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料的12~15wt%；成球后筛分，得到粒径为0 .45~1 .4mm的小球； 步骤三、将所述小球养护，干燥，焙烧，冷却，筛分，得到粒径为1 .18~0 .85mm和粒径小于
灰的主要成分是：Al2O3含量大于20wt%，SiO2含量大于40wt%，TFe小于7wt%；所述粉煤灰的粒
3 .根据权利要求书1所述的陶粒砂石油压裂支撑剂的制备方法，其特征是所述铝矾
其 制备 方 法 。其 技 术 方 案 是 ：按 粉 煤 灰 为 4 0~ 45wt%、铝矾土为45~50wt%、镁砂为5~10wt%、生石 灰为2~4wt%和膨润土为1~3wt%配料 ，混 匀 ，置于 造球机中喷 加雾状水滚动造球 ，筛分 ，得到粒径 为0 .45~1 .4mm的小球。再养护、干燥、焙烧和筛 分，得到粒径为1 .18~0 .86mm和粒径小于0 .85mm 且不小于0 .425mm的陶粒砂石油压裂支撑剂。 所述焙烧是 ：以 10~15℃/min的 速率升温至600~ 620℃，再以8~11℃/min的速率升温至1000~1050 ℃，保温30~60min，然后以3~5℃/min的速率升温 至1325℃~1350℃，保温1 .0~1 .5小时。本发明具 有资源化 利 用、工艺简单 和生产所带来的成本低的 特点 ； 所制陶粒砂石油压裂支撑剂密度低。
是在密闭条件下保湿20~28小时，保湿期间小球的含水量为7~9wt%。 7 .依据权利要求书1所述的陶粒砂石油压裂支撑剂的制备方法，其特征是所述干燥
是在105~150℃条件下保温2~3小时。 8 .依据权利要求书1所述的陶粒砂石油压裂支撑剂的制备方法，其特征是所述冷却
为自然冷却或鼓风冷却，所述鼓风冷却的降温速率为40~50℃/min。 9 .一种陶粒砂石油压裂支撑剂，其特征是所述陶粒砂石油压裂支撑剂是根据权利要
1 .一种陶粒砂石油压裂支撑剂的制备方法，其特征是制备方法的具体步骤是：
步骤一、按粉煤灰为40~45wt%、铝矾土为45~50wt%、镁砂为5~10wt%、生石灰为2~4wt%和 膨润土为1~3wt%，将所述粉煤灰、铝矾土、镁砂、生石灰和膨润土混合均匀，即得混合料；
(71)申请人 武汉科技大学 地址 430081 湖北省武汉市青山区和平大 道947号
(74)专利代理机构 武汉科皓知识产权代理事务 所(特殊普通合伙) 42222
求1~ 8项中 任一项所述陶 粒 砂石 油压裂支撑剂的 制备方法所 制备的 陶 粒 砂石 油压裂支撑 剂。
技术领域 [0001] 本发明属于石油压裂支撑剂技术领域。具体涉及一种陶粒砂石油压裂支撑剂及其 制备方法。
4 .根据权利要求书1所述的陶粒砂石油压裂支撑剂的制备方法，其特征是所述镁砂
5 .根据权利要求书1所述的陶粒砂石油压裂支撑剂的制备方法，其特征是所述生石
6 .根据权利要求书1所述的陶粒砂石油压裂支撑剂的制备方法，其特征是所述养护
2 .根据权利要求书1所述的陶粒砂石油压裂支撑剂的制备方法，其特征是所述粉煤
背景技术 [0002] 石油压裂支撑剂是石油开采行业中压裂作业的重要材料。油气开采中，高闭合压 力低渗透性矿床经压裂处理 后使含 油气岩层裂开 ，油气从裂缝形成的 通道中 汇集而出 ，此 时需要流体注入岩石基层，以超过地层破裂强度的压力，使井筒周围岩层产生裂缝，形成一 个具有高层流能力的通道。支撑剂的使用是为了保持压裂后形成的裂缝开启，使油气产物 能顺畅通过，达到增加石油天然气产量的目的。在支撑剂发展过程中，石英砂和陶粒砂是压 裂操作的流程中常用的两种压裂支撑剂。石英砂支撑剂存在易破碎、导流能力差和圆球度低 等缺陷 ，在深层油气井压裂开采中难以 得到应 用。而陶粒砂具备强度高 、圆球度好、酸溶解 度低的优点，目前在石油压裂支撑剂领域获得了较大的发展。 [0003] 近年来，大量研究者对石油压裂支撑剂进行了探索，开发出以铝矾土为原料通过 烧结 制成的陶粒砂支撑剂。该方法以 铝矾土为主要的组成原材料 ，配以 氧化镁、氧化锰等熔剂 ，通过 成 球 、烧 结 、筛 分 等 步 骤 制 备 而 得 。如“ 一 种 低 密 度 陶 粒 支 撑 剂 及 其 制 备 方 法 ” （CN4 .5）专利技术，采用铝矾土并配入适量粘土、石英、白云石、软锰矿等，经造 粒和焙烧，获得视密度为2 .53g/cm3、体积密度为1 .35g/cm3和40MPa条件下破碎率为7%的陶 粒砂支撑剂。但是该方法提供的支撑剂的制备原料要求一级铝矾土和MnO2含量高于50%的 软锰矿等优质高等级原料，制备过程中原料的成本比较高。 [0004] 高海利等（高海利 ,天才 ,吴洪祥 ,娄元涛．高强石油压裂支撑剂的研制[J]．陶瓷， 2006 ，(10)）以 铝矾土、高钛炉渣等为原料 ，经研磨、成球 和热处理等工序 ，制成了高强度石 油压裂支撑剂，其成品在69MPa条件下破碎率为1 .61％；该方法是铝矾土利用率大、焙烧温 度在1400以上，存在比较大的资源浪费和能源消耗。此外铝矾土是制备铝的重要资源，市场上 优质铝矾土日益匮乏 ，因此利用其他廉价资源制备高性能陶粒砂支撑剂已 经迫在眉睫。 [0005] 目前，亦有用高铝粉煤灰来制备支撑剂的，如“一种以高铝粉煤灰为原料制备低密 度陶粒支撑剂的方法”（CN2 .3）专利技术，将高铝粉煤灰破碎、还原焙烧后磁选 除铁，再与其他辅助原料充分粉碎与混匀，经过造粒、烧结得到视密度为2 .73g/cm3、体积密 度为1 .51g/cm3和52MPa条件下破碎率为4 .7%的支撑剂；此技术方面的要求粉煤灰必须是Al2O3高于 37%的高 铝粉煤灰 ，仅有山西平朔、内蒙古准格 尔等部分煤田 才能 生产出这样的高 铝粉煤 灰，全国大部分地区的粉煤灰的Al2O3含量难以达到该方法的要求，并且该制备方法流程复 杂，运用范围受限制。 [0006] 粉煤灰是是从燃煤电厂烧煤后的烟气中收捕下来的细灰，是我国当前排量较大的 工业废渣之一。我国 现阶 段粉煤灰排放量逐年 增加 ，大量的 粉煤灰不 加处理 ，就会产生扬 尘，污染大气；若排入水系会造成河流淤塞，而其中的有毒化学物质还会对人体和生物造成 危害。给生态环境造成了巨大的破坏。当前对粉煤灰进行了开发利用，最长见的是用其代替