低密度高效能陶粒及其制备方法
【专利摘要】本发明公开了一种低密度高效能陶粒及其制备方法，其中陶粒的原料由主组分和外加组分组成，其中所述主组分及其质量百分比为：轻烧铝矾土50～65％；轻烧粘土25～40％；变性粘土3～5％；莫来石熟料2～5％；所述外加组分的添加量为主组分总质量的1～3％，所述外加组分为结合剂。本发明的陶粒密度低，抗破碎能力高。
【专利说明】低密度高效能陶粒及其制备方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及石油支撑剂【技术领域】，尤其涉及一种低密度高效能陶粒及其制备方 法。
【背景技术】
[0002] 石油天然气深井开采时，经常进行压裂处理，使含油气岩层裂开，油气从裂缝形成 的通道中汇集而出。用石油支撑剂随同压裂液进入地层充填在岩层裂隙中，起到支撑裂隙 不因应力释放而闭合的作用，从而保持高导流能力，使油气畅通，增加产量。
[0003] 目前常用的石油支撑剂主要有以下几种：1、低密中强陶粒砂产品：传统工艺生产 的低密中强陶粒砂的特性为：体积密度不大于I. 65g/cm3,视密度不大于3,而破碎率52MPa 一般在7-8% (20/40)，因此在较深井中的应用受到限制。2、中密中强陶粒砂产品：传统工 艺生产的中密中强陶粒砂的破碎率52MPa可以保持在5%以下（20/40)，但是因其体积密度 在I. 65-1. 80g/cm3,视密度在3-3. 25,会增加压裂成本和单位体积内陶粒砂的用量，但是为 了保证陶粒砂的抗破碎能力，在中深层井中成为首选。
[0004] 在压裂施工中，陶粒砂产品的体积密度、视密度愈低，陶粒砂与压裂的匹配性能愈 好，稠粘剂的选择范围更广。但现有技术中会导致陶粒的抗破碎能力降低。因此保持陶粒 良好抗破碎能力，同时降低陶粒的体积密度、视密度是本领域所极力追求的。
【发明内容】
[0005] 有鉴于此，本发明实施例提供一种低密度高效能陶粒及其制备方法，主要目的在 于提供一种体积密度、视密度低，抗破碎能力强的陶粒。
[0006] 为达到上述目的，本发明主要提供如下技术方案：
[0007] 一方面，本发明实施例提供了一种低密度高效能陶粒，其原料由主组分和外加组 分组成，其中
[0008] 所述主组分及其质量百分比为：
[0009] 轻烧铝矾土 50?65% 轻烧粘土 25?40% 变性粘土 3?5% 莫来石熟料 2?5%;
[0010] 所述外加组分的添加量为主组分总质量的1?3%，所述外加组分为结合剂。
[0011] 作为优选，所述低密度高效能陶粒的主组分质量百分比如下：
[0012] 轻烧铝矾土 60% 轻烧粘土 34% 变性粘土 3% 莫来石熟料3%;
[0013] 所述结合剂的添加量为主组分总质量的2%。
[0014] 作为优选，所述轻烧铝矾土中铝的质量百分含量为50?60%。
[0015] 作为优选,所述轻烧粘土中错的质量百分含量为40?50%。
[0016] 作为优选，所述结合剂为变性淀粉。
[0017] 另一方面，本发明实施例提供了一种上述任一种低密度高效能陶粒的制备方法， 包括如下步骤：
[0018] 将原料按比例配好后，经球磨机研磨使粉料细度达到600目通过率在90%以上；
[0019] 造粒后，在150_220°C下烘干得陶粒半成品；
[0020] 筛分得到合格的陶粒半成品，在1420-1450°C高温下烧制得到成品的陶粒。
[0021] 作为优选，得到的所述成品的陶粒满足20/40目的体积密度不大于I. 65g/cm3,视 密度不大于3. 0, 52MPa破碎率不大于4%，酸溶解度不大于5%。
[0022] 本发明与现有技术相比具有如下优点：
[0023] 本发明实施例提出的一种低密度高效能陶粒及其制备方法提供了一种体积密度、 视密度低，抗破碎能力强的陶粒。原料价格低，且易于得到。采用该种原料制备陶粒的工艺 简单，生产成本低，易于实施，可进行大量生产。
【具体实施方式】
[0024] 下面结合具体实施例对本发明作进一步详细描述，但不作为对本发明的限定。
[0025] 实施例1
[0026] 低密度高效能陶粒，其原料组成如下：
[0027] 轻烧铝矾土（铝的质量百分含量为55. 8%) 1800g，轻烧粘土（铝的质量百分含量 为47. 2% ) 1020g，变性粘土 90g，莫来石熟料90g，变性淀粉（外加组分）60g。
[0028] 制备步骤如下：
[0029] 将原料按比例配好后，经球磨机研磨使粉料细度达到600目通过率在90%以上；
[0030] 造粒后，在150°c下烘干得陶粒半成品；
[0031] 筛分得到合格的陶粒半成品，在1430°C高温下烧制得到成品的陶粒。
[0032] 得到的成品的陶粒20/40目的体积密度为I. 62g/cm3,视密度为2. 80, 52MPa破碎 率为3. 52%，酸溶解度为4. 8%。实施例2
[0033] 低密度高效能陶粒，其原料组成如下：
[0034] 轻烧铝矾土（铝的质量百分含量为58.9%) 1920g，轻烧粘土（铝的质量百分含量 为47. 2 % ) 900g，变性粘土 90g，莫来石熟料90g，变性淀粉（外加组分）60g。
[0035] 制备步骤如下：
[0036] 将原料按比例配好后，经球磨机研磨使粉料细度达到600目通过率在90%以上；
[0037] 造粒后，在180°C下烘干得陶粒半成品；
[0038] 筛分得到合格的陶粒半成品，在1420°C高温下烧制得到成品的陶粒。
[0039] 得到的成品的陶粒20/40目的体积密度为I. 60g/cm3,视密度为2. 92, 52MPa破碎 率为3. 9%，酸溶解度为5. 2%。
[0040] 实施例3
[0041] 低密度高效能陶粒，其原料组成如下：
[0042] 轻烧铝矾土（铝的质量百分含量为59. 1 % ) 1560g，轻烧粘土（铝的质量百分含量 为47. 2% ) 1200g，变性粘土 90g，莫来石熟料150g，变性淀粉（外加组分）60g。
[0043] 制备步骤如下：
[0044] 将原料按比例配好后，经球磨机研磨使粉料细度达到600目通过率在90%以上；
[0045] 造粒后，在220°C下烘干得陶粒半成品；
[0046] 筛分得到合格的陶粒半成品，在1440°C高温下烧制得到成品的陶粒。
[0047] 得到的成品的陶粒20/40目的体积密度为I. 60g/cm3,视密度为2. 92, 52MPa破碎 率为3. 42 %，酸溶解度为4. 96 %。
[0048] 本发明实施例的陶粒的原料采用轻烧铝矾土，控制铝矾土的"烧失量"（LOI)在 0?1%之间，既有利于造粒又有利于烧成。采用攀枝花轻烧粘土同样可以控制"烧失量" 即L0I，同时利用原料自身Fe203、Ti02含量高，促进烧结中的莫来石生成和降低烧成温度。 原料中引进莫来石微晶体，在陶粒烧成过程中起到"搭架"的作用。通过上述实施例可以看 出本发明的陶粒抗破碎能力好，并且酸溶解度低。
[0049] 以上实施例仅为本发明的示例性实施例，不用于限制本发明，本发明的保护范围 由权利要求书限定。本领域技术人员可以在本发明的实质和保护范围内，对本发明做出各 种修改或等同替换，这种修改或等同替换也应视为落在本发明的保护范围内。
【权利要求】
1. 低密度高效能陶粒，其特征在于，其原料由主组分和外加组分组成，其中 所述主组分及其质量百分比为： 轻烧铝矾土 50?65% 轻烧粘土 25?40% 变性粘土 3?5% 莫来石熟料 2?5%; 所述外加组分的添加量为主组分总质量的1?3%，所述外加组分为结合剂。
2. 根据权利要求1所述的低密度高效能陶粒，其特征在于，所述主组分质量百分比如 下： 轻烧铝矾土 60% 轻烧粘土 34% 变性粘土 3% 莫来石熟料 3%; 所述结合剂的添加量为主组分总质量的2%。
3. 根据权利要求1所述的低密度高效能陶粒，其特征在于，所述轻烧铝矾土中铝的质 量百分含量为50?60%。
4. 根据权利要求1所述的低密度高效能陶粒，其特征在于，所述轻烧粘土中铝的质量 百分含量为40?50%。
5. 根据权利要求1所述的低密度高效能陶粒，其特征在于，所述结合剂为变性淀粉。
6. 权利要求1-5任一项所述的低密度高效能陶粒的制备方法，其特征在于，包括如下 步骤： 将原料按比例配好后，经球磨机研磨使粉料细度达到600目通过率在90%以上； 造粒后，在150-220°C下烘干得陶粒半成品； 筛分得到合格的陶粒半成品，在1420-1450°C高温下烧制得到成品的陶粒。
7. 根据权利要求6所述的低密度高效能陶粒的制备方法，其特征在于，得到的所述成 品的陶粒满足20/40的体积密度不大于I. 65g/cm3,视密度不大于3. 0,52MPa破碎率不大于 4%,酸溶解度不大于5%。
【文档编号】C04B35/622GK104326732SQ201410513273
【公开日】2015年2月4日 申请日期:2014年9月29日 优先权日:2014年9月29日
【发明者】周丽, 王昕 , 李嶙, 秦利 申请人:安东新材料（遂宁）有限公司