本發(fā)明涉及油田壓裂用材料
技術(shù)領(lǐng)域：
，具體是一種超低密度陶粒支撐劑及其制備方法和應(yīng)用。
背景技術(shù)：
：石油支撐劑又叫石油壓裂支撐劑。在石油天然氣深井開采時，高閉合壓力低滲透性礦床經(jīng)壓裂處理后，使含油氣巖層裂開，油氣從裂縫形成的通道中匯集而出，此時需要流體注入巖石基層，以超過地層破裂強度的壓力，使井筒周圍巖層產(chǎn)生裂縫，形成一個具有高層流能力的通道，為保持壓裂后形成的裂縫開啟，油氣產(chǎn)物能順暢通過。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，但石英砂強底低、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，而采用鋁釩土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。而現(xiàn)有的采用鋁釩土陶粒工藝的陶粒支撐劑還存在密度大、強度較低等不足。此外，各油田因無法找到淺井壓裂所對應(yīng)的石油壓裂支撐劑，不得不使用價格比較高的深井壓裂支撐劑，也沒有取得預(yù)期效果，反而造成極大浪費，并且由于采用的深井壓裂支撐劑運行成本也較高，這些問題一直以來困擾著油田淺井壓裂的發(fā)展。技術(shù)實現(xiàn)要素：本發(fā)明的目的在于提供一種耐壓強度高、化學(xué)穩(wěn)定性高、耐酸性好的超低密度陶粒支撐劑及其制備方法和應(yīng)用，以解決上述
背景技術(shù)：
中提出的問題。為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供如下技術(shù)方案：一種超低密度陶粒支撐劑，由以下按照重量份的原料組成：鋁礬土48-56份、鈦白粉20-28份、陶瓷7-15份、氧化鋯1-5份、海泡石15-23份。作為本發(fā)明進一步的方案：所述超低密度陶粒支撐劑，由以下按照重量份的原料組成：鋁礬土50-54份、鈦白粉22-26份、陶瓷9-13份、氧化鋯2-4份、海泡石17-21份。作為本發(fā)明進一步的方案：所述超低密度陶粒支撐劑，由以下按照重量份的原料組成：鋁礬土52份、鈦白粉24份、陶瓷11份、氧化鋯3份、海泡石19份。本發(fā)明另一目的是提供一種超低密度陶粒支撐劑的制備方法，包括以下步驟：1）將鋁礬土、陶瓷粉碎，過200目篩，用二者質(zhì)量3-4倍的醋浸泡1-2h，浸泡溫度為68℃，烘干后再加入二者質(zhì)量3倍的雙氧水，在45℃的溫度下攪拌處理25-30min，再在65℃的溫度下攪拌處理10min，制得混合粉；2）將鈦白粉、氧化鋯、海泡石混合粉碎、過200目篩，然后與混合粉混合，加入海泡石質(zhì)量1.5倍的去離子水，在50℃的溫度下攪拌30-40min，再在70℃的溫度下攪拌10min，然后造粒，過20目篩，制得坯體；3）將坯體在1220℃的高溫下燒制4h即得陶粒支撐劑。本發(fā)明又一目的是提供所述陶粒支撐劑在油井氣井壓裂中的應(yīng)用。本發(fā)明又一目的是提供所述陶粒支撐劑在淺井壓裂中的應(yīng)用。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是：本發(fā)明將鋁礬土、陶瓷利用醋、雙氧水進行預(yù)處理后，去除雜質(zhì)，擴大其比表面積，再與鈦白粉、氧化鋯、海泡石混合處理、高溫?zé)浦频玫奶樟Ｖ蝿w積密度<1.5g/cm3，69MPa抗破碎能力＜5%，酸溶解度＜4.5%。本發(fā)明原料來源廣泛，資源豐富，生產(chǎn)工藝簡單、易控制，生產(chǎn)成本低，表面光滑、致密，具有耐壓強度高、密度低、化學(xué)穩(wěn)定性高、耐酸性好的特點，其他指標(biāo)均符合行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，適用于新、老油氣井水力中淺井壓裂施工，能有效降低水力壓裂施工過程中陶粒支撐劑對動力泵和管線磨損，有力的減少或降低了油田輔助設(shè)備的運行成本（壓力液、砂比等），減少陶粒支撐劑用量并降低陶粒支撐劑的成本，陶粒支撐劑的破碎率顯著降低，同時其他指標(biāo)均符合行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，提高了支撐劑的利用價值，為油田產(chǎn)生巨大的經(jīng)濟效益。具體實施方式下面將結(jié)合本發(fā)明實施例，對本發(fā)明實施例中的技術(shù)方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發(fā)明一部分實施例，而不是全部的實施例?；诒景l(fā)明中的實施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發(fā)明保護的范圍。實施例1本發(fā)明實施例中，一種超低密度陶粒支撐劑，由以下按照重量份的原料組成：鋁礬土48份、鈦白粉20份、陶瓷7份、氧化鋯1份、海泡石15份。將鋁礬土、陶瓷粉碎，過200目篩，用二者質(zhì)量3倍的醋浸泡1h，浸泡溫度為68℃，烘干后再加入二者質(zhì)量3倍的雙氧水，在45℃的溫度下攪拌處理25min，再在65℃的溫度下攪拌處理10min，制得混合粉。將鈦白粉、氧化鋯、海泡石混合粉碎、過200目篩，然后與混合粉混合，加入海泡石質(zhì)量1.5倍的去離子水，在50℃的溫度下攪拌30min，再在70℃的溫度下攪拌10min，然后造粒，過20目篩，制得坯體。將坯體在1220℃的高溫下燒制4h即得陶粒支撐劑。實施例2本發(fā)明實施例中，一種超低密度陶粒支撐劑，由以下按照重量份的原料組成：鋁礬土56份、鈦白粉28份、陶瓷15份、氧化鋯5份、海泡石23份。將鋁礬土、陶瓷粉碎，過200目篩，用二者質(zhì)量4倍的醋浸泡2h，浸泡溫度為68℃，烘干后再加入二者質(zhì)量3倍的雙氧水，在45℃的溫度下攪拌處理30min，再在65℃的溫度下攪拌處理10min，制得混合粉。將鈦白粉、氧化鋯、海泡石混合粉碎、過200目篩，然后與混合粉混合，加入海泡石質(zhì)量1.5倍的去離子水，在50℃的溫度下攪拌40min，再在70℃的溫度下攪拌10min，然后造粒，過20目篩，制得坯體。將坯體在1220℃的高溫下燒制4h即得陶粒支撐劑。實施例3本發(fā)明實施例中，一種超低密度陶粒支撐劑，由以下按照重量份的原料組成：鋁礬土50份、鈦白粉22份、陶瓷9份、氧化鋯2份、海泡石17份。將鋁礬土、陶瓷粉碎，過200目篩，用二者質(zhì)量3.5倍的醋浸泡1.5h，浸泡溫度為68℃，烘干后再加入二者質(zhì)量3倍的雙氧水，在45℃的溫度下攪拌處理28min，再在65℃的溫度下攪拌處理10min，制得混合粉。將鈦白粉、氧化鋯、海泡石混合粉碎、過200目篩，然后與混合粉混合，加入海泡石質(zhì)量1.5倍的去離子水，在50℃的溫度下攪拌35min，再在70℃的溫度下攪拌10min，然后造粒，過20目篩，制得坯體。將坯體在1220℃的高溫下燒制4h即得陶粒支撐劑。實施例4本發(fā)明實施例中，一種超低密度陶粒支撐劑，由以下按照重量份的原料組成：鋁礬土54份、鈦白粉26份、陶瓷13份、氧化鋯4份、海泡石21份。將鋁礬土、陶瓷粉碎，過200目篩，用二者質(zhì)量3.5倍的醋浸泡1.5h，浸泡溫度為68℃，烘干后再加入二者質(zhì)量3倍的雙氧水，在45℃的溫度下攪拌處理28min，再在65℃的溫度下攪拌處理10min，制得混合粉。將鈦白粉、氧化鋯、海泡石混合粉碎、過200目篩，然后與混合粉混合，加入海泡石質(zhì)量1.5倍的去離子水，在50℃的溫度下攪拌35min，再在70℃的溫度下攪拌10min，然后造粒，過20目篩，制得坯體。將坯體在1220℃的高溫下燒制4h即得陶粒支撐劑。實施例5本發(fā)明實施例中，一種超低密度陶粒支撐劑，由以下按照重量份的原料組成：鋁礬土52份、鈦白粉24份、陶瓷11份、氧化鋯3份、海泡石19份。將鋁礬土、陶瓷粉碎，過200目篩，用二者質(zhì)量3.5倍的醋浸泡1.5h，浸泡溫度為68℃，烘干后再加入二者質(zhì)量3倍的雙氧水，在45℃的溫度下攪拌處理28min，再在65℃的溫度下攪拌處理10min，制得混合粉。將鈦白粉、氧化鋯、海泡石混合粉碎、過200目篩，然后與混合粉混合，加入海泡石質(zhì)量1.5倍的去離子水，在50℃的溫度下攪拌35min，再在70℃的溫度下攪拌10min，然后造粒，過20目篩，制得坯體。將坯體在1220℃的高溫下燒制4h即得陶粒支撐劑。將實施例1-5陶粒支撐劑進行質(zhì)量檢測，結(jié)果如表1所示。表1實施例1-5陶粒支撐劑質(zhì)量檢測結(jié)果檢測項目實施例1實施例2實施例3實施例4實施例5中石油標(biāo)準(zhǔn)規(guī)格20/4020/4020/4020/4020/4020/40體積密度（g/cm3）1.481.461.381.361.33≤1.65視密度（g/cm3）2.632.612.572.552.53≤3.069MPa破碎率（%）4.94.84.34.23.5≤9圓度0.90.90.90.90.9≥0.8球度0.90.90.90.90.9≥0.8濁度FTU3836353432＜100酸溶解度%4.24.03.63.43.0≤5對于本領(lǐng)域技術(shù)人員而言，顯然本發(fā)明不限于上述示范性實施例的細節(jié)，而且在不背離本發(fā)明的精神或基本特征的情況下，能夠以其他的具體形式實現(xiàn)本發(fā)明。因此，無論從哪一點來看，均應(yīng)將實施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本發(fā)明的范圍由所附權(quán)利要求而不是上述說明限定，因此旨在將落在權(quán)利要求的等同要件的含義和范圍內(nèi)的所有變化囊括在本發(fā)明內(nèi)。此外，應(yīng)當(dāng)理解，雖然本說明書按照實施方式加以描述，但并非每個實施方式僅包含一個獨立的技術(shù)方案，說明書的這種敘述方式僅僅是為清楚起見，本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)將說明書作為一個整體，各實施例中的技術(shù)方案也可以經(jīng)適當(dāng)組合，形成本領(lǐng)域技術(shù)人員可以理解的其他實施方式。當(dāng)前第1頁1 2 3