一种低密度高强陶粒支撑剂及其制备工艺、应用制造技术

技术编号:46629200 阅读:0 留言:0更新日期:2025-10-14 21:27
本发明专利技术涉及油气开采技术领域,公开了一种低密度高强陶粒支撑剂及其制备工艺、应用,旨在解决现有陶粒支撑剂密度与强度相互制约的技术难题。该支撑剂具有内核与外壳的核壳结构。所述内核由包含铝矾土、粘土、复合造孔剂以及碳硅前驱体的第一物料烧结而成,用于形成疏松多孔的低密度结构,并在其中原位生成碳化硅晶须进行增强。所述外壳由包含铝矾土、粘土及锆英砂的第二物料烧结而成,用于形成致密高强的防护层,并在其中原位生成氧化锆颗粒进行增韧。其制备工艺包括两步法制备核壳结构生球,并采用中温还原、高温氧化的双气氛程序控温烧结工艺。本发明专利技术通过结构分区和分区原位增强技术的结合,制得的支撑剂兼具超低密度和优异的抗破碎性能。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及油气开采,尤其是涉及一种低密度高强陶粒支撑剂及其制备工艺、应用


技术介绍

1、在油气田的开采过程中,水力压裂是一项关键的增产技术。该技术通过向地层中注入高压压裂液,在储层岩石中形成人工裂缝,并向裂缝中填充被称为支撑剂的固体颗粒材料,以防止裂缝在压裂液回流后因地层闭合压力而重新闭合,从而构建起高导流能力的油气渗流通道。

2、陶粒支撑剂作为一种主流的人造支撑剂,其性能直接影响着压裂改造的效果。理想的支撑剂应同时具备两个核心特性:一是高的抗破碎强度,以确保其在地下数千米深处巨大的地层闭合压力下保持完整,有效支撑裂缝;二是低的密度,以利于其在压裂液中悬浮和输送,使其能够被携带至裂缝的远端,形成更长、更宽的有效支撑区域。

3、然而,在现有的陶粒支撑剂技术中,其密度与强度这两个关键性能指标之间存在着固有的技术矛盾。常规的陶粒支撑剂通常由铝矾土、粘土等原料经均质混合、造粒及高温烧结制成,其内部结构是均一的。为了降低这类支撑剂的密度,通常需要在原料中添加造孔剂或轻质填料。这种方法虽然能够在一定程度上降低产品的视密度,但由于引入的孔隙本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种低密度高强陶粒支撑剂,其特征在于,所述支撑剂颗粒包含一内核以及包覆在所述内核外的外壳;

2.根据权利要求1所述的一种低密度高强陶粒支撑剂,其特征在于,所述第一物料中的碳源为高比表面积碳黑,硅源为纳米级二氧化硅,二者用于在烧结过程中原位反应生成碳化硅晶须。

3.根据权利要求1所述的一种低密度高强陶粒支撑剂,其特征在于,所述第二物料中的锆英砂用于在烧结过程中原位反应生成弥散分布的氧化锆颗粒。

4.一种如权利要求1至3任一项所述的低密度高强陶粒支撑剂的制备工艺,其特征在于,包括以下步骤:

5.根据权利要求4所述的一种低密度高强陶粒支撑剂的...

【技术特征摘要】

1.一种低密度高强陶粒支撑剂,其特征在于,所述支撑剂颗粒包含一内核以及包覆在所述内核外的外壳;

2.根据权利要求1所述的一种低密度高强陶粒支撑剂,其特征在于,所述第一物料中的碳源为高比表面积碳黑,硅源为纳米级二氧化硅,二者用于在烧结过程中原位反应生成碳化硅晶须。

3.根据权利要求1所述的一种低密度高强陶粒支撑剂,其特征在于,所述第二物料中的锆英砂用于在烧结过程中原位反应生成弥散分布的氧化锆颗粒。

4.一种如权利要求1至3任一项所述的低密度高强陶粒支撑剂的制备工艺,其特征在于,包括以下步骤:

5.根据权利要求4所述的一种低密度高强陶粒支撑剂的制备工艺,其特征在于,所述s2步骤具体为:

6.根据权利要求4所述的一种低密度高强陶粒支撑剂的制备工艺,其特征在于,所述...

【专利技术属性】
技术研发人员:郑化明郑志娟陈光张大国
申请(专利权)人:郑州鑫源防磨耐材有限公司
类型:发明
国别省市:

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