本發(fā)明涉及石油化工技術(shù)領(lǐng)域，尤其是涉及一種壓裂支撐劑用添加劑、壓裂支撐劑及其制備方法。
背景技術(shù)：
壓裂支撐劑是一種陶瓷顆粒產(chǎn)品，具有很高的壓裂強(qiáng)度，主要用于油田井下支撐，以增加石油天然氣的產(chǎn)量，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。用陶粒支撐材料隨同高壓溶液進(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。實(shí)踐證明，使用陶粒支撐劑壓裂的油井可提高產(chǎn)量30－50％，并且支撐地面不下陷，進(jìn)而延長油氣井服務(wù)年限。
目前石油市場價格持續(xù)低價位走勢，對石油開采生產(chǎn)形成較大的成本壓力，特別是國內(nèi)油田，開采成本一直很高，近年來各個油田提出經(jīng)濟(jì)型陶粒，意在降低開采成本，從而對陶粒支撐劑的采購價格不斷壓價，這對陶粒支撐劑生產(chǎn)也提出了新的方向。
目前生產(chǎn)壓裂支撐劑的方法有很多種，但均采用生鋁礬土或輕燒鋁礬土為主要原料，al2o3含量均在73％以上，并添加部分稀土精礦，這兩種原料價格較貴，而且儲量已接近枯竭，不易購得。在燒成溫度方面最高溫度都達(dá)到了1500℃，也使燒成所需的燃料成本居高不下。
因此，研究開發(fā)出一種原材料價格低，且加工過程中能耗低，具有很好的經(jīng)濟(jì)性的壓裂支撐劑變得十分必要和迫切。
有鑒于此，特提出本發(fā)明。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
本發(fā)明的第一目的在于提供一種壓裂支撐劑用添加劑，所述添加劑具有輔助提高壓裂支撐劑的強(qiáng)度并降低燒造溫度的優(yōu)點(diǎn)。
本發(fā)明的第二目的在于提供一種壓裂支撐劑，所述壓裂支撐劑以海泡石為主要原料，具有原料成本低的優(yōu)點(diǎn)，此外，制備出的壓裂支撐劑還具有體積密度、視密度、酸溶解度和破碎率低等優(yōu)點(diǎn)。
本發(fā)明的第三目的在于提供一種壓裂支撐劑的制備方法，以緩解現(xiàn)有技術(shù)中的制備方法燒結(jié)溫度高和能耗高的技術(shù)問題。
本發(fā)明提供的一種壓裂支撐劑用添加劑，按重量份數(shù)計(jì)，上述添加劑主要由以下原料制成：鋁礬土60～65份、鑭系稀土8～12份、高嶺土2～6份、助熔劑8～12和錳礦0.3～1份。
進(jìn)一步的，按重量份數(shù)計(jì)，上述添加劑主要由以下原料制成：鋁礬土62～64份、鑭系稀土9～11份、高嶺土3～5份、助熔劑9～11和錳礦0.4～0.8份。
更進(jìn)一步的，上述添加劑主要由以下原料制成：鋁礬土63份、鑭系稀土10份、高嶺土4份、助熔劑10和錳礦0.6份。
進(jìn)一步的，助熔劑為膨潤土、鎂質(zhì)粘土、硅灰和硼酸的混合物，且膨潤土、鎂質(zhì)粘土、硅灰和硼酸的質(zhì)量比為1：1：1：1。
本發(fā)明提供的一種壓裂支撐劑，按重量份數(shù)計(jì)，壓裂支撐劑主要由以下原料制成：上述壓裂支撐劑用添加劑5～10份、海泡石65～85份、鋁礬土支撐劑廢料10～30份和硅石5～15份。
進(jìn)一步的，壓裂支撐劑主要由以下原料制成：壓裂支撐劑用添加劑6～8份、海泡石70～80份、鋁礬土支撐劑廢料15～25份和硅石8～12份。
更進(jìn)一步的，上述壓裂支撐劑主要由以下原料制成：壓裂支撐劑用添加劑7份、海泡石75份、鋁礬土支撐劑廢料20份和硅石10份。
本發(fā)明提供的一種壓裂支撐劑的制備方法，包括以下步驟：將上述的壓裂支撐劑用添加劑、海泡石、鋁礬土支撐劑廢料和硅石一同球磨后造粒，隨后在1150～1250℃的溫度下進(jìn)行燒結(jié)得到壓裂支撐劑。
進(jìn)一步的，上述原料經(jīng)球磨后先將球磨后的粉料過300～500目篩，再進(jìn)行造粒。
進(jìn)一步的，上述造粒為采用水霧化法進(jìn)行造粒，隨后篩分得到粒徑為0.212～0.425mm的球狀顆粒。
進(jìn)一步的，所述燒結(jié)的燒結(jié)溫度為1150～1250℃。
與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果為：
1、本發(fā)明提供的壓裂支撐劑用添加劑采用鋁礬土、鑭系稀土、高嶺土、助熔劑和錳礦為原料，其中，鋁礬土、鑭系稀土、高嶺土和錳礦的加入可以輔助壓裂支撐劑的強(qiáng)度，助熔劑的加入可以使原料在燒結(jié)過程中更好的溶解，進(jìn)而降低燒結(jié)溫度。因此，將上述添加劑加入壓裂支撐劑中具有顯著提高壓裂支撐劑的強(qiáng)度并降低燒造溫度的優(yōu)點(diǎn)。
2、本發(fā)明提供的壓裂支撐劑采用壓裂支撐劑用添加劑、海泡石、鋁礬土支撐劑廢料和硅石為原料，其中，海泡石和硅石資源儲量大、價格便宜，相較高位品鋁礬土(如al2o3含量在73％以上)，從原料成本考慮能極大的降低成本，同時，本發(fā)明通過以海泡石為主料，對原料進(jìn)行科學(xué)的配比，降低了燒造的溫度，進(jìn)而降低了能耗，節(jié)約了成本。此外，該壓裂支撐劑具有體積密度、視密度、酸溶解度和破碎率低等優(yōu)點(diǎn)，不僅能降低生產(chǎn)成本和壓裂成本，還有利于油氣田增產(chǎn)，緩解了現(xiàn)有壓力支撐劑生產(chǎn)中采用生鋁礬土或輕燒鋁礬土為主要原料生產(chǎn)成本過高的問題。
3、本發(fā)明提供的壓裂支撐劑的制備方法，該方法具有工藝流程簡單，適于工業(yè)化生產(chǎn)和燒結(jié)溫度低的優(yōu)點(diǎn)。本發(fā)明中壓裂支撐劑的燒結(jié)溫度為1150～1250℃，而傳統(tǒng)采用al2o3含量在73％以上的鋁礬土做主料時，壓裂支撐劑燒結(jié)溫度為1500℃左右，本發(fā)明的制備方法具有燒造溫度低的優(yōu)點(diǎn)。進(jìn)而節(jié)省了燃料成本，緩解了現(xiàn)有壓裂支撐劑制備中燒結(jié)溫度高，耗能大的問題。
具體實(shí)施方式
下面將結(jié)合實(shí)施例對本發(fā)明的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例。基于本發(fā)明中的實(shí)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(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。
根據(jù)本發(fā)明的一個方面，一種壓裂支撐劑用添加劑，按重量份數(shù)計(jì)，上述添加劑主要由以下原料制成：鋁礬土60～65份、鑭系稀土8～12份、高嶺土2～6份、助熔劑8～12和錳礦0.3～1份。
本發(fā)明中，上述壓裂支撐劑用添加劑采用鋁礬土、鑭系稀土、高嶺土、助熔劑和錳礦為原料，其中，鋁礬土、鑭系稀土和高嶺土的加入可以顯著提高壓裂支撐劑的強(qiáng)度，助熔劑的加入可以降低壓裂支撐劑的燒造溫度，錳礦作為礦化劑，可以提高壓裂支撐劑的外觀強(qiáng)度并降低燒造溫度。因此，將上述添加劑加入壓裂支撐劑中具有顯著提高壓裂支撐劑的強(qiáng)度并降低燒造溫度的優(yōu)點(diǎn)。
本發(fā)明中，鋁礬土典型但非限制性的質(zhì)量份數(shù)為：60份、61份、62份、63份、64份或65份；鑭系稀土典型但非限制性的質(zhì)量份數(shù)為：8份、9份、10份、11份或12份；高嶺土典型但非限制性的質(zhì)量份數(shù)為：2份、3份、4份、5份或6份；助熔劑典型但非限制性的質(zhì)量份數(shù)為：8份、9份、10份、11份或12份；錳礦典型但非限制性的質(zhì)量份數(shù)為：0.3份、0.4份、0.5份、0.6份、0.7份、0.8份、0.9份或1份。
優(yōu)選的，上述鋁礬土為生鋁礬土和輕燒鋁礬土的混合物，且生鋁礬土和輕燒鋁礬土的質(zhì)量比為1：1。
在本發(fā)明的一種優(yōu)選實(shí)施方式中，按重量份數(shù)計(jì)，上述添加劑主要由以下原料制成：鋁礬土62～64份、鑭系稀土9～11份、高嶺土3～5份、助熔劑9～11和錳礦0.4～0.8份。
更進(jìn)一步的，上述添加劑主要由以下原料制成：鋁礬土63份、鑭系稀土10份、高嶺土4份、助熔劑10和錳礦0.6份。
本發(fā)明中，通過對上述添加劑各組分原料用量比例的進(jìn)一步調(diào)整和優(yōu)化，從而進(jìn)一步優(yōu)化了本發(fā)明壓裂支撐劑用添加劑的效果。
在本發(fā)明的一種優(yōu)選實(shí)施方式中，上述助熔劑為膨潤土、鎂質(zhì)粘土、硅灰和硼酸的混合物，且膨潤土、鎂質(zhì)粘土、硅灰和硼酸的質(zhì)量比為1：1：1：1。
本發(fā)明中，上述鎂質(zhì)粘土反應(yīng)活性大，易水化，與水作用可生成mg(oh)2而硬化，具有一定的粘結(jié)能力，上述鎂質(zhì)粘土與膨潤土、硅灰和硼酸配合作用，不但可以加快燃燒反應(yīng)的速度，還可以有效保證支撐劑的強(qiáng)度和表面硬度。
根據(jù)本發(fā)明的一個方面，一種壓裂支撐劑，按重量份數(shù)計(jì)，壓裂支撐劑主要由以下原料制成：上述壓裂支撐劑用添加劑5～10份、海泡石65～85份、鋁礬土支撐劑廢料10～30份和硅石5～15份。
本發(fā)明中壓裂支撐劑所采用原料的功能為：
壓裂支撐劑用添加劑：本發(fā)明壓裂支撐劑用添加劑采用鋁礬土、鑭系稀土、高嶺土、助熔劑和錳礦為原料，具有輔助提高壓裂支撐劑的強(qiáng)度并降低燒造溫度的優(yōu)點(diǎn)。
海泡石：是一種纖維狀的含水硅酸鎂，通常呈白、淺灰、淺黃等顏色，不透明也沒有光澤。它們有的形狀像土塊，有的成一個奇怪皮殼狀或結(jié)核狀。在電子顯微鏡下可以看到它們是由無數(shù)細(xì)絲聚在一起排成片狀。海泡石有一個奇怪的特點(diǎn)，當(dāng)它們遇到水時會吸收很多水從而變得柔軟起來，而一旦干燥就又變硬了。本發(fā)明采用海泡石為主料生產(chǎn)壓裂支撐劑可以明顯降低原材料的成本。
鋁礬土支撐劑廢料：是指原有鋁礬土支撐劑生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的廢料。本發(fā)明利用鋁礬土支撐劑廢料做輔料和海泡石反應(yīng)生產(chǎn)骨架結(jié)構(gòu)，使鋁礬土支撐劑生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的鋁礬土支撐劑廢料得以重新利用，減少了鋁礬土支撐劑廢料的再處理過程。本發(fā)明中鋁礬土支撐劑的生產(chǎn)過程包括將含al2o3的鋁礬土與金屬氧化物等其他輔料混合后球磨、造粒、篩分和燒結(jié)等工序，在燒結(jié)后由于燒結(jié)溫度、燒結(jié)時間不合適或顆粒本身在燒結(jié)爐內(nèi)發(fā)生滾動、破裂或性能不達(dá)標(biāo)等問題會產(chǎn)生一些廢料，此即為本發(fā)明中所稱的鋁礬土支撐劑廢料。
本發(fā)明中，典型但非限定性的鋁礬土支撐劑廢料制備過程為：
步驟1：將al2o3含量大于75％的鋁礬土。在800℃焙燒后粉碎為3mm的顆粒，得a料；
步驟2：以100重量份a料為基料，在基料中加入以下輔料：膨潤土4份、氟碳鈰精礦2份、二氧化錳0.6份、氧化鎂0.5份；將基、輔料混合后進(jìn)入磨機(jī)共磨成粒徑小于0.05mm的微粉粒，得b料；
步驟3：向b料加水，經(jīng)松解后在轉(zhuǎn)速為20r/min且與水平面成60度傾角的荸薺型成球機(jī)中制成粒徑為0.6mm，圓度和球度均大于0.9的球粒，得c料；
步驟4：將c料進(jìn)行篩分后裝入隧道窯或轉(zhuǎn)窯燒結(jié)，燒結(jié)溫度控制在1500℃，燒結(jié)時間為2個小時，然后再經(jīng)拋光、除塵、篩分得成品。
上述制備方法，步驟4中燒結(jié)后經(jīng)篩分不符合粒徑或圓度和球度要求的鋁礬土支撐劑，即為鋁礬土支撐劑廢料。
硅石：是脈石英、石英巖、石英砂巖的總稱。主要用于冶金工業(yè)用的酸性耐火磚。純硅石可作石英玻璃或提煉單晶硅，化學(xué)工業(yè)上用于制備硅化合物和硅酸鹽，也可作硫酸塔的填充物。建材工業(yè)上用于玻璃、陶瓷、硅酸鹽水泥等，也可用作工業(yè)硅等鐵合金冶煉的原材料。本發(fā)明采用硅石為原料生產(chǎn)壓裂支撐劑可以明顯降低原材料的成本。
本發(fā)明中，壓裂支撐劑用添加劑典型但非限制性的質(zhì)量份數(shù)為：5份、6份、7份、8份、9份或10份；海泡石典型但非限制性的質(zhì)量份數(shù)為：65份、70份、75份、80份或85份；鋁礬土支撐劑廢料典型但非限制性的質(zhì)量份數(shù)為：10份、15份、20份、25份或30份；硅石典型但非限制性的質(zhì)量份數(shù)為：5份、6份、7份、8份、9份、10份、11份、12份、13份、14份或15份。
本發(fā)明中，上述壓裂支撐劑采用壓裂支撐劑用添加劑、海泡石、鋁礬土支撐劑廢料和硅石為原料，其中，海泡石和硅石資源儲量大、價格便宜，相較高位品鋁礬土(如al2o3含量在73％以上)，從原料成本考慮能極大的降低成本，同時，該壓裂支撐劑強(qiáng)度高具有體積密度、視密度、酸溶解度和破碎率低等優(yōu)點(diǎn)，不僅能降低生產(chǎn)成本和壓裂成本，還有利于油氣田增產(chǎn)，緩解了現(xiàn)有壓力支撐劑生產(chǎn)中采用生鋁礬土或輕燒鋁礬土為主要原料生產(chǎn)成本過高的問題。
在本發(fā)明的一種優(yōu)選實(shí)施方式中，上述壓裂支撐劑主要由以下原料制成：上述壓裂支撐劑用添加劑6～8份、海泡石70～80份、鋁礬土支撐劑廢料15～25份和硅石8～12份。
在上述優(yōu)選實(shí)施方式中，上述壓裂支撐劑主要由以下原料制成：上述壓裂支撐劑用添加劑5份、海泡石75份、鋁礬土支撐劑廢料10份和硅石10份。
本發(fā)明中，通過對上述壓裂支撐劑各組分原料用量比例的進(jìn)一步調(diào)整和優(yōu)化，從而進(jìn)一步優(yōu)化了本發(fā)明壓裂支撐劑的效果。
根據(jù)本發(fā)明的一個方面，一種壓裂支撐劑的制備方法，包括以下步驟：將上述壓裂支撐劑用添加劑、海泡石、鋁礬土支撐劑廢料和硅石一同球磨后造粒，隨后進(jìn)行燒結(jié)，得到壓裂支撐劑。
在本發(fā)明的一種優(yōu)選實(shí)施方式中，上述原料經(jīng)球磨后先將球磨后的粉料過300～500目篩，再進(jìn)行造粒。
作為一種優(yōu)選實(shí)施方式，球磨加工后細(xì)粉的目數(shù)為300～500目，有利于后續(xù)在球磨機(jī)中的加工，更有利于提高產(chǎn)品的外觀光潔度。
在本發(fā)明的一種優(yōu)選實(shí)施方式中，造粒為采用水霧化法進(jìn)行造粒，制得球狀顆粒的粒徑為0.212～0.425mm。
作為一種優(yōu)選實(shí)施方式，0.212～0.425mm的小粒徑球狀顆粒有利于提高壓裂支撐劑使用時的密度和降低整體破碎率。
在本發(fā)明的一種優(yōu)選實(shí)施方式中，所述燒結(jié)溫度為1150～1250℃。
本發(fā)明中，壓裂支撐劑的燒結(jié)溫度為1150～1250℃，而傳統(tǒng)采用al2o3含量在73％以上的鋁礬土做主料時，壓裂支撐劑燒結(jié)溫度為1500℃左右，本發(fā)明的制備方法具有燒造溫度低的優(yōu)點(diǎn)。進(jìn)而節(jié)省了燃料成本，緩解了現(xiàn)有壓裂支撐劑制備中燒結(jié)溫度高，耗能大的問題。
優(yōu)選的，本發(fā)明壓裂支撐劑的制備方法，具體包括以下步驟：
步驟(a)：首先，將壓裂支撐劑用添加劑、海泡石、鋁礬土支撐劑廢料和硅石進(jìn)行球磨，得到目數(shù)為300～500目的細(xì)粉；
步驟(b)：將步驟(a)制得的細(xì)粉投入成球機(jī)制得粒徑為0.212～0.425mm球狀顆粒，然后，將制得的球狀顆粒在1150～1250℃的溫度下進(jìn)行燒結(jié)，制得壓裂支撐劑。
更優(yōu)選的，所述壓裂支撐劑的制備方法，具體包括以下步驟：
步驟(a)：首先，將壓裂支撐劑用添加劑、海泡石、鋁礬土支撐劑廢料和硅石進(jìn)行球磨，得到目數(shù)為400目的細(xì)粉；
步驟(b)：將步驟(a)制得的細(xì)粉投入成球機(jī)制得粒徑為0.32mm球狀顆粒，然后，將制得的球狀顆粒在1200℃的溫度下進(jìn)行燒結(jié)，制得壓裂支撐劑。
下面將結(jié)合實(shí)施例1～13及對比例1和2對本發(fā)明的技術(shù)方案進(jìn)行進(jìn)一步地說明。
實(shí)施例1
一種壓裂支撐劑用添加劑，按重量份數(shù)計(jì)，上述添加劑主要由以下原料制成：鋁礬土60份、鑭系稀土8份、高嶺土2份、助熔劑8份和錳礦0.3份；
其中，上述助熔劑為膨潤土、鎂質(zhì)粘土、硅灰和硼酸的混合物，且膨潤土、鎂質(zhì)粘土、硅灰和硼酸的質(zhì)量比為1：1：1：1。
實(shí)施例2
一種壓裂支撐劑用添加劑，按重量份數(shù)計(jì)，上述添加劑主要由以下原料制成：鋁礬土65份、鑭系稀土12份、高嶺土6份、助熔劑12和錳礦1份；
其中，上述助熔劑為膨潤土、鎂質(zhì)粘土、硅灰和硼酸的混合物，且膨潤土、鎂質(zhì)粘土、硅灰和硼酸的質(zhì)量比為1：1：1：1。
實(shí)施例3
一種壓裂支撐劑用添加劑，按重量份數(shù)計(jì)，上述添加劑主要由以下原料制成：鋁礬土62份、鑭系稀土9份、高嶺土3份、助熔劑9和錳礦0.4份；
其中，上述助熔劑為膨潤土、鎂質(zhì)粘土、硅灰和硼酸的混合物，且膨潤土、鎂質(zhì)粘土、硅灰和硼酸的質(zhì)量比為1：1：1：1。
實(shí)施例4
一種壓裂支撐劑用添加劑，按重量份數(shù)計(jì)，上述添加劑主要由以下原料制成：鋁礬土64份、鑭系稀土11份、高嶺土5份、助熔劑11和錳礦0.8份；
其中，上述助熔劑為膨潤土、鎂質(zhì)粘土、硅灰和硼酸的混合物，且膨潤土、鎂質(zhì)粘土、硅灰和硼酸的質(zhì)量比為1：1：1：1。
實(shí)施例5
一種壓裂支撐劑用添加劑，按重量份數(shù)計(jì)，上述添加劑主要由以下原料制成：鋁礬土63份、鑭系稀土10份、高嶺土4份、助熔劑10和錳礦0.6份；
其中，上述助熔劑為膨潤土、鎂質(zhì)粘土、硅灰和硼酸的混合物，且膨潤土、鎂質(zhì)粘土、硅灰和硼酸的質(zhì)量比為1：1：1：1。
實(shí)施例6
一種壓裂支撐劑，按重量份數(shù)計(jì)，上述壓裂支撐劑主要由以下原料制成：實(shí)施例1壓裂支撐劑用添加劑5份、海泡石65份、鋁礬土支撐劑廢料10份和硅石5份；
上述的壓裂支撐劑的制備方法，具體包括以下步驟：
步驟(a)：首先，將實(shí)施例1壓裂支撐劑用添加劑、海泡石、鋁礬土支撐劑廢料和硅石粉碎為粒徑為40mm的顆粒，隨后對粉碎后的顆粒進(jìn)行球磨，得到目數(shù)為400目的細(xì)粉；
步驟(b)：將步驟(a)制得的細(xì)粉投入成球機(jī)制得粒徑為0.318mm球狀顆粒，然后，然后，將制得的球狀顆粒在1200℃的溫度下進(jìn)行燒結(jié)，制得壓裂支撐劑。
實(shí)施例7
一種壓裂支撐劑，按重量份數(shù)計(jì)，上述壓裂支撐劑主要由以下原料制成：實(shí)施例2壓裂支撐劑用添加劑5份、海泡石65份、鋁礬土支撐劑廢料10份和硅石5份；
上述的壓裂支撐劑的制備方法，具體包括以下步驟：
步驟(a)：首先，將實(shí)施例2壓裂支撐劑用添加劑、海泡石、鋁礬土支撐劑廢料和硅石粉碎為粒徑為40mm的顆粒，隨后對粉碎后的顆粒進(jìn)行球磨，得到目數(shù)為400目的細(xì)粉；
步驟(b)：將步驟(a)制得的細(xì)粉投入成球機(jī)制得粒徑為0.318mm球狀顆粒，然后，然后，將制得的球狀顆粒在1200℃的溫度下進(jìn)行燒結(jié)，制得壓裂支撐劑。
實(shí)施例8
一種壓裂支撐劑，按重量份數(shù)計(jì)，上述壓裂支撐劑主要由以下原料制成：實(shí)施例3壓裂支撐劑用添加劑5份、海泡石65份、鋁礬土支撐劑廢料10份和硅石5份；
上述的壓裂支撐劑的制備方法，具體包括以下步驟：
步驟(a)：首先，將實(shí)施例3壓裂支撐劑用添加劑、海泡石、鋁礬土支撐劑廢料和硅石粉碎為粒徑為40mm的顆粒，隨后對粉碎后的顆粒進(jìn)行球磨，得到目數(shù)為400目的細(xì)粉；
步驟(b)：將步驟(a)制得的細(xì)粉投入成球機(jī)制得粒徑為0.318mm球狀顆粒，然后，然后，將制得的球狀顆粒在1200℃的溫度下進(jìn)行燒結(jié)，制得壓裂支撐劑。
實(shí)施例9
一種壓裂支撐劑，按重量份數(shù)計(jì)，上述壓裂支撐劑主要由以下原料制成：實(shí)施例4壓裂支撐劑用添加劑5份、海泡石65份、鋁礬土支撐劑廢料10份和硅石5份；
上述的壓裂支撐劑的制備方法，具體包括以下步驟：
步驟(a)：首先，將實(shí)施例4壓裂支撐劑用添加劑、海泡石、鋁礬土支撐劑廢料和硅石粉碎為粒徑為40mm的顆粒，隨后對粉碎后的顆粒進(jìn)行球磨，得到目數(shù)為400目的細(xì)粉；
步驟(b)：將步驟(a)制得的細(xì)粉投入成球機(jī)制得粒徑為0.318mm球狀顆粒，然后，然后，將制得的球狀顆粒在1200℃的溫度下進(jìn)行燒結(jié)，制得壓裂支撐劑。
實(shí)施例10
一種壓裂支撐劑，按重量份數(shù)計(jì)，上述壓裂支撐劑主要由以下原料制成：實(shí)施例5壓裂支撐劑用添加劑5份、海泡石65份、鋁礬土支撐劑廢料10份和硅石5份；
上述的壓裂支撐劑的制備方法，具體包括以下步驟：
步驟(a)：首先，將實(shí)施例5壓裂支撐劑用添加劑、海泡石、鋁礬土支撐劑廢料和硅石粉碎為粒徑為40mm的顆粒，隨后對粉碎后的顆粒進(jìn)行球磨，得到目數(shù)為400目的細(xì)粉；
步驟(b)：將步驟(a)制得的細(xì)粉投入成球機(jī)制得粒徑為0.318mm球狀顆粒，然后，然后，將制得的球狀顆粒在1200℃的溫度下進(jìn)行燒結(jié)，制得壓裂支撐劑。
實(shí)施例11
一種壓裂支撐劑，按重量份數(shù)計(jì)，上述壓裂支撐劑主要由以下原料制成：實(shí)施例5壓裂支撐劑用添加劑10份、海泡石85份、鋁礬土支撐劑廢料30份和硅石15份；
上述的壓裂支撐劑的制備方法同實(shí)施例6。
實(shí)施例12
一種壓裂支撐劑，按重量份數(shù)計(jì)，上述壓裂支撐劑主要由以下原料制成：實(shí)施例5壓裂支撐劑用添加劑5份、海泡石65份、鋁礬土支撐劑廢料15份和硅石15份；
上述的壓裂支撐劑的制備方法同實(shí)施例6。
實(shí)施例13
一種壓裂支撐劑，按重量份數(shù)計(jì)，上述壓裂支撐劑主要由以下原料制成：實(shí)施例5壓裂支撐劑用添加劑5份、海泡石75份、鋁礬土支撐劑廢料10份和硅石10份；
上述的壓裂支撐劑的制備方法同實(shí)施例6。
對比例1
一種壓裂支撐劑，其制備方法包括以下步驟：
步驟1：將al2o3含量大于75％的鋁礬土破碎為粒徑小于5mm的顆粒，得到主料；
步驟2：將上述主料100份與稀土精礦0.5份、木炭10份、工業(yè)糊精0.05份充分混合5分鐘，得到混合料；
步驟3：將上述混合料磨至粒度小于300目的粉料；
步驟4：用上述粉料成球得圓度和球度達(dá)到0.9的坯球；
步驟5：對坯球用雙層篩進(jìn)行篩分，上篩孔18目，下篩孔30目，將粒徑大于18目的篩上坯球粉碎，然后返回步驟4；
步驟6：將半成品球在1300℃下焙燒4小時；
步驟7：將步驟6制得的坯球用雙層篩進(jìn)行篩分，上篩孔20目，下篩孔40目，得到20～40目的合格品，再進(jìn)行拋光、除塵處理；
步驟8：將步驟7處理后的合格品用苯酚-甲醛樹脂包裹，與120熱固后得本發(fā)明產(chǎn)品。
對比例2
一種壓裂支撐劑，其制備方法包括以下步驟：
步驟1：將al2o3含量大于75％的鋁礬土。在800℃焙燒后粉碎為3mm的顆粒，得a料；
步驟2：以100重量份a料為基料，在基料中加入以下輔料：膨潤土4份、氟碳鈰精礦2份、二氧化錳0.6份、氧化鎂0.5份；將基、輔料混合后進(jìn)入磨機(jī)共磨成粒徑小于0.05mm的微粉粒，得b料；
步驟3：向b料加水，經(jīng)松解后在轉(zhuǎn)速為20r/min且與水平面成60度傾角的荸薺型成球機(jī)中制成粒徑為0.6mm，圓度和球度均大于0.9的球粒，得c料；
步驟4：將c料進(jìn)行篩分后裝入隧道窯或轉(zhuǎn)窯燒結(jié)，燒結(jié)溫度控制在1500℃，燒結(jié)時間為2個小時，然后再經(jīng)拋光、除塵、篩分得成品。
效果例1
為表明本發(fā)明壓裂支撐劑強(qiáng)度高、密度大，有利于油氣田增產(chǎn)，現(xiàn)將實(shí)施例12和13以及對比例1和2制備的壓裂支撐劑按照中華人民共和國石油天然氣行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)sy/t5108-2006《壓裂支撐劑性能指標(biāo)及測試推薦方法》檢測，性能參數(shù)詳見下表：
由上表可知，本發(fā)明實(shí)施例12和13的體積密度明顯小于對比例1和2，由于在油氣開采壓裂施工中，陶粒支撐劑的使用設(shè)計(jì)是按立方計(jì)算，而采購按噸計(jì)算，因此，體積密度大，單位體積的采用成本就高；本發(fā)明實(shí)施例12和13的視密度明顯小于對比例1和2，視密度是配制壓裂液的主要參考數(shù)據(jù)，視密度越大配制壓裂液的成本就越高，且在壓裂液向油氣井地層注入的過程中不便于攜帶；本發(fā)明實(shí)施例12和13的酸溶解度和破碎率明顯小于對比例1和2，酸溶解度越高，抗酸性越差，容易被壓裂液腐蝕破壞，從而對地層造成污染；破碎率越高，壓裂產(chǎn)生的破碎顆粒越多，提高導(dǎo)流能力的效果越差，相反的，酸溶解度和破碎率越低，有利于壓裂增產(chǎn)。
綜上可知，本發(fā)明提供的壓裂支撐劑采用本發(fā)明壓裂支撐劑用添加劑、海泡石、鋁礬土支撐劑廢料和硅石為原料，該壓裂支撐劑具有體積密度、視密度、酸溶解度和破碎率低等優(yōu)點(diǎn)，不僅能降低生產(chǎn)成本和壓裂成本，還有利于油氣田增產(chǎn)，緩解了現(xiàn)有壓力支撐劑生產(chǎn)中采用生鋁礬土或輕燒鋁礬土為主要原料生產(chǎn)成本過高的問題。
最后應(yīng)說明的是：以上各實(shí)施例僅用以說明本發(fā)明的技術(shù)方案，而非對其限制；盡管參照前述各實(shí)施例對本發(fā)明進(jìn)行了詳細(xì)的說明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解：其依然可以對前述各實(shí)施例所記載的技術(shù)方案進(jìn)行修改，或者對其中部分或者全部技術(shù)特征進(jìn)行等同替換；而這些修改或者替換，并不使相應(yīng)技術(shù)方案的本質(zhì)脫離本發(fā)明各實(shí)施例技術(shù)方案的范圍。