利用稀土化合物制備耐酸陶粒壓裂支撐劑的方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種利用稀土化合物制備種耐酸陶粒壓裂支撐劑的方法。
【背景技術】
[0002]壓裂支撐劑是油氣壓裂技術一種專用材料，用來支撐巖縫，為油氣流的流通提供高滲透性的通道，保持高導流能力，從而提高油氣產量、延長油氣井的服務年限、降低采油氣成本。壓裂支撐劑質量的好壞是油氣開采能否獲得成功的關鍵，其中耐酸性能是重要指標之一。壓入巖縫的支撐劑要能承受地層環境中各種介質侵蝕，以免被腐蝕后碎裂堵塞壓裂通道，阻止氣油流出。在壓裂支撐劑的性能方面，國內外均存在同樣的問題一一耐酸性能差。
[0003]目前國內多數支撐劑生產廠家以鋁礬土或工業固體廢料為主要原料，配合其他無機物料生產出的壓裂支撐劑酸溶解度偏高，難以滿足油氣開采的要求，影響油氣田的產量。美國Carbo公司壓裂支撐劑的質量代表了國際先進水平，但其HSP產品的酸溶解度也只能達到3.5%。因此，提高壓裂支撐劑的耐酸性能是石油、天然氣開采行業必須要解決的首要問題。

【發明內容】

[0004]本發明的目的是針對上述存在問題提供一種制備耐酸陶粒壓裂支撐劑的方法。該方法原料廣泛，生產工業簡單，制備出的壓裂支撐劑耐酸性能好。
[0005]具體步驟為:
(1)原料各組分質量百分比為:Al20369-99%、稀土化合物0.01-10%、復合添加劑0.1_30%，各組分質量百分比之和為100%。
[0006](2)將步驟(1)配好的料濕法球磨5-96小時，水與原料總質量比為1:3_3: 1，混均。
[0007](3)將步驟(2)所得料在100°C _130°C烘干，經成型工藝，制成球形顆粒狀生坯。
[0008](4)將步驟(3)所得球形顆粒狀生坯在1000°C -1500°C進行燒結，保溫0.5-3小時，自然冷卻到室溫，即獲得耐酸性能良好的耐酸陶粒壓裂支撐劑。
[0009]所述稀土化合物為鈧、釔和鑭的化合物中的一種或多種。
[0010]所述復合添加劑為鈣、鎂和硅的化合物或礦物中的一種或多種。
[0011 ] 所述稀土鈧的化合物為氧化鈧、碳酸鈧、硝酸鈧、草酸鈧、磷酸鈧和氫氧化鈧中的一種。
[0012]所述稀土釔的化合物為氧化釔、碳酸釔、硝酸釔、草酸釔、磷酸釔和氫氧化釔中的一種。
[0013]所述稀土鑭的化合物為氧化鑭、碳酸鑭、硝酸鑭、草酸鑭、磷酸鑭和氫氧化鑭中的一種。
[0014]所述鈣的化合物是氧化鈣的質量百分比大于45%的化合物，含鈣的礦物為石灰巖、文石、鈣長石、方解石、白云石和白堊巖中的一種。
[0015]所述硅的化合物是氧化硅的質量百分比大于35%的化合物，含硅的礦物為高嶺土、透輝石、蒙脫石、葉蠟石、滑石和蛇紋石中的一種。
[0016]所述鎂的化合物是氧化鎂的質量百分比大于45%的化合物，含鎂的礦物為水鎂石、菱鎂礦和白云石的一種。
[0017]按照SY/T5108-2006推薦方法對成品進行測試，酸溶解度〈0.5%，達到行業標準的要求(酸溶解度的允許值< 5%)。
[0018]本發明采用一般工業設備，工藝簡單、有利于工業化生產；制備的產品燒結溫度低，耐酸性能良好。
[0019]本發明的主要特色是通過添加稀土化合物(稀土化合物為鈧、釔和鑭的化合物一種或多種)和復合添加劑(鈣、鎂和硅的化合物或礦物)，采用一般工業設備，成功研制出了耐酸性能良好的陶粒壓裂支撐劑。原料來源豐富、制備工藝簡單、易于工業化生產。
【具體實施方式】
[0020]實施例:
(1)按質量百分比取90%A1203、3%的高嶺土、2%的方解石、2%的白云石和3%的Sc203混合均勻。
[0021](2)將步驟(1)配好的料濕法球磨6小時，水與原料總質量比為3:1，混均。
[0022](3)將步驟(2)所得料在110°C烘干，經等靜壓成型工藝，制成球形顆粒狀生坯。
[0023](4)將步驟(3)所得球形顆粒狀生坯在1350°C進行燒結，保溫100分鐘，自然冷卻到室溫，即獲得耐酸性能良好的耐酸陶粒壓裂支撐劑。
[0024]按照SY/T5108-2006推薦方法對制得的耐酸陶粒壓裂支撐劑進行測試，酸溶解度為 0.309%ο
【主權項】
1.一種利用稀土化合物制備種耐酸陶粒壓裂支撐劑的方法，其特征在于具體步驟為:(1)原料各組分質量百分比為:A120369-99%、稀土化合物0.01-10%、復合添加劑.0.1_30%，各組分質量百分比之和為100% ；(2)將步驟(1)配好的料濕法球磨5-96小時，水與原料總質量比為1:3-3:1，混均；(3)將步驟(2)所得料在10(TC-130°C烘干，經成型工藝，制成球形顆粒狀生坯； (4)將步驟(3)所得球形顆粒狀生坯在1000°C-1500°C進行燒結，保溫0.5-3小時，自然冷卻到室溫，即獲得耐酸陶粒壓裂支撐劑； 所述稀土化合物為鈧、釔和鑭的化合物中的一種或多種； 所述復合添加劑為鈣、鎂和硅的化合物或礦物中的一種或多種；所述稀土鈧的化合物為氧化鈧、碳酸鈧、硝酸鈧、草酸鈧、磷酸鈧和氫氧化鈧中的一種；所述稀土釔的化合物為氧化釔、碳酸釔、硝酸釔、草酸釔、磷酸釔和氫氧化釔中的一種；所述稀土鑭的化合物為氧化鑭、碳酸鑭、硝酸鑭、草酸鑭、磷酸鑭和氫氧化鑭中的一種； 所述鈣的化合物是氧化鈣的質量百分比大于45%的化合物，含鈣的礦物為石灰巖、文石、鈣長石、方解石、白云石和白堊巖中的一種； 所述硅的化合物是氧化硅的質量百分比大于35%的化合物，含硅的礦物為高嶺土、透輝石、蒙脫石、葉蠟石、滑石和蛇紋石中的一種； 所述鎂的化合物是氧化鎂的質量百分比大于45%的化合物，含鎂的礦物為水鎂石、菱鎂礦和白云石的一種。
【專利摘要】本發明公開了一種利用稀土化合物制備種耐酸陶粒壓裂支撐劑的方法。（1）原料各組分質量百分比為：Al2O3？？69-99%、稀土化合物0.01-10%、復合添加劑0.1-30%，各組分質量百分比之和為100%；（2）將步驟（1）配好的料濕法球磨5-96小時，水與原料總質量比為1:3-3:1，混均；（3）將步驟（2）所得料在100℃-130℃烘干，經成型工藝，制成球形顆粒狀生坯；（4）將步驟（3）所得球形顆粒狀生坯在1000℃-1500℃進行燒結，保溫0.5-3小時，自然冷卻到室溫，即獲得耐酸性能良好的耐酸陶粒壓裂支撐劑。本發明采用一般工業設備，工藝簡單、有利于工業化生產；制備的產品燒結溫度低，能顯著降低高鋁陶瓷生產中的高溫能耗及產品成本。
【IPC分類】C04B35/10, C09K8/80
【公開號】CN105236940
【申請號】CN201510577750
【發明人】吳婷婷, 吳伯麟
【申請人】桂林理工大學
【公開日】2016年1月13日
【申請日】2015年9月11日