一種以凝灰?guī)r為主要原料的低密高強石油陶粒支撐劑及其制備方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種以凝灰?guī)r為主要原料的低密高強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,在陶粒成球機中,加入一定量的聚苯顆粒,通過陶粒制造機,造粒生成球,生球干燥后,對其進行粒徑篩分,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,能夠降低陶粒燒成溫度,同時提高陶粒強度,降低生產(chǎn)成本。
【專利說明】一種以凝灰?guī)r為主要原料的低密高強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 石油陶粒支撐劑及其制備的方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 低密高強石油陶粒支撐劑主要應(yīng)用于石油開采,作為石油壓裂支撐劑是使地層深 處巖石裂隙保持裂開狀態(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)上還沒有實現(xiàn)。而凝灰?guī)r作為火山巖漿石 的一種,在實際生產(chǎn)中應(yīng)用很少,屬于廢料的一種,但我國凝灰?guī)r產(chǎn)生量巨大。
[0003] 目前常用的支撐劑主要有石英砂、鋁釩土陶粒砂及樹脂包覆的復(fù)合顆粒等。由于 石英砂成本低,同時密度較低易于泵送,被大量使用,但石英砂強度低、球度差,降低裂縫導(dǎo) 流能力,不適用于閉合壓力高的深井。樹脂包覆石英砂的復(fù)合顆粒,球度有改善,耐腐蝕性 比較強,導(dǎo)流能力也較好,但產(chǎn)品保持期短,造價過高,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,同時成本可以得到較好 的控制,因此越來越廣泛的被油氣田所采用。實踐證明,使用陶粒石油支撐劑壓裂的油井可 提高產(chǎn)量30?50%,還能延長油氣井服務(wù)年限,是石油、天然氣低滲透油氣井開采、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)是一個值得研究的問題。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0004] 本發(fā)明的目的是針對上述的不足,提供的一種利用凝灰?guī)r為主要原料低密高強石 油陶粒支撐劑及其制備方法,相對直接利用鋁礬土陶粒工藝制備陶粒支撐劑成本更低,該 陶粒同時能最大限能的提高石油開采率。
[0005] 本發(fā)明的目的是這樣實現(xiàn)的: 一種以凝灰?guī)r為主要原料的低密高強石油陶粒支撐劑,原料包括按照重量百分比進 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中成生球,造粒過程中在 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,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)明提出一種以細粒凝灰?guī)r為原料制備系類低密高強石油 陶粒支撐劑的技術(shù),產(chǎn)品主要用于提高石油開發(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,能夠降低陶粒燒成溫度,同 時提1?陶粒強度。
[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石油陶粒支撐劑,其特征在于:原料包括按照 重量百分比進行配比的: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中成生球,造粒過程中在 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,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的陶粒石油支撐劑。
【文檔編號】C09K8/80GK104232074SQ201410485359
【公開日】2014年12月24日 申請日期: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, 李鵬鵬 申請人:信陽市上天梯怡和礦產(chǎn)資源開發(fā)有限公司