原料含有粉煤灰的石油壓裂支撐劑及其制備方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種原料含有粉煤灰的石油壓裂支撐劑及其制備方法。目前，國內(nèi)多采用壓裂陶粒、石英砂等，但是陶粒、石英砂強度較低,只能用于淺層油井開采，若將這些支撐劑使用在深井中，將難以承受巖層巨大的壓力及地層環(huán)境中的各種腐蝕，阻止了石油的流出,難以滿足油井的要求。原料含有粉煤灰的石油壓裂支撐劑，其特征在于：以鋁礬土、鉀長石、錳礦和粉煤灰以骨料燒結(jié)成球狀，其中化學(xué)成分按照重量百分比組成：68～83%的鋁礬土，6～10%的鉀長石，3～7%的錳礦，8～15%的粉煤灰。本發(fā)明有效減少了錳礦的使用量，降低了生產(chǎn)的成本；生產(chǎn)方法簡單，能耗較小，而且獲得的成品密度低、破碎率低。
【專利說明】原料含有粉煤灰的石油壓裂支撐劑及其制備方法【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于石油壓裂支撐劑制備【技術(shù)領(lǐng)域】，涉及一種原料含有粉煤灰的石油壓裂支撐劑及其制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002]壓裂工藝技術(shù)對全世界范圍的石油開采起著非常重要的作用，而石油壓裂支撐劑是石油壓裂工藝技術(shù)能否獲得成功的關(guān)鍵。高質(zhì)量的支撐劑可為原油的開采發(fā)揮重要的作用。石油壓裂支撐劑，是使地層深處巖石裂隙保持裂開狀態(tài)的支撐物，粒徑0.4-0.9 mm，有一定圓度和球度。在使用過程中，把支撐劑混入壓裂液中，利用高壓手段注入深層巖石裂縫中支撐巖層，以提高導(dǎo)油率，增加原油產(chǎn)量。
[0003]目前，國內(nèi)多采用壓裂陶粒、石英砂等，但是陶粒、石英砂強度較低，只能用于淺層油井開采，若將這些支撐劑使用在深井中，將難以承受巖層巨大的壓力及地層環(huán)境中的各種腐蝕，會大量破碎，其破碎率一般在15 % -25 %，阻止了石油的流出，難以滿足油井的要求；國際上(如美國)多采用燒結(jié)剛玉制品，但這種制品雖然在理化性能上可以滿足要求，可是原料來源困難，加工工藝復(fù)雜，且能耗大、成本高。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的是提供一種抗壓性能強、破碎率低、制作成本低的原料含有粉煤灰的石油壓裂支撐劑及其制備方法。
[0005]本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是:原料含有粉煤灰的石油壓裂支撐劑，其特別之處在于:以鋁礬土、鉀長石、錳礦和粉煤灰以骨料燒結(jié)成球狀，其中化學(xué)成分按照重量百分比組成:68~83%的鋁礬土，6~10%的鉀長石，3~7%的錳礦，8~15%的粉煤灰。
[0006]所述鋁礬土中鋁的含量為60%_70%，錳礦中錳的含量為50%_60%。
[0007]上述原料含有粉煤灰的石油壓裂支撐劑的制備方法，包括以下步驟:
(1)采用顎式破碎機和錘式破碎機組成的耳機破碎系統(tǒng)，將待破碎的原礦石破碎成粒徑< IOmm ;
(2)將破碎后的材料磨粉成粒徑為>400 μ m后，經(jīng)混料機充分?jǐn)嚢杌旌暇鶆颍?br> (3)在大容器中將水霧化與原料均勻攪拌均化10-15天后，用成球機自然成球，所稱球的直徑為20 μ m-140 μ m ；
(4)根據(jù)需求對其按照粒徑大小規(guī)格進(jìn)行一級篩分，符合規(guī)格的進(jìn)入下一步，其余繼續(xù)均化；
(5)將旋轉(zhuǎn)烘干窯溫度控制在140-400°，將成球的原料進(jìn)行大水分烘干預(yù)熱，烘干預(yù)熱20-40分鐘；
(6)烘干后的成球原料進(jìn)行二級篩分，將成品篩分到下一步進(jìn)行煅燒，不符合規(guī)格的繼續(xù)均化；
(7)將成品進(jìn)行煅燒，煅燒時間為1-3小時，溫度控制在1400°C±50°C ；(8)成品進(jìn)入旋轉(zhuǎn)冷卻窯，先進(jìn)行風(fēng)冷，待溫度降到1300-700后，再進(jìn)行澆水冷卻，溫度降到700-40。；(9)將冷卻完的成品進(jìn)行三級篩分，根據(jù)需要篩分符合規(guī)格的成品。[0008]本發(fā)明的有益效果是:本發(fā)明原料中采用鉀長石、粉煤灰作為輔料，有效減少了錳礦的使用量，降低了生產(chǎn)的成本，降低了陶粒砂的酸解度，增加了陶粒砂的強度；本發(fā)明的生產(chǎn)方法簡單，能耗較小，而且獲得的成品密度低、破碎率低?！緦＠綀D】

【附圖說明】[0009]圖1是原料含有粉煤灰的石油壓裂支撐劑制作流程圖。【具體實施方式】[0010]下面結(jié)合附圖和【具體實施方式】對本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)說明。[0011]原料含有粉煤灰的石油壓裂支撐劑，以鋁礬土、鉀長石、錳礦和粉煤灰以骨料燒結(jié)成球狀，其中化學(xué)成分按照重量百分比組成:68~83%的鋁礬土，6~10%的鉀長石，3~7% 的錳礦，8~15%的粉煤灰。[0012]上述原料含有粉煤灰的石油壓裂支撐劑的制備方法，包括以下步驟:(1)采用顎式破碎機和錘式破碎機組成的耳機破碎系統(tǒng)，將待破碎的原礦石破碎成粒徑< IOmm ;(2)將破碎后的材料磨粉成粒徑為>400 μ m后，經(jīng)混料機充分?jǐn)嚢杌旌暇鶆颍?3)在大容器中將水霧化與原料均勻攪拌均化10-15天后，用成球機自然成球，所稱球的直徑為20 μ m-140 μ m ；(4)根據(jù)需求對其按照粒徑大小規(guī)格進(jìn)行一級篩分，符合規(guī)格的進(jìn)入下一步，其余繼續(xù)均化；(5)將旋轉(zhuǎn)烘干窯溫度控制在140°-400°，將成球的原料進(jìn)行大水分烘干預(yù)熱，烘干預(yù)熱20-40分鐘；(6)烘干后的成球原料進(jìn)行二級篩分，將成品篩分到下一步進(jìn)行煅燒，不符合規(guī)格的繼續(xù)均化；(7)將成品進(jìn)行煅燒，煅燒時間為1-3小時，溫度控制在1400°C±50°C ；(8)成品進(jìn)入旋轉(zhuǎn)冷卻窯，先進(jìn)行風(fēng)冷，待溫度降到1300-700后，再進(jìn)行澆水冷卻，溫度降到700-40。；(9)將冷卻完的成品進(jìn)行三級篩分，根據(jù)需要篩分符合規(guī)格的成品。[0013]實施例1:原料含有粉煤灰的石油壓裂支撐劑，以鋁礬土、鉀長石、錳礦和粉煤灰以骨料燒結(jié)成球狀，其中化學(xué)成分按照重量百分比組成:68%的鋁礬土，6%的鉀長石，3%的錳礦，8%的粉煤灰。[0014]上述原料含有粉煤灰的石油壓裂支撐劑的制備方法，包括以下步驟:(1)采用顎式破碎機和錘式破碎機組成的耳機破碎系統(tǒng)，將待破碎的原礦石破碎成粒徑< IOmm ;(2)將破碎后的材料磨粉成粒徑為 >400 μ m后，經(jīng)混料機充分?jǐn)嚢杌旌暇鶆颍?3)在大容器中將水霧化與原料均勻攪拌均化13天后，用成球機自然成球，所稱球的直徑為20 μ m ；
(4)根據(jù)需求對其按照粒徑大小規(guī)格進(jìn)行一級篩分，符合規(guī)格的進(jìn)入下一步，其余繼續(xù)均化；
(5)將旋轉(zhuǎn)烘干窯溫度控制在140°，將成球的原料進(jìn)行大水分烘干預(yù)熱，烘干預(yù)熱20分鐘；
(6)烘干后的成球原料進(jìn)行二級篩分，將成品篩分到下一步進(jìn)行煅燒，不符合規(guī)格的繼續(xù)均化；
(7)將成品進(jìn)行煅燒，煅燒時間為I小時，溫度控制在1400°C±50°C ；
(8)成品進(jìn)入旋轉(zhuǎn)冷卻窯，先進(jìn)行風(fēng)冷，待溫度降到1300后，再進(jìn)行澆水冷卻，溫度降到 700° ；
(9)將冷卻完的成品進(jìn)行三級篩分，根據(jù)需要篩分符合規(guī)格的成品。
[0015]實施例2:
原料含有粉煤灰的石油壓裂支撐劑，以鋁礬土、鉀長石、錳礦和粉煤灰以骨料燒結(jié)成球狀，其中化學(xué)成分按照重量百分比組成:83%的鋁礬土，10%的鉀長石，7%的錳礦，15%的粉煤灰。
[0016]上述原料含有粉煤灰的石油壓裂支撐劑的制備方法，包括以下步驟:
(1)采用顎式破碎機和錘式破碎機組成的耳機破碎系統(tǒng)，將待破碎的原礦石破碎成粒徑< IOmm ;
(2)將破碎后的材料磨粉成粒徑為>400 μ m后，經(jīng)混料機充分?jǐn)嚢杌旌暇鶆颍?br> (3)在大容器中將水霧化與原料均勻攪拌均化15天后，用成球機自然成球，所稱球的直徑為140 μ m ;
(4)根據(jù)需求對其按照粒徑大小規(guī)格進(jìn)行一級篩分，符合規(guī)格的進(jìn)入下一步，其余繼續(xù)均化；
(5)將旋轉(zhuǎn)烘干窯溫度控制在400°，將成球的原料進(jìn)行大水分烘干預(yù)熱，烘干預(yù)熱40分鐘；
(6)烘干后的成球原料進(jìn)行二級篩分，將成品篩分到下一步進(jìn)行煅燒，不符合規(guī)格的繼續(xù)均化；
(7)將成品進(jìn)行煅燒，煅燒時間為3小時，溫度控制在1450°C；
(8)成品進(jìn)入旋轉(zhuǎn)冷卻窯，先進(jìn)行風(fēng)冷，待溫度降到1300-700后，再進(jìn)行澆水冷卻，溫度降到700-40。；
(9)將冷卻完的成品進(jìn)行三級篩分，根據(jù)需要篩分符合規(guī)格的成品。
[0017]以下為在上述實施例參數(shù)的基礎(chǔ)上加工出的產(chǎn)品經(jīng)測試所得性能數(shù)據(jù)，所做比較如下。
[0018]表1配料方案
【權(quán)利要求】
1.原料含有粉煤灰的石油壓裂支撐劑，其特征在于:以鋁礬土、鉀長石、錳礦和粉煤灰以骨料燒結(jié)成球狀，其中化學(xué)成分按照重量百分比組成:68~83%的鋁礬土，6~10%的鉀長石，3~7%的錳礦，8~15%的粉煤灰。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的原料含有粉煤灰的石油壓裂支撐劑，其特征在于:所述鋁礬土中鋁的含量為60%-70%，錳礦中錳的含量為50%-60%。
3.—種權(quán)利要求1所述的原料含有粉煤灰的石油壓裂支撐劑的制備方法，其特征在于:包括以下步驟:(1)采用顎式破碎機和錘式破碎機組成的耳機破碎系統(tǒng)，將待破碎的原礦石破碎成粒徑≤ 1Omm ;(2)將破碎后的材料磨粉成粒徑為≥400 μ m后，經(jīng)混料機充分?jǐn)嚢杌旌暇鶆颍?3)在大容器中將水霧化與原料均勻攪拌均化10-15天后，用成球機自然成球，所稱球的直徑為20 μ m-140 μ m ；(4)根據(jù)需求對其按照粒徑大小規(guī)格進(jìn)行一級篩分，符合規(guī)格的進(jìn)入下一步，其余繼續(xù)均化；(5)將旋轉(zhuǎn)烘干窯溫度控制在140°-400°，將成球的原料進(jìn)行大水分烘干預(yù)熱，烘干預(yù)熱20-40分鐘；(6)烘干后的成球原料進(jìn)行二級篩分，將成品篩分到下一步進(jìn)行煅燒，不符合規(guī)格的繼續(xù)均化；(7)將成品進(jìn)行煅燒，煅燒時間為1-3小時，溫度控制在1400°C±50°C ；(8)成品進(jìn)入旋轉(zhuǎn)冷卻窯，先進(jìn)行風(fēng)冷，待溫度降到1300-700后，再進(jìn)行澆水冷卻，溫度降到700-40°；(9)將冷卻完的成品進(jìn)行三級篩分，根據(jù)需要篩分符合規(guī)格的成品。
【文檔編號】C04B35/622GK103497757SQ201310434909
【公開日】2014年1月8日 申請日期:2013年9月23日 優(yōu)先權(quán)日:2013年9月23日
【發(fā)明者】趙琦, 余坤禮 申請人:銅川恒晟科技材料有限公司