一种石油支撑剂及其制备方法技术

本发明专利技术提供了一种石油支撑剂及其制备方法，该支撑剂按重量百分含量主要由75％-82％镍铁渣和18％-25％软质粘土经备料、混合、造粒、烧成和筛分制备而成，所述原料的重量百分含量之和为100％。所述石油支撑剂具有密度低、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；该石油支撑剂将工业废渣进行再利用，增加了资源的利用率，并有利于减轻环境污染问题；另外，该石油支撑剂制备工艺能耗小，产能大，适宜工业化生产。

【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本专利技术提供了，该支撑剂按重量百分含量主要由75％-82％镍铁渣和18％-25％软质粘土经备料、混合、造粒、烧成和筛分制备而成，所述原料的重量百分含量之和为100％。所述石油支撑剂具有密度低、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；该石油支撑剂将工业废渣进行再利用，增加了资源的利用率，并有利于减轻环境污染问题；另外，该石油支撑剂制备工艺能耗小，产能大，适宜工业化生产。【专利说明】
本专利技术涉及石油开采
，尤其涉及。
技术介绍
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一堇青 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。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供，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，本专利技术采用以下技术方案： -方面，本专利技术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1〇〇%。 作为优选的技术方案，本专利技术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，本专利技术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%。 本专利技术提供的石油支撑剂，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。 本专利技术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 °C，如 1600°C、1700°C、1750 °C、180(rC、 1850°C、1900°C、2000°C、2100°C或2150°C，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。 另一方面，本专利技术还提供了一种如上所述石油支撑剂的制备方法，包括如下步 骤： 1)备料：分别将镍铁渣和软质粘土进行前处理，并制成粉末； 2)混合：将配方量的镍铁渣和软质粘土混合，得到预混料； 3)造粒：将预混料造粒，经筛分得到半成品粒； 4)烧成：将半成品粒烧成，保温，得高温烧成陶粒； 5)筛分：将高温烧成陶粒筛分，得到所述石油支撑剂。 步骤1)所述镍铁渣的前处理为：将镍铁渣研磨至120-200目，如130、135、140、 150、160、170、180或190目后进行除铁，以降低所述石油支撑剂的体积密度和破碎率，除铁 后再经微粉磨机粉磨至600-800目以上，如650目、680目、700目、740目、760目、780目、 800目、900目或1000目，优选为700-800目。步骤1)所述软质粘土的前处理为：将软质粘 土在 100°C 以上，如 IKTC、150°C、170°C、190°C、220°C、250°C或 300°C，优选为 150°C 以上， 进行干燥处理之后用球磨机粉磨，粉磨粒度为500目以上，如550目、600目、650目、700目、 800目或900目，优选为600-700目。软质粘土中含水量超过一定比例时，若不加以干燥，就 难以粉碎，会降低磨机的生产能力，并且在烧成过程中容易产生裂纹；而干燥过的半成品， 在岳中烧成就比较各易控制，不易广生废品。 步骤3)所述造粒在圆盘制粒机上实现。 步骤3)和步骤5)所述筛分在振动筛或滚筛上进行。 步骤4)所述烧成在回转窑中实现，烧成温度为KKKTC以上，如1100°C、120(TC、 1300 °C、1310 °C、1330 °C、1350 °C、1360 °C、1370 °C、1380 °C、1400 °C 或 1500 °C，优选为 1310-1380°C。本专利技术所述的石油支撑剂是经过高温烧成而制得的，其耐高温的性能非常明 显，陶粒使用环境温度低于300°C，经高温烧成的陶粒在这种温度条件下，性能稳定。 步骤 4)所述保温时间为 Ih 以上，如 L2h、1.6h、L7h、L9本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种石油支撑剂，其特征在于，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％。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：聂旺发，杨松，万福生，
申请(专利权)人：杨松，
类型：发明
国别省市：辽宁;21