[发明专利]一种用于油气采集的核壳式陶粒压裂支撑剂的制备方法

说明书

本发明涉及一种用于油气采集的核壳式陶粒压裂支撑剂的制备方法，包括：（1）将含有有机物的城市污泥磨粉，然后造粒、干燥，得到内核前驱体。（2）将黏土与废铁粉混合均匀，然后加水搅拌均匀，得到内包覆层浆液。（3）将黏土与水混合后搅拌均匀，得到外包覆层浆液。（4）将所述内核前驱体浸入内包覆层浆液中使其外表面均匀挂浆，然后取出内核前驱体干燥，完成后将得到的颗粒再次浸入外包覆层浆液中使其外表面均匀挂浆，然后取出颗粒物干燥，完成后将颗粒物摆放均匀，然后进行煅烧，完成后即得陶粒压裂支撑剂。本发明的核壳式压裂支撑剂不仅密度小，而且具有良好的抗压性能，实现了在降低压裂支撑剂的密度的同时保持其良好的抗压能力的目的。

技术领域

本发明涉及压裂支撑剂技术领域，尤其涉及一种用于油气采集的核壳式陶粒压裂支撑剂的制备方法。

背景技术

压裂支撑剂主要用于深井，高压油气层的压裂改造，通过高压携带液将压裂支撑剂打入压裂的岩层裂隙中，起到支撑裂隙不因应力释放而闭合的作用，从而保持高导流能力，使油气畅通，增加产量。实践证明，加入压裂支撑剂后的压裂可提高产量30%以上，有效提高了油气采集的效率。

传统压裂支撑剂的主要原料为铝矾土，经破碎细磨成微粉后和添加剂复配后在高温下进行烧结，烧结后主晶相通常为刚玉相，其密度较高，导致支撑剂的密度较高，影响后续利用携带液将其携带至岩层中。但压裂支撑剂的密度也不宜过低，否则容易导致压裂支撑剂的抗压强度无法满足需求。

为了克服上述问题，一些研究通过采用复合原料制备低密度的压裂支撑剂并取得了一定的成效，但这些技术普遍存在工艺复杂、采用的原料成本高，不适宜大规模生产等方面的问题，更重要的是并没有很好地在降低压裂支撑剂的密度的同时保持其良好的抗压能力，导致压裂支撑剂的综合性能不佳。

发明内容

针对上述问题，本发明提供一种用于油气采集的陶粒压裂支撑剂及其制备方法，该压裂支撑剂采用核壳式结构，不仅保证了较小的密度，同时还具有良好的抗压能力，证据表现出了优良的综合性能。

为实现上述发明目的，本发明公开了以下的技术方案：

一种用于油气采集的核壳式陶粒压裂支撑剂的制备方法，包括如下步骤：

（1）将含有有机物的城市污泥磨粉，然后造粒、干燥，得到内核前驱体。

（2）将黏土与废铁粉混合均匀，然后加水搅拌均匀，得到内包覆层浆液。

（3）将黏土与水混合后搅拌均匀，得到外包覆层浆液。

（4）将所述内核前驱体浸入内包覆层浆液中使其外表面均匀挂浆，然后取出内核前驱体干燥，完成后将得到的颗粒再次浸入外包覆层浆液中使其外表面均匀挂浆，然后取出颗粒物干燥，完成后将颗粒物摆放均匀，然后进行煅烧，完成后即得陶粒压裂支撑剂。

进一步地，步骤（1）中，所述造粒后的污泥颗粒的含水率控制在35~40%之间。

进一步地，步骤（1）中，所述干燥温度为120~150℃，干燥时间为1.5~3小时，通过在高温下长时间干燥，可以去除城市污泥颗粒中的有机物成分，使得到的内核前驱体成为低密度的多孔结构。

进一步地，步骤（1）中，所述内核前驱体的直径控制在0.5~0.8mm之间。

进一步地，步骤（2）中，所述黏土与废铁粉的比例为1重量份：0.3~0.5重量份。含有高含量铁粉的内包覆层经过高温烧结后，可以形成铁质化的陶瓷内包覆层，为压裂支撑剂提供良好的抗压能力。

进一步地，步骤（2）中，所述内包覆层浆液的含固率保持在18~22%之间，以便更好地在内核前驱体表面进行挂浆。

进一步地，步骤（3）中，所述外包覆层浆液的含固率保持在15~20%之间，以便更好地在内核前驱体表面的内包覆层表面上进行挂浆。