專利名稱：含有無機(jī)纖維的水力壓裂支撐劑的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及石油和天然氣生產(chǎn)行業(yè)，并且更具體地說，涉及可用于在水力壓裂中提高石油和天然氣生產(chǎn)的支撐劑。最具體地說，本發(fā)明是用于制備陶粒支撐劑的組合物和制造工藝。
背景技術(shù)：
對(duì)于廉價(jià)的高強(qiáng)度支撐劑存在需要
發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目標(biāo)是提供用于水力壓裂的低成本支撐劑和其生產(chǎn)方法?！獋€(gè)實(shí)施方案是由基體的前體(precursor)和增強(qiáng)添加劑形成的陶瓷基組合物，其中增強(qiáng)添加劑呈多種細(xì)長(zhǎng)無機(jī)晶體形式。組合物可呈粒狀材料形式。增強(qiáng)添加劑可包括以下一種或一種以上天然硅灰石、硅灰石濃縮物、合成硅灰石、3 -硅灰石、頑輝石、白云石、氧化鎂、硅酸鎂、鎂橄欖石、滑石、橄欖石、碳化硅、氮化硅、無機(jī)纖維、由金屬塊(s Iug )產(chǎn)生的纖維、可商購的無機(jī)結(jié)晶纖維、基于a -氧化鋁的纖維、基于氧化鋁-二氧化硅的纖維、玻璃纖維，和纖維。增強(qiáng)添加劑的數(shù)量通常不超過25重量百分比?；w的前體包括以下一種或一種以上粘土、高嶺土、鋁土礦、高嶺石、氧化鋁細(xì)屑、氫氧化鋁、氧化鋁粉末、云母、硅酸鋁、富鋁紅柱石(mullite)、藍(lán)晶石，和硅線石，以及這些材料的混合物。鋁土礦的氧化鋁含量通常在約50至約75重量百分比的范圍內(nèi)。增強(qiáng)添加劑優(yōu)選包括硅灰石、硅灰石濃縮物，或合成硅灰石晶體，其長(zhǎng)徑比的范圍是約3至約40，更優(yōu)選約8至約20。在組合物的其它實(shí)施方案中，一種或一種以上前體可被預(yù)燒(預(yù)煅燒)。增強(qiáng)添加劑可添加至基體的前體中，增強(qiáng)添加劑的前體可添加至基體的前體中，或增強(qiáng)添加劑和增強(qiáng)添加劑的前體可一起添加至基體的前體中。組合物通常在低于約1500°C并且低于增強(qiáng)添加劑的熔融溫度的溫度下，例如在約1200與約1350°C之間的溫度下燒制。本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施方案是制備含有陶瓷基體和增強(qiáng)劑的支撐劑材料的方法。所述方法包括以下步驟壓碎原料組分、混合原料組分、將混合物?；芍蝿╊w粒、干燥顆粒、燒結(jié)顆粒，和篩分顆粒以提供選定大小。在這種方法中，原料組分可包括一種或多種陶瓷基前體材料和一種或一種以上增強(qiáng)添加劑，或一種或多種陶瓷基前體材料和增強(qiáng)添加劑的一種或一種以上前體，或一種或多種陶瓷基前體材料和一種或一種以上增強(qiáng)添加劑和增強(qiáng)添加劑的一種或一種以上前體。
具體實(shí)施例方式雖然以下討論著重于壓裂，但是本發(fā)明的增強(qiáng)支撐劑和方法可用于壓裂、礫石充填，和合并在單一操作中的壓裂與礫石充填。本發(fā)明可就處理垂直井加以描述，但是同樣可適用于任何定向的井。本發(fā)明可針對(duì)用于烴生產(chǎn)井加以描述，但是應(yīng)理解本發(fā)明可用于供生產(chǎn)如水或二氧化碳的其它液體的井，或例如用于注入或儲(chǔ)存井。還應(yīng)理解在整個(gè)本說明書中，當(dāng)濃度或數(shù)量范圍被描述為適用，或合適等時(shí)，應(yīng)認(rèn)為已經(jīng)陳述所述范圍內(nèi)的任何和每個(gè)濃度或數(shù)量，包括端點(diǎn)。此外，每個(gè)數(shù)值在第一次遇到時(shí)應(yīng)認(rèn)為由術(shù)語“約”修飾(除非已經(jīng)明確地如此限定)，然后再次遇到時(shí)不應(yīng)認(rèn)為如此限定，除非上下文另外陳述。例如，“I至10的范圍”應(yīng)認(rèn)為是指明在約I與約10之間的閉聯(lián)集內(nèi)的每一個(gè)可能數(shù)字。換句話說，當(dāng)表達(dá)某一范圍時(shí)，即使僅明確認(rèn)定或提到所述范圍內(nèi)的少許特定數(shù)據(jù)點(diǎn)，或甚至當(dāng)未提到所述范圍內(nèi)的數(shù)據(jù)點(diǎn)時(shí)，應(yīng)理解，本發(fā)明者了解并且理解所述范圍內(nèi)的任何和所有數(shù)據(jù)點(diǎn)應(yīng)視為已加以規(guī)定，并且本發(fā)明者擁有整個(gè)范圍和所述范圍內(nèi)的所有點(diǎn)。本文描述用于制備通常稱為支撐劑的陶瓷芯塊的組合物，以及其制造工藝。支撐劑的獨(dú)特組成引起強(qiáng)度的顯著增加，同時(shí)使支撐劑比重減到最少。有利的結(jié)果是由于在一定強(qiáng)度條件下的比重較低，產(chǎn)生了與常規(guī)支撐劑相比，輸運(yùn)性質(zhì)得到改善的高強(qiáng)度支撐劑。這些支撐劑在高于約68. 95MPa(約10，OOOpsi)的壓力下尤其適用。
支撐劑是由以下的組合進(jìn)行制造使用易于得到并且廉價(jià)的具有中等鋁含量的鋁土礦制成的陶瓷基體，和例如呈無機(jī)細(xì)長(zhǎng)晶體(例如針形晶體、纖維、板樣形狀和晶須)形式的無機(jī)增強(qiáng)添加劑。實(shí)例為礦物實(shí)例硅灰石。在陶瓷顆粒中形成增強(qiáng)網(wǎng)狀物，從而增加其強(qiáng)度。增強(qiáng)添加劑或相可添加至原材料摻合物或可在制造工藝期間原位形成。因此，形成具有與初始無機(jī)基體近似的密度的材料。優(yōu)選地使用多達(dá)約15重量百分比的增強(qiáng)添加齊U。這種組合物和方法是設(shè)計(jì)來與通常用于中等強(qiáng)度支撐劑的廉價(jià)并且相對(duì)輕重量的鋁土礦(例如具有約50至約75重量百分比的氧化鋁含量)一起發(fā)揮作用。在材料科學(xué)中，此方法已相當(dāng)廣泛地用于主要由金屬和聚合物制成，以及由陶瓷基體制成的復(fù)合物中。然而，在本發(fā)明中用于使陶瓷基體變堅(jiān)韌的無機(jī)纖維的用途與在金屬或聚合物基體中使用的纖維的用途非常不同。這一差異由所使用的基體材料的性質(zhì)產(chǎn)生。聚合物(例如樹脂)和大多數(shù)金屬復(fù)合物通常利用基體材料的較低剛度和塑性變形的 能力。這一狀況與增強(qiáng)物的較大剛度一起使得壓力可通過基體轉(zhuǎn)化到纖維上，并且將其非凡的機(jī)械性質(zhì)賦予整個(gè)復(fù)合結(jié)構(gòu)。相比之下，在本發(fā)明中，陶瓷基體復(fù)合物由非常硬的(易碎的)基體組成，在所述基體中嵌埋有硬度較小的纖維。這樣一來，與傳統(tǒng)的復(fù)合物相比，各自的作用在一定程度上是相反的。整個(gè)復(fù)合物的硬度主要由基體來控制。纖維的作用是抵消基體的脆度。纖維必須阻止裂縫在陶瓷基體中傳播。若干因素起作用纖維-基體界面處的粘結(jié)強(qiáng)度，纖維對(duì)于裂縫的彌合，以及其對(duì)于隨后脫離的抗性。纖維減少裂縫變長(zhǎng)和裂縫加寬。在這兩種情況中，界面粘結(jié)都是最重要的。本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是本發(fā)明的支撐劑可使用常規(guī)支撐劑制造材料和工藝來制造。通常，用于高應(yīng)力應(yīng)用的支撐劑(稱為高強(qiáng)度支撐劑)使用高質(zhì)量等級(jí)的鋁土礦(例如具有高于約75重量百分比的氧化鋁含量)來產(chǎn)生，并且在高溫(例如高于約1400°C )下合成，這兩種情況都導(dǎo)致最終產(chǎn)物的成本較高。本發(fā)明的復(fù)合增強(qiáng)支撐劑的制造成本由于較低焙燒溫度和作為主要成分的中等強(qiáng)度鋁土礦的較低成本而低于常規(guī)高強(qiáng)度支撐劑的制造成本。本發(fā)明的支撐劑的較高強(qiáng)度防止這種支撐劑在較高閉合應(yīng)力下被壓碎，產(chǎn)生高度傳導(dǎo)性的支撐劑填料，從而可引起石油和天然氣生產(chǎn)增加。這種材料相對(duì)于具有類似強(qiáng)度的其它支撐劑的較低密度有助于確保支撐劑在裂縫中輸運(yùn)和放置的改善。較低密度支撐劑在給定液體中具有較低沉降速率，因此可在較低粘度液體中以較低泵送速率加以泵送，或更深地泵送至裂縫中，這一情況要取決于操作者的需要。美國專利第6，753，299號(hào)教導(dǎo)了輕重量的可滲透性支撐劑組合物，其優(yōu)選包含由占組合物的小于10重量％的量的硅灰石和滑石粉形成的粘結(jié)劑保持在一起的按重量計(jì)算相等量的未焙燒(未煅燒)鋁土礦、未焙燒頁巖和石英。支撐劑在1100至1200°C下加以燒制。這一組合物中的氧化鋁的總含量小于25重量百分比，二氧化硅含量高于45重量百分t匕，并且硅灰石僅與滑石粉一起使用，以便在支撐劑本體中產(chǎn)生額外結(jié)晶相。優(yōu)選支撐劑含有45重量％或更多的石英，其為主結(jié)晶相。據(jù)發(fā)明者稱，添加滑石粉和硅灰石分別導(dǎo)致硅酸鎂鐵(尖晶石)和鈣長(zhǎng)石相的形成。少量長(zhǎng)石可在中本發(fā)明的支撐劑被發(fā)現(xiàn)，但是其并非是所需的相。所引用參考文獻(xiàn)的支撐劑據(jù)稱具有高度浸透性和多孔性；本發(fā)明的支撐劑據(jù)信具有與常規(guī)陶粒支撐劑大約相同的孔隙率，即小于約30重量百分比。美國專利第5，120，455號(hào)所公開的支撐劑具有40至60重量百分比的氧化鋁含量，36. 5至56. 5重量百分比的二氧化硅含量和多達(dá)5重量百分比的選自霞石正長(zhǎng)巖、熔融 鋁土礦塵埃、硅灰石、滑石粉和長(zhǎng)石的壓碎強(qiáng)度增強(qiáng)劑。據(jù)發(fā)明者稱，壓碎強(qiáng)度增強(qiáng)劑通過在燒結(jié)期間阻止方石英形成來起作用。他們沒有提到壓碎強(qiáng)度增強(qiáng)劑必須具有某一長(zhǎng)徑t匕，熔點(diǎn)并且他們也沒有指定組合物必須在低于壓碎增強(qiáng)劑的熔點(diǎn)的溫度下加以燒制。無機(jī)物硅灰石(CaO SiO2)已在生產(chǎn)陶瓷和玻璃陶瓷中，在形成的基體內(nèi)加以合成。例如，由晶須類型的硅灰石晶體增強(qiáng)的顯示高機(jī)械強(qiáng)度的玻璃陶瓷已通過使用各種廢玻璃和貝殼的混合物作為起始材料的研磨和熱處理工藝來加以制備。使用X射線衍射分析在玻璃基體中觀察到晶須類型的￠-硅灰石晶體的形成。在將退火溫度從800°C增加至900°C直至1000°C時(shí)，樣品的耐壓強(qiáng)度增加。然而，在本發(fā)明中，晶須類型的硅灰石(或類似材料)優(yōu)選以備妥的形式添加至前體混合物。包含多個(gè)燒結(jié)球狀芯塊的增強(qiáng)水力壓裂支撐劑由包含至少一種來自A組的組分(形成所述基體)和至少一種來自B組的組分(增強(qiáng)組分)的組合物來制備A 組(基體)鋁土礦、高嶺土、高嶺石、粘土、氧化鋁細(xì)屑、氫氧化鋁、氧化鋁粉末(處于過渡狀態(tài)中)、云母、硅酸鋁(例如富鋁紅柱石、藍(lán)晶石和硅線石)，和鋁土礦(主要由一種或多種氫氧化鋁材料組成的自然產(chǎn)生的非均質(zhì)材料，加上二氧化硅(SiO2)、氧化鐵(Fe2O3)、二氧化鈦(TiO2)、鋁硅酸鹽和痕量的其它雜質(zhì)的各種混合物)和這些材料的混合物。B組(增強(qiáng)組分)天然硅灰石、硅灰石濃縮物(經(jīng)精煉以具有低雜質(zhì)含量和選定長(zhǎng)徑比的濃縮物)、合成硅灰石、3 -硅灰石、頑輝石、白云石、氧化鎂、硅酸鎂(鎂橄欖石、滑石)、橄欖石(硅酸鎂和硅酸亞鐵的固溶體)、碳化硅、氮化硅、無機(jī)纖維、由金屬生產(chǎn)的金屬塊副產(chǎn)物產(chǎn)生的纖維、基于a -氧化鋁的纖維、基于氧化鋁-二氧化硅的纖維、玻璃纖維、可耐受支撐劑燒結(jié)溫度的耐高溫陶瓷纖維，和這些材料的混合物。任何天然或合成增強(qiáng)材料的主要要求是優(yōu)選約3至約40、最優(yōu)選約8至約20的長(zhǎng)徑比，優(yōu)選小于約10重量百分比的雜質(zhì)含量，和優(yōu)選小于約80至IOOpm的纖維直徑。許多可商購的B組成員具有在這些范圍以外的性質(zhì)。來自A組和B組的材料的組合允許獲得具有由無機(jī)晶須、針、纖維的相和其它細(xì)長(zhǎng)無機(jī)晶體相增強(qiáng)的鋁土礦或氧化鋁-硅酸鹽基體的復(fù)合材料。增強(qiáng)組分優(yōu)選以多達(dá)約10重量百分比的濃度添加。A組和B組的組分以一定濃度混合以使得最終產(chǎn)物的氧化鋁含量為約60至約90重量百分比，優(yōu)選約70至約78重量百分比，并且二氧化硅含量為約5至約30重量百分比，優(yōu)選約15至約20重量百分比。連續(xù)纖維增強(qiáng)物提供強(qiáng)度和韌性。纖維通常更強(qiáng)固，并且具有比基體材料高的楊氏模量值，并且其支撐大部分的所施加的載荷。纖 維增強(qiáng)陶瓷和常規(guī)陶瓷的破壞機(jī)理是不同的，不同之處在于破壞對(duì)于纖維增強(qiáng)陶瓷不是毀滅性的，因?yàn)榧词乖诨w破裂之后，大部分所施加載荷可繼續(xù)由纖維支撐。采用復(fù)合物方法允許生產(chǎn)比重接近于基體(例如中等強(qiáng)度鋁土礦)的比重但是具有較大壓碎強(qiáng)度的支撐劑，因?yàn)樵鰪?qiáng)材料以相對(duì)較低的濃度添加，并且具有類似于基體組分的密度。無機(jī)纖維增強(qiáng)的支撐劑材料使用常規(guī)支撐劑制造技術(shù)來制備。將至少一種來自A組的組分與至少一種來自B組的組分混合。任選地，可引入超過5重量百分比的粘結(jié)劑。粘結(jié)劑的非限制實(shí)例包括淀粉和羥丙基纖維素。粘結(jié)劑以約5至約7重量百分比，優(yōu)選約3至約5重量百分比的濃度添加?；旌衔镌诟哌_(dá)約100°C，優(yōu)選約80至約95°C的溫度下干燥。在高達(dá)約1500°C的最終溫度下燒制，優(yōu)選在約1200至1350°C的溫度范圍內(nèi)執(zhí)行(例如在商業(yè)旋轉(zhuǎn)窯中)，且加熱速率和在中間溫度與最終溫度下的停留時(shí)間經(jīng)過選擇來獲得提供陶瓷體的最佳性質(zhì)的相組成并且保持增強(qiáng)添加劑的晶形不改變。加熱溫度可不斷地增加，或可停止加熱并且將混合物保持在中間溫度下達(dá)到選定的時(shí)間。經(jīng)過選擇使用的焙燒溫度低于來自B組的組分的熔點(diǎn)，或任何相轉(zhuǎn)變點(diǎn)。可商購的許多B組成員的熔點(diǎn)各不同并且在燒制時(shí)必須考慮到這一'清況。在冷卻之后，將支撐劑篩分至不同的大小。任選地，至少一種在油田中使用的聚合物/金屬/無機(jī)/復(fù)合物涂料(可固化或預(yù)固化)可通過本領(lǐng)域普通技術(shù)人員已知的任何方法來涂覆至支撐劑表面上。如果涂布支撐劑，那么可首先涂覆任選的中間涂料以增加外涂層與支撐劑的粘附強(qiáng)度。低密度使得本發(fā)明的支撐劑尤其適用于減水阻處理(slick water treatment),在所述減水阻處理中，支撐劑輸運(yùn)通常造成尤其嚴(yán)重問題。應(yīng)當(dāng)指出的是，在?；に囍校ǔＬ砑?至3重量百分比的增塑劑，例如高嶺土(如果還不存在)或膨潤(rùn)土。研究不同溫度下的增強(qiáng)添加劑的影響，并且發(fā)現(xiàn)1450°C是所研究的鋁土礦組合物的最佳溫度。在實(shí)驗(yàn)室中，燒制在電氣馬弗爐中完成；在商業(yè)旋轉(zhuǎn)窯中，焙燒溫度可較低。本發(fā)明可通過以下實(shí)例來進(jìn)一步理解。實(shí)施例I :將具有約68至72重量百分比的氧化鋁含量的鋁土礦研磨至約15微米大小，然后與5重量百分比的天然硅灰石(具有約15的長(zhǎng)徑比，4. 5的莫氏硬度、2. 9的比重，和1540°C的熔點(diǎn))和5重量百分比的高嶺土混合；然后混合物通過干式方法來?；?。在若干實(shí)驗(yàn)中，所得顆粒在約150至200°C下干燥，篩選成不同粒度級(jí)并且在約1200至1400°C的溫度下燒制。結(jié)果，形成通過硅灰石針形晶體增強(qiáng)的氧化鋁-硅酸鹽基體。使由這種組合物制成的A20/40篩目(420至840微米)大小支撐劑在680atm(68. 95MPa) (10，OOOpsi)下進(jìn)行壓碎測(cè)試，并且細(xì)屑產(chǎn)量低于4重量百分比。
實(shí)施例2 使具有約68至72重量百分比的氧化鋁含量的鋁土礦在1200°C下預(yù)燒并且研磨至約15微米大小；其然后與3重量百分比的天然硅灰石(具有約10的長(zhǎng)徑比的顆粒)混合并且將混合物通過干式方法來粒化。所得顆粒在10(TC下干燥，篩選成不同粒度級(jí)，并且在1350°C的溫度下燒制。結(jié)果，形成通過硅灰石針形晶體來增強(qiáng)的氧化鋁-硅酸鹽基體支撐齊U。使根據(jù)本發(fā)明制成的30/50篩目(297至590微米)大小支撐劑在850atm(86. 18MPa)(12，500psi)下進(jìn)行壓碎測(cè)試并且產(chǎn)生僅3重量百分比的細(xì)屑。實(shí)施例3 將具有約60至70重量百分比的氧化鋁含量的鋁土礦研磨至約15微米，并且隨后與5重量百分比的2SiC和IMgO的摻合物混合，并且將整個(gè)混合物通過濕式方法來粒化。將所得顆粒干燥，篩選成不同粒度級(jí)并且在1400°C的溫度下燒制。結(jié)果，產(chǎn)生據(jù)信含有在熱處理期間形成的增強(qiáng)頑輝石(MgSiO3)相的氧化鋁-硅酸鹽基體支撐劑。頑輝石通常具有約2. I的長(zhǎng)徑比、5. 5的莫氏硬度、3. 2的比重，和1540°C的熔點(diǎn)。 以下實(shí)驗(yàn)在沒有粒化階段的情況下執(zhí)行；實(shí)驗(yàn)對(duì)于圓柱形樣品(對(duì)于未加工(未燒制)的樣品，直徑=長(zhǎng)度=16_)來進(jìn)行。在每一種情況下，基礎(chǔ)物質(zhì)通過將鋁土礦與高嶺土在球磨機(jī)中干式研磨至少4小時(shí)，隨后通過150篩目(100微米)篩進(jìn)行壓制來制備。將不同量的增強(qiáng)添加劑添加至這一基礎(chǔ)物質(zhì)。通過將占物質(zhì)的約10重量百分比濃度的5重量百分比的淀粉溶液添加至基礎(chǔ)物質(zhì)，將淀粉用作粘結(jié)劑。樣品通過在30atm下等靜壓制來形成。將樣品在60至70°C的溫度下放置于干燥窯中2至3小時(shí)(直到物質(zhì)恒定為止)。然后樣品在電窯中、在約1300至1450°C的溫度下燒制。實(shí)施例4 研究頑輝石作為增強(qiáng)添加劑的影響。添加理論計(jì)算量的碳化硅和磁鐵礦以形成5%頑輝石增強(qiáng)相。將這一添加劑引入具有68. 42%的富鋁紅柱石含量和31. 58%的氧化鋁含量的高嶺土與鋁土礦的混合物中(標(biāo)準(zhǔn)中等強(qiáng)度支撐劑(ISP)鋁土礦)。(富鋁紅柱石是可通過具有二氧化硅和氧化鋁的礦物的高溫相互作用來形成的鋁矽酸鹽材料(3Al203-2Si02)。)表I示出頑輝石添加劑對(duì)于用于生產(chǎn)ISP的典型鋁土礦/高嶺土混合物(80重量百分比的如上所述ISP等級(jí)鋁土礦和20重量百分比的高嶺土)的性質(zhì)的影響。在這種情況下，高嶺土用作增塑劑。添加形成5重量百分比的頑輝石的混合物導(dǎo)致壓縮應(yīng)力增加大約一倍。注意本實(shí)施例中使用兩種類型的ISP等級(jí)鋁土礦，一種為未加工的，并且一種在1200°C下預(yù)燒4小時(shí)以消除所有游離和結(jié)合水以及有機(jī)雜質(zhì)。將鋁土礦/高嶺土混合物的樣品在1350°C下燒制。應(yīng)還注意在下表中示出的閉合壓力只為了比較參考而給出，并且顯示松散材料的性質(zhì)，但是不能用作顆粒支撐劑強(qiáng)度的直接值。將采用雙向載荷來壓碎圓柱形樣品。所有實(shí)驗(yàn)重復(fù)進(jìn)行三次。表I
權(quán)利要求
1.一種包含陶瓷基體和增強(qiáng)添加劑的組合物，所述陶瓷基體由所述基體的前體形成，其中所述增強(qiáng)添加劑呈眾多細(xì)長(zhǎng)無機(jī)晶體形式。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的組合物，其呈粒狀材料形式。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的組合物，其中所述增強(qiáng)添加劑包括以下一種或一種以上:天然硅灰石、硅灰石濃縮物、合成硅灰石、3 -硅灰石、頑輝石、白云石、氧化鎂、硅酸鎂、鎂橄欖石、滑石、橄欖石、碳化硅、氮化硅、無機(jī)纖維、由金屬塊產(chǎn)生的纖維、可商購的無機(jī)結(jié)晶纖維、基于a -氧化鋁的纖維、基于氧化鋁-二氧化硅的纖維、玻璃纖維和纖維。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的組合物，其中增強(qiáng)添加劑的量不超出25重量百分比。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的組合物、其中所述基體的前體包括以下一種或一種以上粘土、聞嶺土、招土礦、聞嶺石、氧化招細(xì)屑、氣氧化招、氧化招粉末、z 母、娃酸招、富招紅柱石、藍(lán)晶石和硅線石及其混合物。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的組合物，其中所述鋁土礦的所述氧化鋁含量的范圍是約50至約75重量百分比。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的組合物，其中將一種或一種以上前體預(yù)燒。
8.根據(jù)權(quán)利要求I所述的組合物，其中將所述增強(qiáng)添加劑添加至所述基體的所述前體。
9.根據(jù)權(quán)利要求I所述的組合物，其中所述增強(qiáng)添加劑的前體被添加至所述基體的所述前體。
10.根據(jù)權(quán)利要求I所述的組合物，其中將增強(qiáng)添加劑和增強(qiáng)添加劑的前體一起添加至所述基體的所述前體。
11.根據(jù)權(quán)利要求I所述的組合物，其中所述增強(qiáng)添加劑包括硅灰石、硅灰石濃縮物，或合成硅灰石晶體，其長(zhǎng)徑比的范圍是約3至約40。
12.根據(jù)權(quán)利要求I所述的組合物，其中所述組合物在低于約1500°C并且在所述增強(qiáng)添加劑的熔融溫度以下燒制。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的組合物，其中所述組合物在約1200與約1350°C之間的溫度下燒制。
14.一種制備包含陶瓷基體和增強(qiáng)劑的支撐劑材料的方法，其包括以下步驟壓碎原料組分、混合原料組分、將所述混合物?；芍蝿╊w粒、干燥所述顆粒、燒結(jié)所述顆粒和篩分所述顆粒以提供所選定大小。
15.根據(jù)權(quán)利要求14所述的方法，其中所述原料組分包含一種或多種陶瓷基前體材料和增強(qiáng)添加劑。
16.根據(jù)權(quán)利要求14所述的方法，其中所述原料組分包含一種或多種陶瓷基前體材料和增強(qiáng)添加劑的一種或一種以上前體。
全文摘要
本發(fā)明涉及石油和天然氣生產(chǎn)行業(yè)，并且更具體地說，涉及可用于在水力壓裂中提高石油和天然氣生產(chǎn)的支撐劑。最具體地說，本發(fā)明是用于制備陶粒支撐劑的組合物和制造工藝所述陶粒支撐劑為由基體的前體和增強(qiáng)添加劑形成的陶瓷基組合物，其中所述增強(qiáng)添加劑呈眾多細(xì)長(zhǎng)無機(jī)晶體形式；或一種或一種以上前體可被預(yù)燒(預(yù)煅燒)。
文檔編號(hào)C09K8/80GK102753648SQ200980163222
公開日2012年10月24日 申請(qǐng)日期2009年12月30日 優(yōu)先權(quán)日2009年12月30日
發(fā)明者Z·Y·優(yōu)索娃 申請(qǐng)人:普拉德研究及開發(fā)股份有限公司