一种利用水基岩屑制备支撑剂的方法及支撑剂技术

本发明专利技术公开了一种利用水基岩屑制备支撑剂的方法及支撑剂，属于环境保护和资源循环利用技术领域，该方法通过对不同地质结构的水基岩屑的成分进行分析，获取各地质结构的水基岩屑组分，并根据不同地质结构水基岩屑的组分，进行合理配比、造粒、制备生胚，最后将生胚进行热处理，获得支撑剂，整个过程无需使用铝矾土和其他添加剂，仅采用水基岩屑经过常压热处理即可获得高强度的新型压裂支撑剂。解决现有技术中水基岩屑资源化利用的问题，避免二次污染，提高水基岩屑资源化利用率，能够用于油气开采，实现水基岩屑在油气开发方面循环再利用，为开发水基岩屑在油气开发技术领域无害化和资源化处理提供新途径。和资源化处理提供新途径。和资源化处理提供新途径。

【技术实现步骤摘要】
一种利用水基岩屑制备支撑剂的方法及支撑剂


[0001]本专利技术属于环境保护和资源循环利用
，涉及一种水基岩屑资源化利用的方法，尤其是一种利用水基岩屑制备支撑剂的方法及支撑剂。

技术介绍

[0002]在油气钻井勘探过程中会产生大量的水基岩屑，水基岩屑主要成分为页岩、膨润土、润滑剂、氯化物等有机物和重金属污染物。如果不处理或处理不当，容易诱发环境污染、生态破坏，甚至危害人类生命健康。近年来，随着人类对环境问题的不断重视，要求固体废物需要减量化、环保化和资源化，因此，对水基岩屑的处理要求日益提高。
[0003]目前，常用的水基岩屑处理方法为就地无害化填埋，一方面，存在二次污染的问题，导致土壤、地表和地下水的污染，直接或间接对植物、动物及人类健康产生危害。另一方面，会占用大量的有效土地资源，无法进行高效率、大规模、工业化处理水基岩屑。
[0004]由于，水基岩屑因化学组成中含有Al2O3和SiO2，这两种成分是生产刚玉和莫来石的基本原料。刚玉和莫来石通过合适的配比，可以获得优异的结构材料，如制备耐火材料，为目前水基岩屑处理研究指明了一个新方向。
[0005]然而，目前尚未开发水基岩屑资源循环利用的方法，即通过水基岩屑成分确定、配方研发和工艺设计，实现水基岩屑在油气开发方面循环再利用。因此，迫切需要开发水基岩屑无害化和资源化在油气开发
处理的新途径。

技术实现思路

[0006]本专利技术的目的在于解决现有技术中的问题，提供一种水基岩屑制备支撑剂的方法及支撑剂，该方法通过对水基岩屑进行处理，获得一种新型压裂支撑剂，实现水基岩屑在油气开发方面循环再利用。
[0007]为达到上述目的，本专利技术采用以下技术方案予以实现：
[0008]本专利技术提供一种利用水基岩屑制备支撑剂的方法，包括以下步骤：
[0009]S1：选择两种或两种以上不同地质结构的水基岩屑，并分别对其成分进行分析，获得不同地质结构水基岩屑的成分组成；
[0010]S2：根据不同地质结构水基岩屑的成分组成，选择其中两种不同地质结构的水基岩屑，并计算两种不同地质结构的水基岩屑各自所需配比；
[0011]S3：按S2中得到的配比，将S2中选择的两种不同地质结构的水基岩屑混合，并造粒，获得生胚；
[0012]S4：将获得的生胚进行热处理，冷却后，获得支撑剂。
[0013]优选地，S1中采用多元素分析法或X射线荧光分析法对不同地质结构的水基岩屑的成分进行分析，获得不同地质结构水基岩屑的成分组成。
[0014]优选地，S2中选择的两种地质结构的水基岩屑成分中含有CaO和MgO。
[0015]优选地，上述CaO和MgO组分的质量百分含量分别大于10％。
[0016]优选地，S2的具体操作为：以合成莫来石的条件为基础，计算两种不同地质结构的水基岩屑各自所需配比，使总水基岩屑中Al2O3与SiO2的摩尔比大于等于2。
[0017]优选地，S3的具体操作为：按配比将S2中选择的两种水基岩屑放入球磨机进行混合，混合均匀后，将混合粉料加入造粒机中，经喷雾法加水造粒，获得生坯。
[0018]优选地，S4中将获得的生胚进行热处理，冷却后，获得支撑剂的方法为：先将生胚温度升至1250℃烧结，再将烧结后的生胚温度降温至1200℃保温2h，冷却，获得支撑剂。
[0019]优选地，对生胚升温速率为1℃/min～2℃/min，烧结后的生胚降温的降温速率为5℃/min。
[0020]优选地，所述生胚为圆球型生胚。
[0021]本专利技术还提供一种利用上述方法制备的支撑剂，所述支撑剂的体积密度为1.57g/cm3～1.72g/cm3，视密度为2.80g/cm3～3.15g/cm3，69MPa破碎率为3.45％～3.88％。
[0022]与现有技术相比，本专利技术具有以下有益效果：
[0023]本专利技术提供了一种利用水基岩屑制备支撑剂的方法，该方法通过对不同地质结构的水基岩屑的成分进行分析，获取各地质结构的水基岩屑组分，并根据不同地质结构水基岩屑的组分，进行合理配比、造粒、制备生胚，最后将生胚进行热处理，获得支撑剂，整个过程无需使用铝矾土和其他添加剂，仅采用水基岩屑经过常压热处理即可获得高强度的新型压裂支撑剂。避免了水基岩屑无害化处理导致的土地资源浪费的问题，能够用于油气开采，有利于解决水基岩屑资源化利用对环境二次污染问题，实现水基岩屑在油气开发
的循环再利用。方法简单、易操作，且无二次污染，利用率高，成本低。
[0024]利用上述方法制备的支撑剂体积密度为小于1.72g/cm3，视密度为小于3.15g/cm3，69MPa破碎率小于3.88％。
附图说明
[0025]为了更清楚的说明本专利技术实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本专利技术的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
[0026]图1为本专利技术的利用水基岩屑制备支撑剂的方法流程图。
[0027]图2为本专利技术的实施例中制备的支撑剂的XRD图。
[0028]图3为本专利技术的实施例中制备的支撑剂的SEM图。
[0029]其中：M
‑
莫来石相。
具体实施方式
[0030]为使本专利技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本专利技术实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。
[0031]因此，以下对在附图中提供的本专利技术的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本专利技术的范围，而是仅仅表示本专利技术的选定实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通
技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。
[0032]应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。
[0033]在本专利技术实施例的描述中，需要说明的是，若出现术语“上”、“下”、“水平”、“内”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该专利技术产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本专利技术和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本专利技术的限制。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
[0034]此外，若出现术语“水平”，并不表示要求部件绝对水平，而是可以稍微倾斜。如“水平”仅仅是指其方向相对“竖直”而言更加水平，并不是表示该结构一定要完全水平，而是可以稍微倾斜。
[0035]在本专利技术实施例的描述中本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种利用水基岩屑制备支撑剂的方法，其特征在于，包括以下步骤：S1：选择两种或两种以上不同地质结构的水基岩屑，并分别对其成分进行分析，获得不同地质结构水基岩屑的成分组成；S2：根据不同地质结构水基岩屑的成分组成，选择其中两种不同地质结构的水基岩屑，并计算两种不同地质结构的水基岩屑各自所需配比；S3：按S2中得到的配比，将S2中选择的两种不同地质结构的水基岩屑混合，并造粒，获得生胚；S4：将获得的生胚进行热处理，冷却后，获得支撑剂。2.根据权利要求1所述的利用水基岩屑制备支撑剂的方法，其特征在于，S1中采用多元素分析法或X射线荧光分析法对不同地质结构的水基岩屑的成分进行分析，获得不同地质结构水基岩屑的成分组成。3.根据权利要求1所述的利用水基岩屑制备支撑剂的方法，其特征在于，S2中选择的两种地质结构的水基岩屑成分中含有CaO和MgO。4.根据权利要求3所述的利用水基岩屑制备支撑剂的方法，其特征在于，CaO和MgO组分的质量百分含量分别大于10％。5.根据权利要求1所述的利用水基岩屑制备支撑剂的方法，其特征在于，S2的具体操作为：以合成莫来石的条件为基础，计算两种不同地质结构的水基岩屑各自所需配比，...

【专利技术属性】
技术研发人员：宋恩鹏，靳权，蔡克，樊治海，樊哲华，张秋芳，南灵燕，郇宇，
申请(专利权)人：中国石油集团工程材料研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：