[发明专利]一种压裂用石英砂及其制备方法

说明书

本发明涉及压裂用石英砂及其制备方法，该压裂用石英砂包括石英砂骨料以及包覆在石英砂骨料外表的包覆层，包覆层由以下原料组成：粉煤灰、煤矸石、黏土、高岭土、硅微粉、硅烷偶联剂、金属矿粉；上述各个原料的重量份数为：石英砂骨料60‑80份、粉煤灰5‑10份、煤矸石5‑10份、黏土5‑10份、高岭土5‑10份、硅微粉10‑15份、硅烷偶联剂6‑10份、金属矿粉10‑15份。该压裂用石英砂的制备方法包括石英砂骨料的制备、包覆层原料的制备、覆膜、烧结四个步骤。本发明通过在石英砂骨料表面包覆包覆层，增大石英砂的强度，提升其抗破碎性能，具有优良的综合性能，满足使用需求，且本发明制备方法简单，便于推广应用。

技术领域

本发明属于石油开采技术领域，特别是涉及一种压裂用石英砂及其制备方法。

背景技术

在石油开采技术领域，压裂是指利用水力作用，使油气层形成裂缝的一种方法，又称水力压裂。压裂是人为地使地层产生裂缝，改善油在地下的流动环境，使油井产量增加，对改善油井井底流动条件、减缓层间和改善油层动用状况等起到重要的作用。压裂支撑剂作为压裂工艺技术的一个重要组成部分，其主要功能是用随同高压溶液进入地层充填在岩层裂隙中，起到支撑裂隙不因应力释放而闭合的作用，从而保持高导流能力，使油气畅通，增加产量。

目前，国内外普遍采用的压裂支撑剂为天然石英砂和高温烧结陶粒砂。然而，随着石油开采难度的加大、开采深度的增加，对支撑剂性能的要求越来越严格，天然石英砂和高温烧结陶粒砂由于存在各种问题，均已不能很好的满足使用需求。如天然石英砂的破碎率为16％，强度低，抗破碎能力差，不能满足压裂工艺的技术需求；高温烧结陶粒砂不仅生产成本高，是天然石英砂成本的几倍，而且，目前常用的高温烧结陶粒砂多是以铝矾土为主要原料制备而成，强度低，耐酸腐蚀性和抗破碎性差，难以满足超高压油田压裂与酸化改造工艺的需求。

发明内容

本发明的目的是提供一种压裂用石英砂及其制备方法，用以解决现有技术中的压裂用支撑剂存在抗破碎性能差，耐酸腐蚀性差，生产成本高，难以满足使用需要的技术问题。

本发明提供一种压裂用石英砂，包括石英砂骨料以及包覆在石英砂骨料外表的包覆层，包覆层由以下原料组成：粉煤灰、煤矸石、黏土、高岭土、硅微粉、硅烷偶联剂、金属矿粉；上述各个原料的重量份数为：石英砂骨料60-80份、粉煤灰5-10份、煤矸石5-10份、黏土5-10份、高岭土5-10份、硅微粉10-15份、硅烷偶联剂6-10份、金属矿粉10-15份。

优选地，金属矿粉为锰矿粉、铁矿粉、钛矿粉中的一种或几种。

优选地，硅烷偶联剂为乙烯基三甲氧基硅烷、乙烯基三乙氧基硅烷、γ―氨丙基三乙氧基硅烷中的任意一种。

优选地，石英砂骨料的粒径为70-100目，硅微粉的粒径小于1um。

本发明还提供一种压裂用石英砂的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：

步骤(1)：石英砂骨料的制备：a破碎：将天然石英矿石加入至破碎机中进行破碎得到石英砂粗料；

b水洗：将步骤a得到的石英砂粗料进行冲洗并烘干，去除石英砂粗料表面粘附的泥土；

c除铁：将经过水洗的石英砂粗料加入至磁选机中进行磁选，除去石英砂粗料中所含的磁性金属杂质；

d打磨:将经过步骤c除铁处理后的石英砂粗料加入打磨机中进行打磨；

e筛分：将经过打磨处理的石英砂粗料放入振动筛上进行筛分，得到粒径为70-100目的石英砂骨料；

步骤(2)：包覆层原料的制备：将粉煤灰、煤矸石、黏土、高岭土、金属矿粉放入球磨机中进行研磨，研磨均匀后得到混合物A；