公布日：2024.12.31
申请日：2024.09.27
分类号：C09K8/80(2006.01)I
摘要
本发明提供了一种利用含油污泥制备的高强度压裂支撑剂及其制备方法，涉及支撑剂技术领域。本发明将含油污泥进行脱油脱水，得到干基污泥；将所述干基污泥进行预烧，得到熟油泥；所述预烧的温度为850～900℃；将所述熟油泥与硅石粉进行混合磨粉，得到混合微粉；将所述混合微粉造粒成球，烘干，得到烘干微球粒；将所述烘干微球粒进行煅烧，得到高强度压裂支撑剂。本发明不但实现了含油污泥的资源化利用，而且制备的压裂支撑剂具有高强度。制成的高强度压裂支撑剂可完全替代传统铝矾土制备的压裂支撑剂，消除了铝矾土矿大规模开挖环境保护难的棘手问题。
权利要求书
1.一种利用含油污泥制备高强度压裂支撑剂的方法，其特征在于，包括以下步骤：将含油污泥进行脱油脱水，得到干基污泥；将所述干基污泥进行预烧，得到熟油泥；所述预烧的温度为850～900℃；将所述熟油泥与硅石粉进行混合磨粉，得到混合微粉；所述混合微粉的600目筛余质量＜3％；将所述混合微粉造粒成球，烘干，得到烘干微球粒；将所述烘干微球粒进行煅烧，得到高强度压裂支撑剂；所述煅烧的温度为1080～1150℃。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述熟油泥的质量为熟油泥和硅石粉总质量的50～60％。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述煅烧的保温时间为2.5～3h。
4.根据权利要求1或3所述的方法，其特征在于，所述煅烧在空气氛围下进行。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述预烧的保温时间为90～150min。
6.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，以质量百分含量计，所述硅石粉中二氧化硅的含量为87～95％，Al2O3的含量为2.53～3.61％，Fe2O3的含量为1.48～4.73％。
7.根据权利要求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.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述烘干微球粒的自由水含量为0.01～1wt％。
9.权利要求1～8任一项所述方法制备得到的高强度压裂支撑剂，其特征在于，当所述高强度压裂支撑剂的粒径为40～70目，在闭合压力86MPa下的破碎率≤5.9％；当所述高强度压裂支撑剂的粒径为70～140目，在闭合压力103MPa下的破碎率≤4.9％。
发明内容
本发明的目的在于提供一种高强度压裂支撑剂及利用含油污泥制备高强度压裂支撑剂的方法。本发明不但实现了含油污泥的资源化利用，而且制备的压裂支撑剂具有高强度。
为了实现上述发明目的，本发明提供以下技术方案：
本发明提供了一种利用含油污泥制备高强度压裂支撑剂的方法，包括以下步骤：将含油污泥进行脱油脱水，得到干基污泥；
将所述干基污泥进行预烧，得到熟油泥；所述预烧的温度为850～900℃；
将所述熟油泥与硅石粉进行混合磨粉，得到混合微粉；所述混合微粉的600目筛余质量＜3％；
将所述混合微粉造粒成球，烘干，得到烘干微球粒；
将所述烘干微球粒进行煅烧，得到高强度压裂支撑剂；所述煅烧的温度为1080～1150℃。
优选的，所述熟油泥的质量为熟油泥和硅石粉总质量的50～60％。
优选的，所述煅烧的保温时间为2.5～3h。
优选的，所述煅烧在空气氛围下进行。
优选的，所述预烧的保温时间为90～150min。
优选的，以质量百分含量计，所述硅石粉中二氧化硅的含量为87～95％，Al2O3的含量为2.53～3.61％，Fe2O3的含量为1.48～4.73％。
优选的，所述干基污泥含水量＜20wt％，含油量＜2wt％。
优选的，所述烘干微球粒的自由水含量为0.01～1wt％。
本发明提供了上述方案所述方法制备得到的高强度压裂支撑剂，当所述高强度压裂支撑剂的粒径为40～70目，在闭合压力86MPa下的破碎率≤5.9％；
当所述高强度压裂支撑剂的粒径为70～140目，在闭合压力103MPa下的破碎率≤4.9％。
本发明提供了一种利用含油污泥制备高强度压裂支撑剂的方法，包括以下步骤：将含油污泥进行脱油脱水，得到干基污泥；将所述干基污泥进行预烧，得到熟油泥；所述预烧的温度为850～900℃；将所述熟油泥与硅石粉进行混合磨粉，得到混合微粉；所述混合微粉的600目筛余质量＜3％；将所述混合微粉造粒成球，烘干，得到烘干微球粒；将所述烘干微球粒进行煅烧，得到高强度压裂支撑剂；所述煅烧的温度为1080～1150℃。
本发明以含油污泥为原料，通过高温预烧，使残留其中的极少量有机物或无机盐类以及在采油、注水、集输等生产过程中添加的化学助剂全部去除，避免在微球粒煅烧过程中产生气孔，降低压裂支撑剂的强度，同时预烧使得低共融温度的矿物质颗粒重排，使原有部分物相熔解于熔融体内，充满部分孔隙，构成新的微矿物晶体生长阶段，粉磨时微矿物晶体不被破坏，提高成球时微球粒的致密性，增加烧成压裂支撑剂强度。
本发明填补了之前利用油气田开采伴生的含油污泥为主要原料未预烧难以制成高强度石油压裂支撑剂的空白，而且本发明制备方法精炼，只加硅石粉即可，无需再加粉煤灰、铝矾土、粘土或锰粉等其它物质；制成的高强度压裂支撑剂不仅可完全替代传统铝矾土制备的压裂支撑剂，消除铝矾土矿大规模开挖环境保护难的棘手问题，同时使得来自地下深部的固体危险废弃物质以功能材料的形式重新返回到其被采出的部位，实现真正意义上的环保闭环和原油绿色开采。
（发明人：苏长明;李作臣;朱新伍;万福生;李晓红;曲占庆;范玉平;刘伟;王文杰）
