[发明专利]一种利用油基岩屑制备支撑剂生产原料的方法

说明书

本发明公开了一种利用油基岩屑制备支撑剂生产原料的方法，包括如下步骤：(1)油基岩屑组分确定及定量化表征；(2)重质组分BaSO₄的分离及收集；(3)重质组分磁性矿物的分离及收集；(4)骨架物料补充；(5)成孔剂添加；(6)球磨混料。本发明可将油基岩屑处理成为低密度支撑剂生产原料并回收BaSO₄，实现了油基岩屑的无害化处理及资源化利用，降低了油基岩屑污染环境的风险及支撑剂的生产成本，极具生产效益和推广价值。

技术领域

本发明涉及固废处理技术领域，更具体的说是涉及一种利用油基岩屑制备支撑剂生产原料的方法。

背景技术

页岩气井水平段钻进时为维持井壁稳定性，往往采用油基钻井液体系，由此产生的岩屑为油基岩屑。据统计，川南地区页岩气单井油基岩屑产生量约为130～300m³，每年新增油基岩屑超过20×10⁴t。油基岩屑中的重金属及烃类有机物对生态环境影响严重。围绕油基岩屑中烃类有机物降解衍生出了坑内填埋法、热解析处理、焚烧处理、生物降解处理、地层回注、等一系列方法，在处理过程中堆放油基岩屑会占用大面积的土地，处理成本高、资源化利用程度低且存在二次污染的风险。

另一方面，支撑剂作为水力压裂的关键材料需求量巨大，其成本是页岩气井开发成本中的重要一环。传统陶粒支撑剂以高品位铝矾土或高岭土为原材料。随着非常规油气开发难度增加及高品位铝矾土资源量减少，油气行业对支撑剂生产成本及性能提出了更高的需求，如何提供一种降本增效的利用油基岩屑制备支撑剂生产原料的方法是本领域技术人员亟需解决的技术问题。

发明内容

有鉴于此，本发明提供了一种能够降低油基岩屑污染环境的风险及支撑剂生产成本并实现油基岩屑无害化处理及资源化利用的利用油基岩屑制备低密度支撑剂生产原料的方法。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：一种利用油基岩屑制备支撑剂生产原料的方法，包括如下步骤：

(1)油基岩屑组分确定及定量化表征

测定油基岩屑中的SiO₂含量、Al₂O₃含量、BaSO₄含量、CaCO₃含量、含水量及含油量；

(2)重质组分BaSO₄的分离及收集

将油基岩屑进行旋振筛分分离，分离出BaSO₄并回收，得到油基岩屑余料Ⅰ，备用；

(3)重质组分磁性矿物的分离及收集

将油基岩屑余料Ⅰ进行磁选分离，分离出重质组分磁性矿物，得到油基岩屑余料Ⅱ，备用；

(4)骨架物料补充

根据步骤(1)中SiO₂和Al₂O₃含量测定结果，在油基岩屑余料Ⅱ中补充骨架物料SiO₂和Al₂O₃至质量比为(0.8-1):(1.2-1.5)后，得到油基岩屑余料Ⅲ，备用；

(5)成孔剂添加

根据步骤(1)中CaCO₃含量测定结果，在油基岩屑余料Ⅲ中补充成孔剂CaCO₃，得到油基岩屑余料Ⅳ；

(6)球磨混料

将油基岩屑余料Ⅳ进行湿法球磨，得到所述的支撑剂生产原料。