[发明专利]一种空心陶粒支撑剂及制备方法

说明书

技术领域

本发明属于材料领域，特别涉及一种空心陶粒支撑剂及制备方法。

背景技术

在石油、天然气的深井开采过程中，压裂处理闭合压力高渗透性低的矿床后，含油气岩会裂开，油气就能够从裂缝形成的通道中汇聚而出。为形成一个稳定的能够使油气顺畅流出的高层流能力的通道，需要向岩石基层中注入流体，使之超过底层破裂强度的压力，在井筒周围的岩层中产生裂缝，保持压裂后形成的裂缝开启。将石油支撑剂和高压溶液一起进入地层填充在岩层裂隙中。在很大程度上，支撑剂在裂缝中的分布决定着裂缝的导流能力，压裂完成以后，裂缝会闭合在填充的支撑剂上，因此支撑剂扮演着支撑裂缝和防止裂缝闭合的双重角色，能够使裂缝保持高导流能力，使油气畅通，增加产量。

目前国内外应用较广的支撑剂是石英砂和陶粒支撑剂。目前的深井开采中多采用铝矾土为主要原料的石油压裂支撑剂。研究既具有较小的密度，又有较高的强度的陶粒支撑剂，解决陶粒支撑剂密度和强度之间的矛盾势在必行。

发明内容

本发明的目的在于提供一种空心陶粒支撑剂及制备方法，解决了陶粒支撑剂密度和强度之间的矛盾，在陶粒支撑剂密度较低的同时具有较高的强度。

为实现上述发明目的，本发明采用了以下技术方案：一种空心陶粒支撑剂，所述空心陶粒支撑剂中心为中空结构。所述中空结构大小为70目。所述空心陶粒支撑剂为30~35目的颗粒。

一种空心陶粒支撑剂制备方法，由以下步骤组成：将无烟煤粉破碎研磨，做成球形种子；将除无烟煤粉外的各种原料分别破碎研磨后按比例混合，以无烟煤粉球形种子为种子，在滚球机中成球；后经筛选、烘干、煅烧后制得。所用各原料及其质量比为：无烟煤粉15%~17%；铝矾土70%~75%；方解石3%~5%；钾长石3%~5%；镁砂石2%~3%。所述无烟煤粉中含碳量大于85%；所述铝矾土中氧化铝的质量分数为68%~70%；所述方解石中碳酸钙的质量百分比大于92%；所述钾长石中氧化钾和氧化钠总的质量百分比大于10%；所述镁砂石中氧化镁的质量百分比大于80%。所述各原料均破碎研磨至300目筛通过率大于99%。所述球形种子为70目，成球后筛选30~35目的颗粒。筛选后得到的颗粒烘干至含水量低于3%。烘干后的球体在1400℃~1450℃煅烧2h~3h。

本发明的有益效果在于：提供了一种空心陶粒支撑剂及制备方法，以无烟煤粉为原料制得陶粒支撑剂的球形种子，以球形种子为核，以铝矾土、方解石、钾长石、镁砂石为原料制球，经筛选、烘干、煅烧，其中在煅烧时，无烟煤粉制得的球形种子在高温下燃烧，形成中空的结构。本发明既具有较小的密度，又有较高的强度，解决了陶粒支撑剂密度和强度之间的矛盾。

附图说明

图1为本发明的剖面结构示意图。

具体实施方式

实施例1

一种空心陶粒支撑剂，所用各原料及其质量比为：无烟煤粉15%~17%；铝矾土70%~75%；方解石3%~5%；钾长石3%~5%；镁砂石2%~3%。

所述无烟煤粉中含碳量大于85%；所述铝矾土中氧化铝的质量分数为68%~70%；所述方解石中碳酸钙的质量百分比大于92%；所述钾长石中氧化钾和氧化钠总的质量百分比大于10%；所述镁砂石中氧化镁的质量百分比大于80%。

将无烟煤粉破碎研磨，做成球形种子；将除无烟煤粉外的各种原料分别破碎研磨后按比例混合，以无烟煤粉球形种子为种子，在滚球机中成球；后经筛选、烘干、煅烧，在煅烧时，无烟煤粉制得的球形种子在高温下燃烧，形成图1所示的中空的结构1，后制得成品2。

所述各原料均破碎研磨至300目筛通过率大于99%。

所述球形种子为70目，成球后筛选30~35目的颗粒。

筛选后得到的颗粒烘干至含水量低于3%。

烘干后的球体在1400℃~1450℃煅烧2h~3h。

实施例2

一种空心陶粒支撑剂，所用各原料及其质量比为：无烟煤粉15%；铝矾土75%；方解石5%；钾长石3%；镁砂石2%。

其中无烟煤粉中含碳量大于85%；铝矾土中氧化铝的质量分数为68%~70%；方解石中碳酸钙的质量百分比大于92%；钾长石中氧化钾和氧化钠总的质量百分比大于10%；镁砂石中氧化镁的质量百分比大于80%。