System.ArgumentOutOfRangeException: 索引和长度必须引用该字符串内的位置。 参数名: length 在 System.String.Substring(Int32 startIndex, Int32 length) 在 zhuanliShow.Bind() 一种高强低密陶粒支撑剂及其制备方法技术_技高网

一种高强低密陶粒支撑剂及其制备方法技术

技术编号:40824707 阅读:13 留言:0更新日期:2024-04-01 14:45
本发明专利技术涉及一种高强低密陶粒支撑剂及其制备方法。该支撑剂的原材料包括质量比为(66‑86):(10‑30):(0‑10)的铝矾土、油基岩屑脱油残渣和赤泥,其中赤泥的含量不为0,还包括金属粉。制备方法包括以下步骤:按质量比,将原材料混合后加入造粒机中,同时喷入雾状水进行造粒,制得成型料球;将成型料球干燥后,进行程序升温处理,冷却后得到高强低密陶粒支撑剂。与现有技术相比,本发明专利技术添加油基岩屑脱油残渣及赤泥为主要添加剂,显著降低了陶粒支撑剂的制备成本,并且操作简单,同时也开发了一条油基岩屑脱油残渣和赤泥高附加值利用的新途径,实现了油基岩屑脱油残渣和赤泥变废为宝的资源化再生利用,减少固体废物堆积及环境污染问题。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及页岩气开采领域,具体涉及一种高强低密陶粒支撑剂及其制备方法


技术介绍

1、由于能源消耗的增加,页岩气的开发已成为各国发展战略的重点。压裂支撑剂是页岩气井开采压裂施工过程中的关键材料,随同高压溶液充填在岩层裂隙中,使支撑裂隙不因应力释放而闭合,从而保持高导流能力,增加产量。压裂支撑剂主要有三类:陶粒、石英砂和树脂包砂。石英砂由于强度较低不能满足页岩气深井开采的要求;各种树脂包砂虽然解决了石英砂强度低的难题,但生产成本高,且工艺也复杂;烧结陶粒因强度高、化学稳定性好,是页岩气压裂支撑剂优选的品种,在逐渐地推广运用。目前陶粒支撑剂的主要原料是铝矾土,而采用铝钒土陶粒工艺的高强陶粒支撑剂一般具有较大的密度,在施工中容易造成在端口处的堆积,对导流不利,从而对泵送条件和压裂工艺提出了更高的要求,加大了压裂成本。因此生产高强低密陶粒已成为陶粒支撑剂的发展趋势。目前,从制备高强低密陶粒支撑剂的配方来看,大多数都是以铝矾土为主要原料,添加固废物质制备陶粒支撑剂,不仅实现了废物利用保护环境的目的,也优化了陶粒支撑剂的性能。例如公开号为cn105778886 a的中国专利技术专利申请公开了一种低密高强陶粒支撑剂及其制备工艺,其所述的支撑剂原料组成为:铝矾土生料60-90%,煤矸石7-33%,镁渣1-7%及锰粉2-10%。中国专利(公开号:cn 104232074 a)公开了一种以凝灰岩为主要原料的低密高强石油陶粒支撑剂及其制备方法,其所述的陶粒支撑剂原料为40-60%的凝灰岩矿粉、30-45%的铝矾土和5-20%的岩浆土粉。

<p>2、页岩气开发过程中会产生大量的油基岩屑,其热解处理后的脱油残渣占用大量的土地资源,并对土壤和地下水环境具有潜在的危害。目前油基岩屑脱油残渣主要用作铺路和建筑材料等,普遍存在技术含量不高、附加值低、经济效益不明显等问题,同时资源化产品仍存在长期的环境风险隐患。赤泥是氧化铝工业生产的有害固体废渣,由于铝矿原料及生产工艺的不同每生产1t氧化铝约产生0.5-2.5t赤泥。我国各地目前累积堆存量达到3亿多吨,赤泥综合利用率仅10%左右,而且处置成本都相对较高。油基岩屑脱油残渣的主要成分为sio2和al2o3,是陶粒支撑剂的主要成分,而其它成分如cao、na2o、mgo等可以作为烧结助熔剂;赤泥的主要成分为sio2、fe2o3和al2o3等,也是陶粒支撑剂的主要成分,其中含有的氧化铁具有产气功能,可提高陶粒支撑剂的轻质化性能。


技术实现思路

1、本专利技术的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种原材料价格低廉、制备工艺简单的高强低密陶粒支撑剂及其制备方法。

2、本专利技术的目的可以通过以下技术方案来实现:

3、本专利技术中,添加油基岩屑脱油残渣及赤泥为主要添加剂,显著降低了陶粒支撑剂的制备成本,并且操作简单,同时也开发了一条油基岩屑脱油残渣和赤泥高附加值利用的新途径,实现了油基岩屑脱油残渣和赤泥变废为宝的资源化再生利用,减少固体废物堆积及环境污染问题,具体方案如下:

4、一种高强低密陶粒支撑剂,该支撑剂的原材料包括质量比为(66-86):(10-30):(0-10)的铝矾土、油基岩屑脱油残渣和赤泥,其中赤泥的含量不为0,还包括金属粉。

5、进一步地,所述的铝矾土、油基岩屑脱油残渣和赤泥的质量比为(70-80):(15-35):(2-8)。

6、进一步地,所述的铝矾土、油基岩屑脱油残渣、金属粉和赤泥的质量比为(70-80):(15-35):(3-5):(2-8)。

7、进一步地,所述的金属粉包括锰粉。

8、一种如上所述高强低密陶粒支撑剂的制备方法,该方法包括以下步骤:

9、按质量比,将原材料混合后加入造粒机中,同时喷入雾状水进行造粒,制得成型料球;

10、将成型料球干燥后,进行程序升温处理,冷却后得到高强低密陶粒支撑剂。

11、进一步地,所述的原材料加入造粒机前,先进行研磨、筛分。

12、进一步地,所述的成型料球的粒径为20-40目。

13、进一步地,所述干燥的温度为105-110℃,时间为2-3h。

14、进一步地,所述程序升温的终点温度为1300-1400℃,升温速率为4-6℃/min,保温时间为30-90min。

15、进一步地,所述程序升温的终点温度为1330-1350℃。

16、与现有技术相比,本专利技术具有以下优点:

17、(1)本专利技术利用页岩气开采过程中产生的油基岩屑脱油残渣作为烧结高强低密陶粒支撑剂的原材料,同时辅助赤泥以“废”治“废”,实现废物回收利用,解决页岩气钻井废物和赤泥的处置问题。

18、(2)本专利技术的赤泥中含有大量的氧化铁,在煅烧时氧化铁会与碳发生反应产生气体,对陶粒支撑剂有发泡的作用,能够保证陶粒支撑剂在产品质量达标的情况下有效的降低其密度。

19、(3)本专利技术制备过程科学合理,处理步骤简单易行,成本相对较低。可以实现规模化生产处理,产生经济效益。

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【技术保护点】

1.一种高强低密陶粒支撑剂,其特征在于,该支撑剂的原材料包括质量比为(66-86):(10-30):(0-10)的铝矾土、油基岩屑脱油残渣和赤泥,其中赤泥的含量不为0,还包括金属粉。

2.根据权利要求1所述的一种高强低密陶粒支撑剂,其特征在于,所述的铝矾土、油基岩屑脱油残渣和赤泥的质量比为(70-80):(15-35):(2-8)。

3.根据权利要求1所述的一种高强低密陶粒支撑剂,其特征在于,所述的铝矾土、油基岩屑脱油残渣、金属粉和赤泥的质量比为(70-80):(15-35):(3-5):(2-8)。

4.根据权利要求1所述的一种高强低密陶粒支撑剂,其特征在于,所述的金属粉包括锰粉。

5.一种如权利要求1-4任一项所述高强低密陶粒支撑剂的制备方法,其特征在于,该方法包括以下步骤:

6.根据权利要求5所述的一种高强低密陶粒支撑剂的制备方法,其特征在于,所述的原材料加入造粒机前,先进行研磨、筛分。

7.根据权利要求5所述的一种高强低密陶粒支撑剂的制备方法,其特征在于,所述的成型料球的粒径为20-40目。

<p>8.根据权利要求5所述的一种高强低密陶粒支撑剂的制备方法,其特征在于,所述干燥的温度为105-110℃,时间为2-3h。

9.根据权利要求5所述的一种高强低密陶粒支撑剂的制备方法,其特征在于,所述程序升温的终点温度为1300-1400℃,升温速率为4-6℃/min,保温时间为30-90min。

10.根据权利要求9所述的一种高强低密陶粒支撑剂的制备方法,其特征在于,所述程序升温的终点温度为1330-1350℃。

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【技术特征摘要】

1.一种高强低密陶粒支撑剂,其特征在于,该支撑剂的原材料包括质量比为(66-86):(10-30):(0-10)的铝矾土、油基岩屑脱油残渣和赤泥,其中赤泥的含量不为0,还包括金属粉。

2.根据权利要求1所述的一种高强低密陶粒支撑剂,其特征在于,所述的铝矾土、油基岩屑脱油残渣和赤泥的质量比为(70-80):(15-35):(2-8)。

3.根据权利要求1所述的一种高强低密陶粒支撑剂,其特征在于,所述的铝矾土、油基岩屑脱油残渣、金属粉和赤泥的质量比为(70-80):(15-35):(3-5):(2-8)。

4.根据权利要求1所述的一种高强低密陶粒支撑剂,其特征在于,所述的金属粉包括锰粉。

5.一种如权利要求1-4任一项所述高强低密陶粒支撑剂的制备方法,其特征在于,该...

【专利技术属性】
技术研发人员:马良王希友黄程汪韶雷张琳婧范良张益臣于路均刘文士熊兴洋
申请(专利权)人:中国石油天然气股份有限公司
类型:发明
国别省市:

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