[发明专利]一种石油支撑剂及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及石油开采技术领域，尤其涉及一种石油支撑剂及其制备方法。

背景技术

压裂工艺技术对全世界范围的石油开采起着非常重要的作用，而石油压裂支撑剂是石油压裂工艺技术能否获得成功的关键，高质量的支撑剂可为原油的开采发挥重要的作用。石油压裂支撑剂是使地层深处岩石裂隙保持裂开状态的支撑物，粒径可以选择，有一定圆度和球度。在使用过程中，把支撑剂混入压裂液中，利用高压手段注入深层岩石裂缝中支撑岩层，以提高导油率，增加原油产量。

石油压裂支撑剂是油气田压裂作业中必需的专用材料，尤其在低渗透油气田的开发中发挥着重要作用。目前，国内应用的陶粒支撑剂抗压能力一般为52MPa，还比较低，难以满足深井作业的需求，且其视密度与体积密度较大。视密度大的支撑剂容易在压裂产生的裂缝端口处产生丘状的堆积，对导流极其不利；体积密度大则会增加填充地层裂缝所需支撑剂的质量，增加压裂作业的成本。支撑剂的开发不仅为深井作业提供支持，而且有利于非胶化压裂液的使用，便于在地层内形成具有一定长度和高度的支撑带，从而提高产层导流能力并增产增效。

国际上多采用烧结刚玉制品，但这种制品虽然在理化性能上可以满足要求，可是原料来源困难，加工工艺复杂，且能耗大、成本高。我国传统的陶粒支撑剂是以铝矾土和硬质粘土为原料，通过粉末造粒，高温烧结而成，制成品的结合相是高强刚玉莫来石相。但是随着我国矿山资源大范围的开发利用，传统方法制造陶粒的主要原料铝矾土不仅价格上涨幅度大，而且铝矾土资源也日渐紧张。因此，寻找廉价的有效的可替代的原料生产低密高强陶粒支撑剂一直是本领域的追求目标之一，如CN 93111476.4公开了一种镁橄榄石—堇青石瓷，当晶相中镁橄榄石占26-60％、堇青石占10-28％、顽辉石占0.5-5％、镁橄榄石的含量大于堇青石的含量时，该瓷具有热震稳定好、机械强度高的特点，实验证明利用这种结合相生产的陶粒支撑剂可以满足石油压裂工艺的要求。

近年来，我国通过进口大量的红土镍矿，采用火法冶金的方法生产镍铁合金用于满足我国经济发展的需求，生产过程中产生了大量的镍渣，这些镍渣污染环境，浪费土地资源。但是通过高温冶炼所产生的镍渣富含氧化硅和氧化镁，寻找合适的镍渣利用途径，将会产生巨大的经济效益和社会效益。

发明内容

本发明的目的在于提供一种石油支撑剂及其制备方法，该石油支撑剂具有耐高温、耐高压、耐腐蚀、高强度、高导流能力、低破碎率和抗热震能力高的特点。

为达此目的，本发明采用以下技术方案：

一方面，本发明提供了一种石油支撑剂，按重量百分含量主要由以下原料制备而成：

镍铁渣 75％-82％

软质粘土 18％-25％

所述原料的重量百分含量之和为100％。

作为优选的技术方案，本发明还提供了一种石油支撑剂，按重量百分含量主要由以下原料制备而成：

镍铁渣 78％-80％

软质粘土 20％-22％

所述原料的重量百分含量之和为100％。

作为优选的技术方案，本发明还提供了一种石油支撑剂，按重量百分含量由以下原料制备而成：

镍铁渣 80％

软质粘土 20％。

本发明提供的石油支撑剂，避免了使用价格高昂的铝矾土原料，而使用工业废弃物——镍铁渣，并引入结合能力强的软质粘土，合成了镁橄榄石堇青石复合陶瓷相结合的陶粒支撑剂。

本发明提供的石油支撑剂中，镍铁渣所占的重量百分含量为75％-82％，如76％、77％、78％、79％、80％或81％，优选为80％；软质粘土所占的重量百分含量为18％-25％，如19％、20％、21％、22％、23％或24％，优选为20％。

所述镍铁渣为红土镍矿在大于1550℃，如1600℃、1700℃、1750℃、1800℃、1850℃、1900℃、2000℃、2100℃或2150℃，熔融状态下经还原提取镍和铁后，在水淬急冷状态下产生的水渣，根据还原工艺的不同所述水渣中还含有重量百分含量为2％-5％的铁，如含有重量百分含量为2.2％、2.3％、2.5％、2.8％、3.0％、3.4％、3.6％、4.0％、4.5％或4.8％的铁，在制备所述石油支撑剂时需要去除。所述镍铁渣主要是由镁、铁、铝的硅酸盐组分构成，其化学组成和物相组成接近辉石。所述镍铁渣也可为镍铁干渣。

所述软质粘土为球粘土，优选为二级以上的球粘土，进一步优选为吉林水曲柳球粘土或广西球粘土中的一级球粘土。