超深井壓裂用陶粒及其制備方法
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種超深井壓裂用陶粒及其制備方法，其中陶粒的原料由主組分和外加組分組成，其中所述主組分及其質(zhì)量百分比為：輕燒鋁礬土90～94％；鐵紅3～5％；變性粘土2～6％；所述外加組分的添加量為主組分總質(zhì)量的1～3％，所述外加組分為結(jié)合劑。本發(fā)明的陶粒成本低、抗破碎能力強(qiáng)。
【專(zhuān)利說(shuō)明】超深井壓裂用陶粒及其制備方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及石油支撐劑【技術(shù)領(lǐng)域】，尤其涉及一種超深井壓裂用陶粒及其制備方法。

【背景技術(shù)】
[0002]石油天然氣深井開(kāi)采時(shí)，經(jīng)常進(jìn)行壓裂處理，使含油氣巖層裂開(kāi)，油氣從裂縫形成的通道中匯集而出。用石油支撐劑隨同壓裂液進(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。
[0003]目前常用的石油支撐劑主要有以下幾種:1、中密中強(qiáng)陶粒砂，在油氣井的開(kāi)采中深度大于4000米以上的多用中密中強(qiáng)的陶粒砂，但是當(dāng)深度大于6000米時(shí)，其抗破碎能力衰減嚴(yán)重，不適于在超深井中應(yīng)用；2、覆膜砂，覆膜砂是指在加熱的基體(如陶粒、石英砂、堅(jiān)果殼、玻璃球等)上覆膜一層或多層熱固性樹(shù)脂(如酚醛樹(shù)脂、環(huán)氧樹(shù)脂、呋喃樹(shù)脂、聚氨酯等)，并同時(shí)固化形成三維網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的增強(qiáng)支撐劑，具有表面光滑、破碎率下降等優(yōu)點(diǎn)，但是成本高；3、人造超深井專(zhuān)用陶粒砂，因其原料要求苛刻，90%以上原料依賴(lài)進(jìn)口，原料成本高且資源有限；同時(shí)適用于生產(chǎn)超深井專(zhuān)用陶粒砂的工藝要比其它石油支撐劑復(fù)雜，國(guó)內(nèi)傳統(tǒng)的工藝流程是無(wú)法滿(mǎn)足，因此超深井專(zhuān)用陶粒砂的成本在8000元/噸以上，而且產(chǎn)量少。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]有鑒于此，本發(fā)明實(shí)施例提供一種超深井壓裂用陶粒及其制備方法，主要目的在于提供一種成本低、支撐效果好的壓裂用陶粒。
[0005]為達(dá)到上述目的，本發(fā)明主要提供如下技術(shù)方案:
[0006]一方面，本發(fā)明實(shí)施例提供了一種超深井壓裂用陶粒，其原料由主組分和外加組分組成，其中
[0007]所述主組分及其質(zhì)量百分比為:
[0008]輕燒鋁礬土 90?94%
[0009]鐵紅3?5%
[0010]變性粘土 2?6%;
[0011]所述外加組分的添加量為主組分總質(zhì)量的I?3%，所述外加組分為結(jié)合劑。
[0012]作為優(yōu)選，所述超深井壓裂用陶粒的主組分質(zhì)量百分比為:
[0013]輕燒鋁礬土 93%
[0014]鐵紅4%
[0015]變性粘土2% ；
[0016]所述結(jié)合劑的添加量為主組分總質(zhì)量的I %。作為優(yōu)選，所述輕燒鋁礬土中鋁的質(zhì)量百分含量大于84%。
[0017]作為優(yōu)選,所述鐵紅中三氧化二鐵的質(zhì)量百分含量至少為95%。
[0018]作為優(yōu)選，所述結(jié)合劑為變性淀粉。
[0019]另一方面，本發(fā)明實(shí)施例提供了一種上述任一種超深井壓裂用陶粒的制備方法，包括如下步驟:
[0020]將原料按比例配好后，經(jīng)球磨機(jī)研磨使粉料細(xì)度達(dá)到600目通過(guò)率在90%以上；
[0021]造粒后，在150_220°C下烘干得陶粒半成品；
[0022]篩分得到合格的陶粒半成品，在1420_1450°C高溫下燒制得到成品的陶粒。
[0023]作為優(yōu)選，得到的所述成品的陶粒滿(mǎn)足30/50目的體積密度不小于1.80g/cm3，視密度不低于3.24，103MPa破碎率不大于5%，酸溶解度不大于5%。
[0024]本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比具有如下優(yōu)點(diǎn):
[0025]本發(fā)明實(shí)施例提出的一種超深井壓裂用陶粒及其制備方法提供了一種低成本、支撐效果好、抗破碎能力強(qiáng)的陶粒。原料價(jià)格低，且易于得到。采用該種原料制備陶粒的工藝簡(jiǎn)單，易于實(shí)施，可進(jìn)行大量生產(chǎn)。

【具體實(shí)施方式】
[0026]下面結(jié)合具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)描述，但不作為對(duì)本發(fā)明的限定。
[0027]實(shí)施例1
[0028]超深井壓裂用陶粒，其原料組成如下:
[0029]輕燒鋁礬土(鋁的質(zhì)量百分含量為85% ) 92kg，鐵紅5kg，變性粘土 3kg，變性淀粉(外加組分)2kg。
[0030]制備步驟如下:
[0031]將原料按比例配好后，經(jīng)球磨機(jī)研磨使粉料細(xì)度達(dá)到600目通過(guò)率在90%以上；
[0032]造粒后，在150°C下烘干得陶粒半成品；
[0033]篩分得到合格的半成品，在1430°C高溫下燒制得到成品的陶粒。
[0034]得到的成品的陶粒30/50目的體積密度為1.92g/cm3，視密度為3.34，103MPa破碎率為4.74%，酸溶解度為4.89%。實(shí)施例2
[0035]超深井壓裂用陶粒，其原料組成如下:
[0036]輕燒鋁礬土(鋁的質(zhì)量百分含量為85 % ) 94kg，鐵紅4kg，變性粘土 2kg，變性淀粉Ikg0
[0037]制備步驟如下:
[0038]將原料按比例配好后，經(jīng)球磨機(jī)研磨使粉料細(xì)度達(dá)到600目通過(guò)率在90%以上；
[0039]造粒后，在180°C下烘干得陶粒半成品；
[0040]篩分得到合格的陶粒半成品，在1450°C高溫下燒制得到成品的陶粒。
[0041]得到的所述成品的陶粒30/50目的體積密度為1.90，視密度為3.34，103MPa破碎率為4.74 %，酸溶解度為4.95 %。
[0042]實(shí)施例3
[0043]超深井壓裂用陶粒，其原料組成如下:
[0044]輕燒鋁礬土(鋁的質(zhì)量百分含量為85 % ) 94kg，鐵紅4kg，變性粘土 2kg，變性淀粉Ikg0
[0045]制備步驟如下:
[0046]將原料按比例配好后，經(jīng)球磨機(jī)研磨使粉料細(xì)度達(dá)到600目通過(guò)率在90%以上；
[0047]造粒后，在220°C下烘干得陶粒半成品；
[0048]篩分得到合格的陶粒半成品，在1420°C高溫下燒制得到成品的陶粒。
[0049]得到的所述成品的陶粒30/50目的體積密度為1.83g/cm3,視密度為3.34，103MPa破碎率為3.79 %，酸溶解度為4.85 %。
[0050]本發(fā)明實(shí)施例的陶粒的原料采用輕燒鋁礬土，控制鋁礬土的“燒失量”(LOI)在O?1%之間，既有利于造粒又有利于燒成。鐵紅以Fe203成分為主，含量高達(dá)95%以上，細(xì)度很細(xì)，400目水洗通過(guò)率100%，分散性好；三氧化二鐵活性較好，鐵紅以較少量的添加即有利于燒結(jié)過(guò)程中莫來(lái)石的形成，又能降低燒成溫度，進(jìn)而增強(qiáng)陶粒的抗破碎能力，具有良好的支撐效果。本發(fā)明實(shí)施例的陶粒的生產(chǎn)成本為3800元/噸左右。
[0051]以上實(shí)施例僅為本發(fā)明的示例性實(shí)施例，不用于限制本發(fā)明，本發(fā)明的保護(hù)范圍由權(quán)利要求書(shū)限定。本領(lǐng)域技術(shù)人員可以在本發(fā)明的實(shí)質(zhì)和保護(hù)范圍內(nèi)，對(duì)本發(fā)明做出各種修改或等同替換，這種修改或等同替換也應(yīng)視為落在本發(fā)明的保護(hù)范圍內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.超深井壓裂用陶粒，其特征在于，其原料由主組分和外加組分組成，其中 所述主組分及其質(zhì)量百分比為: 輕燒鋁礬土 90?94% 鐵紅3?5% 變性粘土 2?6%; 所述外加組分的添加量為主組分總質(zhì)量的I?3%，所述外加組分為結(jié)合劑。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的超深井壓裂用陶粒，其特征在于，所述主組分質(zhì)量百分比為: 輕燒鋁礬土 93% 鐵紅4% 變性粘土 3% ； 所述結(jié)合劑的添加量為主組分總質(zhì)量的I%。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的超深井壓裂用陶粒，其特征在于，所述輕燒鋁礬土中鋁的質(zhì)量百分含量大于84%。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的超深井壓裂用陶粒，其特征在于，所述鐵紅中三氧化二鐵的質(zhì)量百分含量至少為95%。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的超深井壓裂用陶粒，其特征在于，所述結(jié)合劑為變性淀粉。
6.權(quán)利要求1-5任一項(xiàng)所述的超深井壓裂用陶粒的制備方法，其特征在于，包括如下步驟: 將原料按比例配好后，經(jīng)球磨機(jī)研磨使粉料細(xì)度達(dá)到600目通過(guò)率在90%以上； 造粒后，在150-220°C下烘干得陶粒半成品； 篩分得到合格的陶粒半成品，在1420-1450°C高溫下燒制得到成品的陶粒。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的超深井壓裂用陶粒，其特征在于，得到的所述成品的陶粒滿(mǎn)足30/50目的體積密度不小于1.80g/cm3，視密度不低于3.24，103MPa破碎率不大于5 %，酸溶解度不大于5%。
【文檔編號(hào)】C04B35/622GK104293338SQ201410513890
【公開(kāi)日】2015年1月21日 申請(qǐng)日期:2014年9月29日 優(yōu)先權(quán)日:2014年9月29日
【發(fā)明者】周麗, 牛成杰, 楊曉平, 陳俊 申請(qǐng)人:安東新材料（遂寧）有限公司