公布日：2024.12.31
申請日：2024.09.27
分類號：C09K8/80(2006.01)I
摘要
本發明提供了一種利用含油污泥制備的高強度壓裂支撐劑及其制備方法，涉及支撐劑技術領域。本發明將含油污泥進行脫油脫水，得到干基污泥；將所述干基污泥進行預燒，得到熟油泥；所述預燒的溫度為850～900℃；將所述熟油泥與硅石粉進行混合磨粉，得到混合微粉；將所述混合微粉造粒成球，烘干，得到烘干微球粒；將所述烘干微球粒進行煅燒，得到高強度壓裂支撐劑。本發明不但實現了含油污泥的資源化利用，而且制備的壓裂支撐劑具有高強度。制成的高強度壓裂支撐劑可完全替代傳統鋁礬土制備的壓裂支撐劑，消除了鋁礬土礦大規模開挖環境保護難的棘手問題。
權利要求書
1.一種利用含油污泥制備高強度壓裂支撐劑的方法，其特征在于，包括以下步驟：將含油污泥進行脫油脫水，得到干基污泥；將所述干基污泥進行預燒，得到熟油泥；所述預燒的溫度為850～900℃；將所述熟油泥與硅石粉進行混合磨粉，得到混合微粉；所述混合微粉的600目篩余質量＜3％；將所述混合微粉造粒成球，烘干，得到烘干微球粒；將所述烘干微球粒進行煅燒，得到高強度壓裂支撐劑；所述煅燒的溫度為1080～1150℃。
2.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述熟油泥的質量為熟油泥和硅石粉總質量的50～60％。
3.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述煅燒的保溫時間為2.5～3h。
4.根據權利要求1或3所述的方法，其特征在于，所述煅燒在空氣氛圍下進行。
5.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述預燒的保溫時間為90～150min。
6.根據權利要求1或2所述的方法，其特征在于，以質量百分含量計，所述硅石粉中二氧化硅的含量為87～95％，Al2O3的含量為2.53～3.61％，Fe2O3的含量為1.48～4.73％。
7.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述干基污泥含水量＜20wt％，含油量＜2wt％。
8.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述烘干微球粒的自由水含量為0.01～1wt％。
9.權利要求1～8任一項所述方法制備得到的高強度壓裂支撐劑，其特征在于，當所述高強度壓裂支撐劑的粒徑為40～70目，在閉合壓力86MPa下的破碎率≤5.9％；當所述高強度壓裂支撐劑的粒徑為70～140目，在閉合壓力103MPa下的破碎率≤4.9％。
發明內容
本發明的目的在于提供一種高強度壓裂支撐劑及利用含油污泥制備高強度壓裂支撐劑的方法。本發明不但實現了含油污泥的資源化利用，而且制備的壓裂支撐劑具有高強度。
為了實現上述發明目的，本發明提供以下技術方案：
本發明提供了一種利用含油污泥制備高強度壓裂支撐劑的方法，包括以下步驟：將含油污泥進行脫油脫水，得到干基污泥；
將所述干基污泥進行預燒，得到熟油泥；所述預燒的溫度為850～900℃；
將所述熟油泥與硅石粉進行混合磨粉，得到混合微粉；所述混合微粉的600目篩余質量＜3％；
將所述混合微粉造粒成球，烘干，得到烘干微球粒；
將所述烘干微球粒進行煅燒，得到高強度壓裂支撐劑；所述煅燒的溫度為1080～1150℃。
優選的，所述熟油泥的質量為熟油泥和硅石粉總質量的50～60％。
優選的，所述煅燒的保溫時間為2.5～3h。
優選的，所述煅燒在空氣氛圍下進行。
優選的，所述預燒的保溫時間為90～150min。
優選的，以質量百分含量計，所述硅石粉中二氧化硅的含量為87～95％，Al2O3的含量為2.53～3.61％，Fe2O3的含量為1.48～4.73％。
優選的，所述干基污泥含水量＜20wt％，含油量＜2wt％。
優選的，所述烘干微球粒的自由水含量為0.01～1wt％。
本發明提供了上述方案所述方法制備得到的高強度壓裂支撐劑，當所述高強度壓裂支撐劑的粒徑為40～70目，在閉合壓力86MPa下的破碎率≤5.9％；
當所述高強度壓裂支撐劑的粒徑為70～140目，在閉合壓力103MPa下的破碎率≤4.9％。
本發明提供了一種利用含油污泥制備高強度壓裂支撐劑的方法，包括以下步驟：將含油污泥進行脫油脫水，得到干基污泥；將所述干基污泥進行預燒，得到熟油泥；所述預燒的溫度為850～900℃；將所述熟油泥與硅石粉進行混合磨粉，得到混合微粉；所述混合微粉的600目篩余質量＜3％；將所述混合微粉造粒成球，烘干，得到烘干微球粒；將所述烘干微球粒進行煅燒，得到高強度壓裂支撐劑；所述煅燒的溫度為1080～1150℃。
本發明以含油污泥為原料，通過高溫預燒，使殘留其中的極少量有機物或無機鹽類以及在采油、注水、集輸等生產過程中添加的化學助劑全部去除，避免在微球粒煅燒過程中產生氣孔，降低壓裂支撐劑的強度，同時預燒使得低共融溫度的礦物質顆粒重排，使原有部分物相熔解于熔融體內，充滿部分孔隙，構成新的微礦物晶體生長階段，粉磨時微礦物晶體不被破壞，提高成球時微球粒的致密性，增加燒成壓裂支撐劑強度。
本發明填補了之前利用油氣田開采伴生的含油污泥為主要原料未預燒難以制成高強度石油壓裂支撐劑的空白，而且本發明制備方法精煉，只加硅石粉即可，無需再加粉煤灰、鋁礬土、粘土或錳粉等其它物質；制成的高強度壓裂支撐劑不僅可完全替代傳統鋁礬土制備的壓裂支撐劑，消除鋁礬土礦大規模開挖環境保護難的棘手問題，同時使得來自地下深部的固體危險廢棄物質以功能材料的形式重新返回到其被采出的部位，實現真正意義上的環保閉環和原油綠色開采。
（發明人：蘇長明;李作臣;朱新伍;萬福生;李曉紅;曲占慶;范玉平;劉偉;王文杰）
