[实用新型]一种梯度孔结构超低密石油压裂支撑剂

说明书

本实用新型公开了一种梯度孔结构超低密石油压裂支撑剂，支撑剂为球型陶瓷颗粒，包括外壳层、球核，外壳层均匀包裹在球核外侧，支撑剂颗粒尺寸为20－70目，球核为多孔结构，球核内设有若干空腔，外壳层为致密结构，颗粒的外壳层厚度、球核多孔结构的孔隙率可根据密度要求进行变化调整。本实用新型能够在保持抗压强度满足压裂要求下，降低支撑剂的密度，得到超低密石油压裂支撑剂。

技术领域

本实用新型属于压裂支撑剂技术领域，特别涉及一种梯度孔结构超低密石油压裂支撑剂。

背景技术

压裂技术是目前石油和天然气开采的主流技术。利用高压作业过程迫使油层岩石破裂，形成裂缝，以达到改善提高油气产率和油井服役年限。压力作业过程中，为防止开裂缝隙在地层压力下闭合，通常采用压裂液携带高强度的石油压裂支撑剂进入缝隙，使裂缝不在重新闭合。目前随着压裂技术发展进步和油气开发储层的深度增加，对支撑剂强度和密度要求越来越高。低密度的支撑剂有利于提高压裂液的携砂能力，改善支撑剂的运移效率，降低施工成本。目前依据支撑剂密度大小，支撑剂可以分低密度支撑剂(视密度＜3.0g/cm³，体密度＜1.65g/cm³)，中密度支撑剂(视密度3.0－3.35g/cm³，体密度1.65－1.80g/cm³)和高密度支撑剂(视密度＞3.35g/cm³，体密度＞1.8g/cm³)。近几年，石油压裂支撑剂向更低密度和更小粒度方向发展，因此发展视密度小于2.6g/cm³、体密度低于1.4g/cm³的石油压力支撑剂具有良好的应用前景。当前人造石油压裂支撑剂主要是以莫来石和刚玉为主相的复合材料，莫来石和刚玉密度大，相应致密结构的石油压裂支撑剂很难达到超低密支撑剂的密度要求。

发明内容

本实用新型的目的是克服现有技术中的不足，提供一种梯度孔结构超低密石油压裂支撑剂，能够在保持抗压强度满足压裂要求下，降低支撑剂的视密度和体密度，得到超低密度的石油压裂支撑剂。

为了实现上述目的，本实用新型采用的技术方案是：

一种梯度孔结构超低密石油压裂支撑剂，支撑剂为球型陶瓷颗粒，包括外壳层、球核，外壳层均匀包裹在球核外侧，支撑剂颗粒尺寸为20－70目。

球核为多孔结构，球核内有若干空腔。

外壳层为致密性结构。

颗粒的外壳层厚度、球核多孔结构的孔隙率可根据密度要求进行变化调整。

支撑剂颗粒尺寸为20－40目，桶压强度52Mpa，支撑剂颗粒破碎率小于10％。

支撑剂颗粒尺寸为30－50目，桶压强度53Mpa，支撑剂颗粒破碎率小于10％。

支撑剂颗粒尺寸为40－70目，桶压强度69MPa，支撑剂颗粒破碎率小于10％。

支撑剂利用高岭土、铝矾土、粉煤灰、煤矸石和石英等硅铝酸盐矿物和固体废弃物制备而成。

支撑剂利用糖衣机通过二次滚制成球法制备：首先加入球核粉体滚制成球核，然后加入外壳粉体继续滚制，在球核表面包覆一定厚度的外壳层，形成支撑剂生坯。

梯度孔结构可以利用所述球核粉体和外壳粉体在烧结温度上的差异性制备；要求球核粉体的烧结温度高于外壳粉体，选择在合适温度烧结，制备出外壳层致密、内层多孔的结构。

本实用新型的有益效果是：

1)能够在保持抗压强度满足压裂要求下，降低支撑剂的密度，得到超低密石油压裂支撑剂。

2)支撑剂的密度利用外壳层厚度和球核孔隙率变化进行调整，产品更灵活，密度可自由调节，适应各种密度要求。