CN102002356B - 超低密高强度石油支撑剂 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了超低密高强度石油支撑剂，它采用30-50％wt的白泥、30-50％wt的高岭土、10-20％wt的长石为原料均匀混合后，再加入上述三种原料总重量2-5％的铝溶胶、硅溶胶或磷酸铝凝胶等增强剂，经湿法球磨、超细研磨、喷雾干燥、滚动成型、烘干、筛分和高温烧制而成。本发明超低密高强度石油支撑剂由于具有超低视密度，高强度和低破碎率的特点，因此所制成的支撑剂具有很好的导流能力，在水力压裂中能快速地填充压裂裂缝，并在水力压裂结束后始终能使裂缝得到有效支撑，防止压裂裂缝重新闭合，使地层流体以线性方式进入裂缝，提高了水力压裂效果，有利于石油增产。同时本发明还可充分利用本地资源为原料进行制备，从而可降低支撑剂制造成本。
Description
技术领域
本发明涉及石油压井用压裂支撑剂，尤其是涉及一种可使油田开采增产大幅度提高的超低密高强度石油支撑剂。
背景技术
众所周知，水力压裂技术是石油增产的主要技术措施，水力压裂效果好，石油增产量就提高，而影响水力压裂效果的因素较多。石油支撑剂和压裂液是油气田开采水力压裂施工中不可缺少的工程材料，同时压裂液的类型和支撑剂的选择也是影响压裂效果的主要因素。而支撑剂的视密度、强度和破碎率又是支撑剂影响压裂效果的主要性能指标。目前支撑剂的种类也比较多，有石英砂、陶粒、玻璃球和树脂包等，由于陶粒支撑剂相对其它支撑剂具有综合性能指标更好的特点，因此现有深层低渗透油气藏层开采大都采用陶粒支撑剂。目前陶粒支撑剂主要是采用铝钒土为主要原料用电解或烧结方法进行制备，但陶粒支撑剂视密度在2.7mg/cm3以上，所具有的强度(抗压)在52MPa水压压力下其破碎率大于10％，不能完全满足压裂支撑剂需快速填充压裂裂缝并稳固地支撑裂缝缝面的技术要求，造成地层深部油层局部有时出现压裂裂缝在上部岩石的重力作用下重新闭合，从而降低水力压裂效果，不利于石油增产。
发明内容
针对上述现有技术中压裂支撑剂存在的问题，本发明提出了一种不仅视密度低、且抗压强度高、破碎率小，能快速填充压裂缝并支撑压裂缝面，有利于石油增产的超低密高强度石油支撑剂。
本发明所采取的技术方案是：所述超低密高强度石油支撑剂采用30-50％wt的白泥、30-50％wt的高岭土和10-20％wt的长石为原料混合后，再加入上述三种原料总重量2-5％的增强剂，经湿法球磨、超细研磨、喷雾干燥、滚动成型、烘干、筛分和高温烧制而成。
所述白泥优选江西省萍乡市南坑镇出产的白泥，所述高岭土优选江西省宜春市出产的高岭土，所述长石优选江西省高安市出产的长石，所述增强剂为铝溶胶、硅溶胶或磷酸铝凝胶。
本发明采用上述技术方案所制成的支撑剂各项性能指标为：
破碎率(52MPa水压力下)：≤8％
视密度：2.0-2.5mg/cm3
本发明形成机理是：所述原料混合加入增强剂后，经过湿法球磨和超细研磨工艺处理，其混合料变成为超细颗粒状(细度为0.5-1μm)，因而大大提高颗粒的比表面积，使增强剂能均匀细密地覆盖在超细颗粒表面上，高温烧制后能使支撑剂内部形成细小的网状骨架体，减少了支撑剂内部颗粒之间的空隙，使颗粒之间连接更紧密和牢固，从而大大降低了支撑剂的视密度，提高了支撑剂抗压强度，降低了支撑剂的破碎率。
本发明超低密高强度石油支撑剂由于具有超低视密度，高强度和低破碎率的特点，因此制成的支撑剂具有很好的导流能力，在水力压裂中能快速地填充压裂裂缝，并在水力压裂结束后始终能使裂缝得到有效支撑，防止压裂裂缝重新闭合，使地层流体以线性方式进入裂缝，提高了水力压裂效果，有利于石油增产。同时本发明还可充分利用本地资源为原料进行制备，从而可降低支撑剂制造成本。
具体实施方式
实施例1，用35％wt的白泥、50％wt的高岭土和15％wt的长石为原料均匀混合后，再加入上述三种原料总重量4％的硅溶胶，经湿法球磨40小时、超细研磨后颗粒细度达到0.5-1μm，再进行喷雾干燥、而后在搪粒机中滚动成型、烘干定型后再进行20-40目筛分，再将筛分后得到的支撑剂颗粒在1100-1300℃高温下保温2-4小时烧制而成。
本实施例1制得的石油支撑剂经抽样检测，性能指标为：
视密度：2.45mg/cm3
破碎率(52MPa水压力下)：7.1％
实施例2，采用50％wt的白泥、38％wt的高岭土和12％wt的长石为原料均匀混合后，再加入上述三种原料总重量2％的磷酸铝凝胶，经湿法球磨40小时、超细研磨后颗粒细度达到0.5-1μm，再进行喷雾干燥、而后在搪粒机中滚动成型、烘干定型后再进行40-70目筛分，再将筛分后得到的支撑剂颗粒在1100-1300℃高温下保温2-4小时烧制而成。本实施例2制得的石油支撑剂经抽样检测，性能指标为：
视密度：2.33mg/cm3
破碎率(52MPa水压力下)：6.2％
实施例3，用40％wt的南坑白泥、40％wt的宜春高岭土和20％wt的高安长石为原料均匀混合后，再加入上述三种原料总重量3％的铝溶胶，经湿法球磨40小时，超细研磨后颗粒细度达到0.5-1μm，再进行喷雾干燥、而后在搪粒机中滚动成型、烘干定型后再进行30-50目筛分，再将筛分后得到的支撑剂颗粒在1100-1300℃高温下保温2-4小时烧制而成。本实施例3制得的石油支撑剂经抽样检测，性能指标为：
视密度：2.05mg/cm3
破碎率(52MPa水压力下)：5.6％
实施例4，用30％wt的南坑白泥、50％wt的宜春高岭土和20％wt的高安长石为原料均匀混合后，再加入上述三种原料总重量3％的铝溶胶，经湿法球磨40小时，超细研磨后颗粒细度达到0.5-1μm，再进行喷雾干燥、而后在搪粒机中滚动成型、烘干定型后再进行20-40目筛分，再将筛分后得到的支撑剂颗粒在1100-1300℃高温下保温2-4小时烧制而成。本实施例4制得的石油支撑剂经抽样检测，性能指标为：
视密度：2.39mg/cm3
破碎率(52MPa水压力下)：6.5％
实施例5，用50％wt的南坑白泥、35％wt的宜春高岭土和15％wt的高安长石为原料均匀混合后，再加入上述三种原料总重量4％的铝溶胶，经湿法球磨40小时，超细研磨后颗粒细度达到0.5-1μm，再进行喷雾干燥、而后在搪粒机中滚动成型、烘干定型后再进行40-70目筛分，再将筛分后得到的支撑剂颗粒在1100-1300℃高温下保温2-4小时烧制而成。本实施例5制得的石油支撑剂经抽样检测，性能指标为：
视密度：2.23mg/cm3
破碎率(52MPa水压力下)：6.05％ 。
Claims (2)
1.超低密高强度石油支撑剂，其特征在于：它采用30-50％wt的白泥、30-50％wt的高岭土和10-20％wt的长石为原料均匀混合后，再加入上述三种原料总重量2-5％的增强剂，经湿法球磨、超细研磨、喷雾干燥、滚动成型、烘干、筛分和1100-1300℃高温烧制而成，所述超低密高强度石油支撑剂的视密度为2.0-2.5mg/cm3，在52MPa水压下所述超低密高强度石油支撑剂的破碎率≤8％。
2.根据权利要求1所述的超低密高强度石油支撑剂，其特征是：所述增强剂为铝溶胶、硅溶胶或磷酸铝凝胶。
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