(zhì)量百分比為： 輕燒鋁礬土 50?65% 輕燒粘土 25?40% 變性粘土 3?5% 莫來石熟料 2?5%; 所述外加組分的添加量為主組分總質(zhì)量的1?3%，所述外加組分為結(jié)合劑。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的低密度高效能陶粒，其特征在于，所述主組分質(zhì)量百分比如 下： 輕燒鋁礬土 60% 輕燒粘土 34% 變性粘土 3% 莫來石熟料 3%; 所述結(jié)合劑的添加量為主組分總質(zhì)量的2%。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的低密度高效能陶粒，其特征在于，所述輕燒鋁礬土中鋁的質(zhì) 量百分含量為50?60%。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的低密度高效能陶粒，其特征在于，所述輕燒粘土中鋁的質(zhì)量 百分含量為40?50%。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的低密度高效能陶粒，其特征在于，所述結(jié)合劑為變性淀粉。
6. 權(quán)利要求1-5任一項(xiàng)所述的低密度高效能陶粒的制備方法，其特征在于，包括如下 步驟： 將原料按比例配好后，經(jīng)球磨機(jī)研磨使粉料細(xì)度達(dá)到600目通過率在90%以上； 造粒后，在150-220°C下烘干得陶粒半成品； 篩分得到合格的陶粒半成品，在1420-1450°C高溫下燒制得到成品的陶粒。
7. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的低密度高效能陶粒的制備方法，其特征在于，得到的所述成 品的陶粒滿足20/40的體積密度不大于I. 65g/cm3,視密度不大于3. 0,52MPa破碎率不大于 4%,酸溶解度不大于5%。
【文檔編號】C04B35/622GK104326732SQ201410513273
【公開日】2015年2月4日 申請日期:2014年9月29日 優(yōu)先權(quán)日:2014年9月29日
【發(fā)明者】周麗, 王昕 , 李嶙, 秦利 申請人:安東新材料（遂寧）有限公司