低密度陶粒支撑剂的制作方法

  本发明涉及一种石油、天然气开采压裂工艺用材料，尤其涉及一种陶粒 支撑剂。

  陶粒支撑剂是石油、天然气井开采过程中用于压裂施工的关键材料，而 压裂技术是目前提高石油、天然气产量的主要工艺措施。在进行深井压裂施工时，陶粒支撑 剂被填充到岩层裂隙中作高闭合压裂处理，不仅可使含油气的岩层裂开，而且还能起到支 撑裂隙不因应力释放而闭合的作用，从而可保持油气的高导流能力；因此陶粒支撑剂性能 的优劣是压裂增产工艺能否获得成功、能否延长油气井服务年限的重要的条件之一。

  申请号为89102544. 8的中国专利文献公开了一种固体支撑剂及其制造方法，其 技术方案是以含65 75%的贫铝矾土或铝矾矿的下脚料为主要的组成原材料、以软质粘土和石英 为辅助原料进行配制，磨细至200目，加水加压制成普通砖块，在焙烧炉中1200 1400°C 焙烧2 4小时，再放入电弧炉中2500 300(TC熔融，采用电熔喷吹法喷吹成球，冷却后 筛分。该支撑剂化学组份A1^为60 67%， Si02为23 28，余量为Fe203和Ti02等杂 质。该方案不仅能耗较高，而且支撑剂粒径难以控制、产品合格率较低；另外，由于该支撑剂 的密度较高(2. 8 3. 0g/cm3)，因此对压裂液携砂能力会产生一定的影响。申请号为03117560. 0 的中国专利文献还公开了一种微细陶粒的制造方法，其技术方案是以100份^203含量不小

  于70%的铝矾土为基料，加入粘土 2 20份、镧系金属氧化物1 10份、二氧化锰0. 3 3份、氧化镁0. 1 3份，基辅料研磨成粉，在细粉中加入30 70%的水、0. 3 3%的粘 结剂、1 10%。的分散剂、1 10%。的消泡剂，搅拌后得到浆料，浆料通过喷枪射入干燥塔中 得到坯球，坯球送入窑炉，在1000 150(TC温度下烧结0. 5 5小时。该方案由于辅料过 多、且多为精矿，因此导致产品成本过高；另外，配料时由于成份波动较大，因此产品质量难 以控制；第三，由于采用喷射干燥成型方法，球坯圆度差，因此产品的导流能力不好。

  针对现存技术中存在的上述缺陷，本发明旨在提供一种配料简单、质量 稳定、生产能耗低的低密度陶粒支撑剂。 为实现上述目的，本发明由下列重量百分比的原料按常规方法制作而成高岭土 62 75%、八1203含量为80 85%的铝砜土 17 30%、二氧化锰1 6%、氧化镁0. 5 2%。 本发明的优选技术方案为高岭土72 75%、铝矾土 17 20%、二氧化锰3 6%、氧化镁0. 5 2%。 与现存技术比较，本发明由于采用了上述技术方案，因此具有体积密度小、能耗

  低、抗破碎能力强、配料简单、材料易得等诸多优点。具体分析如下 1) 二氧化锰可形成大量闭气孔，因此可减小陶瓷支撑剂的体积密度； 2) 二氧化锰可降低陶粒支撑剂的烧结温度，因此不仅降低了能耗，而且产品在烧

  结过程中质量也易于控制； 3)1%0与八1203在高温下发生固相反应，可在晶界上形成包裹在八1203晶粒表面的 尖晶石(MgO A1203)薄膜，从而使A1^之间的质点扩散受到抑制、阻碍了 A1203晶粒长大， 因此可获得大小均匀的等轴状晶粒，使微观结构细晶化；而且，晶料断裂形式由沿晶断裂变

  3为沿晶断裂与准解理断裂相结合的形式，因此提高了陶粒的抗破碎能力。[OO、、] 本发明产品的晶相主要以刚玉、莫来石相为主；经测试，本发明产品的体积密度为1．55一1．60g／Cm‘，视密度为2．5—2．8g／Cm‘，抗破碎能力(AP工RP56—60)69MI，a下≤8％。[OO、2]

  具体实施例方式下面结合具体的实施例对本发明作进一步说明[OO、3] 实施例l[OO、4] 1)按重量百分比计算，将高岭土62％、铝矾土30％、二氧化锰6％、氧化镁2％混合，磨成400目细粉；[OO、5] 2)将上述细粉送入造粒机中喷水、搅拌造粒，烘干后筛分，制成粒径为o．425一o．95mm的半成品颗粒；[OO、6] 3)将上述半成品颗粒送入回转窑炉，13lo—1330℃动态烧结l—1．5小时，出炉冷却、筛分。[OO、7] 实施例2，各步骤同实施例l；其中高岭土75％、铝矾土17％、二氧化锰6％、氧化镁2％。[OO、8] 实施例3，各步骤同实施例l；其中高岭土72％、铝矾土26．5％、二氧化锰1％、氧化镁o．5％。[OO、9] 实施例4，各步骤同实施例l；其中高岭土72％、铝矾土20％、二氧化锰6％、氧化镁2％。

  实施例5，各步骤同实施例l；其中高岭土75％、铝矾土17％、二氧化锰6％、氧化镁2％。

  实施例6，各步骤同实施例l；其中高岭土75％、铝矾土20％、二氧化锰3％、氧化镁2％。

  实施例7，各步骤同实施例l；其中高岭土75％、铝矾土20％、二氧化锰4．5％、氧化镁o．5％。

  一种低密度陶粒支撑剂，其特征是由下列重量百分比的原料按常规方法制作而成高岭土62～75％、Al2O3含量为80～85％的铝矾土17～30％、二氧化锰1～6％、氧化镁0.5～2％。

  本发明公开了一种低密度陶粒支撑剂，属于石油、天然气开采压裂工艺用材料。旨在提供一种配料简单、质量稳定、生产能耗低的陶粒支撑剂。由下列重量百分比的原料按常规方法制作而成高岭土62～75％、Al2O3含量为80～85％的铝矾土17～30％、二氧化锰1～6％、氧化镁0.5～2％。本发明具有体积密度小、抗破碎能力强、配料简单、材料易得等诸多优点，是用于油气井压裂施工的理想材料。

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