一种支撑剂及其制备方法技术

本公开实施例提供一种支撑剂及其制备方法，所述支撑剂包括：支撑剂颗粒和涂覆支撑剂颗粒表面的涂覆层，所述支撑剂颗粒为固体废弃物颗粒，所述涂覆层包括：水、无机胶黏剂、有机胶黏剂、耐酸材料、固化剂和粉体；所述制备方法采用固体废弃物颗粒作为支撑剂颗粒，将固体废弃物颗粒和水搅拌后加入凝胶材料，粘结于固体废弃物颗粒表面，得到半成品颗粒，然后，将半成品颗粒转入造粒机至半成品颗粒不黏连，常温养护后筛分，得到支撑剂。本公开实施例利用固体废弃物颗粒经湿态搅拌研磨棱角免制粉造粒，无机胶黏剂将研磨掉的碎屑粘结于固体废弃物颗粒表面，提高支撑剂圆球度和强度，提高耐酸性能；工艺简单、减少废物排放、免高温烧结、节约能源。能源。能源。

【技术实现步骤摘要】
一种支撑剂及其制备方法


[0001]本公开实施例属石油、天然气和页岩气压裂支撑剂
，具体涉及一种支撑剂及其制备方法。

技术介绍

[0002]水力压裂是油气田增产、增注的重要措施，在油气藏的增产改造中取得了良好的效果。它是利用地面高压泵车组，将高粘液体注入井中，在井底形成高压，当井底压力大于地层的破裂压力时，产生裂缝，继续注入带有支撑剂的携砂液，裂缝向前延伸并填以支撑剂，关井返排后裂缝闭合在支撑剂上，使裂缝得以支撑，从而在储层内形成具有高导流的填砂裂缝，最终达到增产增注的目的。
[0003]支撑剂作为压裂施工中的重要原材料，目前主要分为三大类：石英砂支撑剂、陶粒支撑剂、覆膜支撑剂。石英砂支撑剂原料一般采用天然的风积砂，最近几年也有部分地区采用石英岩矿，陶粒支撑剂的主要原料为铝矾土等，覆膜支撑剂的主要原料为石英砂、陶粒等。这些原料均要通过开采矿产资源获得。与此同时国内大宗固废已堆积如山，对环境造成巨大污染，资源化应用已迫在眉睫。
[0004]目前，采用固废制备支撑剂的工艺主要采用全部磨粉后造粒，将颗粒磨粉后再进行造粒，在制粉环节需要消耗大量的电力，同时粉尘严重，不利于节能环保，同时造粒后需要高温烧结，增加能耗。也有直接使用复合材料包覆固废颗粒的工艺，但是颗粒本身棱角明显，想要达到支撑剂标准要求的圆球度，需要消耗大量的粉体和粘结剂。以上，不能实现利用固废制备支撑剂节能环保，反而消耗更多原材料和能源。
[0005]现有技术中至少存在如下问题：
[0006]目前，采用固废制备支撑剂工艺主要采用制粉、造粒、烧结或养护等步骤，需要消耗大量能源和粘结剂，制备过程容易产生粉尘等污染环境，同时制粉和造粒后烧结过程需要大量能源，并不能完全实现节能环保。

技术实现思路

[0007]本公开实施例旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一，提供一种支撑剂及其制备方法。
[0008]本公开实施例的一个方面提供一种支撑剂。所述支撑剂包括：支撑剂颗粒和涂覆支撑剂颗粒表面的涂覆层，所述支撑剂颗粒为固体废弃物颗粒，所述涂覆层包括：水、无机胶黏剂、有机胶黏剂、耐酸材料、固化剂和粉体。
[0009]可选的，所述固体废弃物颗粒包括铜矿渣和/或不锈钢渣；所述固体废弃物颗粒与所述涂覆层组成重量份为：固体废弃物颗粒为100份、水为7.5份～17.5份、无机胶黏剂为7.5份～17.5份、有机胶黏剂为1.25份～3.75份、耐酸材料为5份～10份、固化剂为0.25份～0.5份和粉体为1.25份～5份。
[0010]可选的，所述耐酸材料包括：活性硅微粉、石英粉、玻璃微珠、漂珠的一种或几种；
所述粉体为石英粉或活性硅微粉。
[0011]可选的，所述无机胶黏剂为水泥，所述有机胶黏剂为树脂。
[0012]可选的，所述固体废弃物颗粒的粒径范围为850μm～106μm。
[0013]可选的，所述支撑剂的体积密度范围为1.30g/cm3～
[0014]1.60g/cm3，视密度范围为2.50g/cm3～2.70g/cm3，在52MPa的闭合压力下，破碎率范围为3.0％～6.5％。
[0015]本公开实施例的另一个方面提供一种如上所述的支撑剂制备方法。所述方法包括：
[0016]将固体废弃物颗粒和水放入造粒机中搅拌；
[0017]将无机胶黏剂、有机胶黏剂、耐酸材料、固化剂依次加入所述造粒机中造粒，得到半成品颗粒，其中，造粒过程中所述无机胶黏剂的加入方式为分段补加；
[0018]将所述半成品颗粒转入圆锅造粒机，加入粉体，继续造粒至所述半成品颗粒不黏连，常温养护至少12h后筛分，得到支撑剂。
[0019]可选的，所述造粒过程中所述无机胶黏剂的加入方式为分段补加，包括：所述无机胶黏剂分四次补加。
[0020]可选的，所述将固体废弃物颗粒和水放入造粒机中搅拌，包括：所述造粒机转速调整至2000r/min～2800r/min，搅拌20min～
[0021]40min。
[0022]可选的，所述将无机胶黏剂、有机胶黏剂、耐酸材料和固化剂依次加入所述造粒机中造粒，得到半成品颗粒，其中，造粒过程中所述无机胶黏剂的加入方式为分段补加，包括：将所述造粒机转速调整至800r/min～1500r/min，间隔1min～3min，分4次加入所述无机胶黏剂后，继续造粒5min～15min；
[0023]将所述有机胶黏剂加入所述造粒机中，搅拌3min～7min；
[0024]将所述耐酸材料加入所述造粒机中，搅拌1min～5min；
[0025]将所述固化剂加入所述造粒机中，搅拌1min～2min。
[0026]本公开实施例的支撑剂中，利用固体废弃物颗粒作为支撑剂颗粒，实现了对固体废弃物的资源化利用、减少废物排放、避免资源浪费；支撑剂制备工艺中采用湿法研磨，将固体废弃物颗粒和水搅拌后加入无机胶黏剂，采用复合型覆膜技术利用无机胶黏剂，将搅拌过程中研磨掉的固体废弃物颗粒棱角产生的碎屑以骨料的形式粘结于固体废弃颗粒表面，对颗粒表面的缺陷进行填补，提高支撑剂圆球度和强度，加入粉体可提高支撑剂耐酸性能，而不是将固体废弃物颗粒制粉再造粒；与现有采用制粉再造粒工艺相比，本公开实施例的支撑剂制备工艺简单、避免高温烧结、节约能源，减少粉尘污染。
附图说明
[0027]图1为本公开实施例的制备支撑剂的固体废弃物颗粒在显微镜下放大的形貌图；
[0028]图2为本公开实施例支撑剂制备过程中得到的半成品颗粒在显微镜下放大的形貌图；
[0029]图3为本公开实施例制备成的支撑剂在显微镜下放大的形貌图；
[0030]图4为本公开实施例的一种支撑剂制备方法的流程示意图。
具体实施方式
[0031]为使本领域技术人员更好地理解本公开实施例的技术方案，下面结合附图和具体实施方式对本公开实施例作进一步详细描述。
[0032]如图1至图3所示，一种支撑剂，所述支撑剂包括：支撑剂颗粒和涂覆支撑剂颗粒表面的涂覆层，所述支撑剂颗粒为固体废弃物颗粒，所述涂覆层包括：水、无机胶黏剂、有机胶黏剂、耐酸材料、固化剂和粉体。
[0033]作为一个示例，所述固体废弃物颗粒为铜矿渣和/或不锈钢渣等；本公开实施例选取粒径范围为850μm～425μm、600μm～300μm、425μm～212μm、212μm～106μm中的一种所述固体废弃物颗粒作为支撑剂颗粒；上述粒径范围的支撑剂颗粒是由固体废弃物颗粒经过粉碎、筛选等工艺后得到。
[0034]本公开实施例采用固体废弃物颗粒作为支撑剂颗粒，可以实现一次全部资源化利用，减少废弃物排放及资源浪费。本公开实施例中，水既作为制备支撑剂的原料，也起到防尘、助磨的作用；其中，无机胶黏剂、有机胶黏剂和固化剂作为凝胶材料，作为支撑剂涂覆层主要材料，造粒过程中无机胶黏剂可以将所述固体废弃物颗粒磨掉的碎屑粘结于其表面，以提高支撑剂的圆球度和强度；耐酸材料能够提高支撑剂的耐酸性，有的耐酸材料还可以本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种支撑剂，所述支撑剂包括：支撑剂颗粒和涂覆支撑剂颗粒表面的涂覆层，其特征在于，所述支撑剂颗粒为固体废弃物颗粒，所述涂覆层包括：水、无机胶黏剂、有机胶黏剂、耐酸材料、固化剂和粉体。2.根据权利要求1所述的支撑剂，其特征在于，所述固体废弃物颗粒包括铜矿渣和/或不锈钢渣；所述固体废弃物颗粒与所述涂覆层组成重量份为：固体废弃物颗粒为100份、水为7.5份～17.5份、无机胶黏剂为7.5份～17.5份、有机胶黏剂为1.25份～3.75份、耐酸材料为5份～10份、固化剂为0.25份～0.5份和粉体为1.25份～5份。3.根据权利要求2所述的支撑剂，其特征在于，所述耐酸材料包括：活性硅微粉、石英粉、玻璃微珠、漂珠的一种或几种；所述粉体为石英粉或活性硅微粉。4.根据权利要求1至3任一项所述的支撑剂，其特征在于，所述无机胶黏剂为水泥，所述有机胶黏剂为树脂。5.根据权利要求1至3任一项所述的支撑剂，其特征在于，所述固体废弃物颗粒的粒径范围为850μm～106μm。6.根据权利要求1至3任一项所述的支撑剂，其特征在于，所述支撑剂的体积密度范围为1.30g/cm3～1.60g/cm3，视密度范围为2.50g/cm3～2.70g/cm3，在52MPa的闭合压力下，破碎率范围为3.0％～6.5％。7.一种如权利要求1至6任一项所述的支撑剂的...

【专利技术属性】
技术研发人员：任龙强，王光，王建兵，马欢，
申请(专利权)人：北京昆仑隆源石油开采技术有限公司，
类型：发明
国别省市：