[发明专利]一种利用工业废渣制备的陶粒支撑剂

说明书

本发明涉及石油压裂支撑剂领域，尤其涉及一种利用工业废渣制备的陶粒支撑剂。该陶粒支撑剂由以下重量份的组分制备而成：混合粉末100‑200份，膨润土10‑20份，增强助剂15‑25份，发泡剂1‑2份，分散剂40‑60份；其中，混合粉末为工业废渣、高岭土、废石膏粉、碎玻璃粉末、二氧化钛、铝土矿粉按100‑120:20‑30:20‑40:10‑20:2‑5:5‑10的质量比混合而成。本发明制得的陶粒支撑剂，具有较高的机械强度，与普通的陶粒支撑剂相比强度得到有效的提高，同时其体积密度较小，提高了其闭合导流能力，有利于支撑剂在井下裂缝中形成长的支撑裂缝带，使得本发明制得的陶粒支撑剂具有良好的使用性能。

技术领域

本发明涉及石油压裂支撑剂领域，尤其涉及一种利用工业废渣制备的陶粒支撑剂。

背景技术

水力压裂技术自从1947年在美国应用试验成功之后，已经发展成了一种非常成熟的开采工艺技术。在油气开采过程中，由于地下岩层的低渗透和低导流能力，很多时候需要借助水力压裂技术使固体颗粒注入地下岩层，支撑起岩层裂缝，从而提高油气的通过率，这些固体颗粒称为压裂支撑剂。在水力压裂总成本中，压裂支撑剂的成本费用占整个作业费用的比例巨大，不仅占据油气井在初期建造时耗资的一大部分，也决定着油气井或油田的经济寿命及使用效率；而水力压裂效果的成败、有效期的长短也主要取决于支撑剂的力学性能和质量。随着现代社会对石油天然气质量需求的不断提高，油气井的深度逐年加深，对陶粒支撑剂的性能要求也更加严格。因此，制备出一种成本低、性能优异的陶粒支撑剂，是目前该领域的一项技术问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种成本低，并具有高强度、低密度等优异性能的陶粒支撑剂。

本发明采取以下技术方案：

一种利用工业废渣制备的陶粒支撑剂，陶粒支撑剂由以下重量份的组分制备而成：混合粉末100-200份，膨润土10-20份，增强助剂15-25份，发泡剂1-2份，分散剂40-60份；其中，混合粉末为工业废渣、高岭土、废石膏粉、碎玻璃粉末、二氧化钛、铝土矿粉按100-120:20-30:20-40:10-20:2-5:5-10的质量比混合而成。

进一步的，混合粉末的粒径大小为80-120目。

进一步的，工业废渣为钢渣、矿渣、有色金属渣中的一种或几种。

进一步的，陶粒支撑剂按以下方法制备：

(1)混合粉末制备：将工业废渣、高岭土、废石膏粉、碎玻璃粉末、二氧化钛、铝土矿粉按质量比混合后，加入粉碎机中粉碎到粒径大小为10-20目，再加入球磨机中研磨，得到粒径大小为80-120目的混合粉末；

(2)陶粒支撑剂制备：将混合粉末、膨润土、增强助剂、发泡剂、分散剂按质量比加入混合机中混合10-20分钟，再加入制粒机中滚动造粒，通过水雾粘接剂形成致密的生料球体，再将生料球体放入烘箱中烘干3-4h，之后置于高温窑中烧结成型1-2天，然后退火降温，冷却至室温，筛分包装，得到陶粒支撑剂。

进一步的，步骤(2)中烘干温度为80-120℃。

进一步的，步骤(2)中烧结温度为1100-1400℃。

进一步的，步骤(2)中冷却工艺为：以2-5℃/min的速度降温。

本发明的利用工业废渣制备的陶粒支撑剂，具有以下有益效果：