[发明专利]无添加剂的低密陶粒支撑剂及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种陶粒支撑剂，具体涉及一种无添加剂的低密陶粒支撑剂及其制备方法。

背景技术

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关键因素之一。

通常，陶粒支撑剂的生产厂家在生产陶粒支撑剂的时候，原材料选择优质铝矾土，并且加入不同添加剂，使陶粒支撑剂的烧结温度降低，达到降低成本的目的，同时提高陶粒支撑剂的强度，降低其破碎率，如加入锰粉、铁粉、钛粉、钾长石、滑石粉等；但缺点在于：1、对原材料的要求较高，须选用优质的铝矾土，2、加入添加剂的同时会造成原料成本增加。

铝矾土大部分用来做耐火材料，它的杂质含量较少，根据其铝含量耐火度等可分为特级、一级、二级等，但也有一部分铝矾土杂质含量较大，铝含量也较低，这部分矾土被利用的较少。

发明内容

本发明的目的在于提供一种无添加剂的低密陶粒支撑剂及其制备方法，解决了上述问题，未添加任何添加剂，配料简单、质量稳定、生产能耗低，达到中石油的标准。

本发明所述的一种无添加剂的低密陶粒支撑剂，不采用任何添加剂，铝矾土混合后的重量百分比含量的组分组成：

Al₂O₃：54-67%；SiO₂：15-25%；Fe₂O₃：2-4%；TiO₂：2-4%；CaO：1.5-2.5%；MgO：1.5-2.5%；K₂O：0.5-2%；Na₂O：0.5-2%和烧失。

其中，每一种铝矾土的化学成分为：Al₂O₃：50-65%；SiO₂：10-25%；Fe₂O₃：0.1-4%；TiO₂：0.1-4%；CaO：0.1-3%；MgO：0.1-3%；K₂O：0.1-3%；Na₂O：0.1-3%；烧失13-15%。

所述的无添加剂的低密陶粒支撑剂的制备方法如下：

（1）将铝矾土破碎后，配料、混匀、磨成细粉；

（2）先加入部分细粉加入制粒机中，将水雾化后喷在细粉表面，当细粉变成粒后，再加入细粉，同时加入再雾化水，最后制得半成品；

（3）将半成品烘干后，煅烧，出窑后冷却即得到产品。

其中，所述的步骤（1）中破碎后粒径在0-5mm之间，优选1-4mm。

步骤（1）中研磨后的细粉为300-500目。

步骤（2）中先加入部分细粉量为成品质量的15-30%细粉；再加入细粉为成品质量5-10%的细粉。

煅烧温度为1200-1500℃，煅烧时间为2-3小时。

产品用造粒机造粒的尺寸可根据实际需要进行调整。

原料铝矾土本身出了铝、硅以外，会有铁、钛、钙、镁、钾、钠等元素，这些元素会影响铝矾土的高温性能，我们的这个技术就是充分利用低品位铝矾土中的这些元素，合理的搭配，做成陶粒，使其能在较低温度下烧结，同时常温强度较大。

与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

本发明无添加剂的低密陶粒支撑剂及其制备方法，未添加任何添加剂，仅利用各种原料本身的化学成分，配料简单、质量稳定、常温强度大，生产能耗低，达到中石油的标准。制备的产品质量达到国内加入添加剂的同类产品。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明做进一步的说明。

实施例1

本发明的陶粒支撑剂的原料配方：

原料中，各铝矾土所占的质量百分比和各铝矾土的组成质量百分比如表1。

表1各铝矾土所占的质量百分比和各铝矾土的组成质量百分比

无添加剂的低密陶粒支撑剂及其制备方法，步骤如下：