[发明专利]含假蓝宝石晶体的低密度石油压裂支撑剂及其制备方法

说明书

本发明公开了含假蓝宝石晶体的低密度石油压裂支撑剂及其制备方法。该陶粒石油压裂支撑剂含硬度较高、性能优异假蓝宝石晶体结构，且视密度2.80g·cm^‑3，按照重量比，由30～50份的滑石、40～60份的铝矾土、1～5份的粘土和5～15份的复合矿化剂按照一定比例混合，再制成球料，烧结温度为1300～1340℃，保温时间为15～30分钟，产品自然冷却至室温。制作出的成品在30～50目时，52MPa下破碎率8％。具有抗压强度高、密度低、生产成本低等优点。

技术领域

本发明石油支撑剂技术领域，具体涉及一种含假蓝宝石晶体的低密度石油压裂支撑剂及其制备方法。

背景技术

陶粒压裂支撑剂是以铝矾土为主要原料，通过各种加工工艺，烧结制备而成的一种颗粒。其使用过程如下：在高压泵的作用下，陶粒压裂支撑剂与压裂液一起被注入粘附到地层的裂缝岩壁上，在裂缝闭合之前撑开裂缝，汇集成一个高导流通道，使地层油气沿着通道流向地面。

一直以来石油支撑剂通常是采用高铝原料(如高铝矾土)作为主要原料生产。目前，随着铝矾土资源的日益减少，人们已越来越多地开始尝试采用包括粉煤灰、煤矸石等在内的各种固体废弃物。但并没有从根本上解决问题。配合铝矾土、粘土和复合矿化剂制备石油压裂支撑剂对于降低成本和环境保护具有十分重要的意义。

发明内容

本发明提供了含假蓝宝石晶体的低密度石油压裂支撑剂，其特征在于：按照重量比，由30～50份的滑石、40～60份的铝矾土、1～5份的粘土和5～15份的复合矿化剂烧制而成，所述复合矿化剂为方解石、白云石、铁矿石、钾长石和氧化铬按照重量比为0～20：10～20：20～40：0～15：5～25的比例混合而成，该陶粒石油压裂支撑剂视密度2.80g·cm^-3。

滑石由SiO₂和MgO组成，SiO₂的质量百分含量为60％～65％，MgO的质量百分含量为28～33％，烧失量为3％～7％，以上组分百分比之和为100％。

铝矾土由SiO₂和Al₂O₃组成，SiO₂的质量百分含量为8％～10％，Al₂O₃的质量百分含量为68％～72％，烧失量为12％～14％，以上组分百分比之和为100％。

粘土为一种结合力强的塑性粘土，具体由SiO₂和Al₂O₃组成，SiO₂的质量百分含量为40％～45％，Al₂O₃的质量百分含量为35％～40％，烧失量为12％～14％，以上组分百分比之和为100％。

含假蓝宝石晶体的低密度石油压裂支撑剂的制备方法，其具体步骤如下：

步骤1：按照重量比，称取30～50份的滑石、40～60份的铝矾土、1～5份的粘土和5～15份的复合矿化剂，进行混料；

步骤2：将混料后的各组成原料按照比例混合后进行球磨，直至混合料的粒径D50达到3.4μm，粒径分布在1～8μm；

步骤3：将步骤二中球磨后得到的细粉导入成球机中，然后一边喷洒雾化水一边使细粉随成球机旋转，使之逐步团聚成球，最终成为质地密实、表面光滑的球状支撑剂颗粒；

步骤4：步骤3所得的支撑剂颗粒烧制成型得到产品。

步骤4中，烧制成型具体为：将造好的支撑剂颗粒送入窑炉内，在空气气氛中，先以10～12℃/min的升温速率将温度升高到1200℃，而后以1～2℃/min的升温速率将温度升高到1300～1340℃，并保温15～30min，最后自然冷却至常温即制得产品。