CN114735967A - 一种铝灰镁渣树脂结合石油压裂支撑剂及制取方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种铝灰镁渣树脂结合石油压裂支撑剂及制取方法，包括镁渣、铝灰、助磨缓凝剂和树脂。本发明以废弃镁渣、铝灰、树脂为主要原料，在助磨缓凝剂的作用下，制取干湿、塑性、流动性适当的混练湿泥料、再造粒制球，固化、养护制取的石油支撑剂压裂，达到了强度高、球形度好、与压裂液及储层流体不发生化学作用的性能和品质，达到了全面、高值利用镁渣和铝灰的效果和目的，对节约资源，减少镁渣和铝灰堆存土地占用和减少其它环保负面作用均具经济、环保、社会等方面的积极意义。
Description
技术领域
本发明属于废弃资源综合利用技术领域，尤其是一种铝灰镁渣树脂结合石油压裂支撑剂及制取方法。
背景技术
目前，石油压裂支撑剂要么以铝钒土为原料经过高温烧制而成，要么以陶瓷或玻璃粉体用树脂结合而成，存在制造成本高、消耗资源大的缺点，皮江法制取金属镁的镁渣主要成分为2CaO·SiO2，铝灰（此处指经过回收金属铝后的二次铝灰），细磨后的铝灰具有一定的胶凝性，2CaO·SiO2细磨后为强无机非金属胶凝材料，因此，若能发明一种以铝灰、镁渣为原料采用树脂结合的石油压裂支撑剂及制取方法，不仅可将铝灰和镁渣的全值高值利用，还可节约资源，对铝灰、镁渣综合利用、减少铝灰、镁渣堆存土地占用和减少其它环保负面作用，均具经济、环保等方面的积极意义。
发明内容
本发明的发明目的：主要针对上述情况，为克服现有技术之缺点，本发明之目的就是提供一种以铝灰镁渣为原料的、全值高值利用铝灰镁渣的树脂结合石油压裂支撑剂及制取方法。
本发明的技术方案为：提供了一种铝灰镁渣树脂结合石油压裂支撑剂，包括镁渣、铝灰、助磨缓凝剂和树脂，该石油压裂支撑剂为以镁渣、铝灰和助磨缓凝剂和树脂经磨细、混合、均质、造球、固化、润湿养护而成的石油压裂支撑剂；石油压裂支撑剂中的镁渣的含量不低于60%，树脂的含量不大于15%，助磨缓凝剂的含量不大于0.75%，余量为铝灰，石油压裂支撑剂为粒度在0.35mm~0.75mm范围内的、球形度不小于0.85的、耐压强度不小于35Mpa的球状颗粒。
所述的石油压裂支撑剂中的铝灰的含量不低于60%，树脂的含量不大于15%，助磨缓凝剂的含量不大于0.75%，余量为镁渣。
所述的铝灰的粒度不大于1.0mm。
所述的镁渣的粒度不大于35mm。
所述的助磨缓凝剂为硅油，硅油的粘度不大于10泊。
所述的树脂为环氧树脂，环氧树脂的粘度不大于20泊。
制取所述的铝灰镁渣树脂结合石油压裂支撑剂的方法与步骤为：
步骤一：将助磨缓凝剂喷撒于镁渣、铝灰的表面并掺混均匀成待磨块粒料；
步骤二：将待待磨块粒料混合、均质、干磨成粒度不大于0.075mm的干混料；
步骤三：将干混料与树脂加入到混炼机内，混炼成干湿、塑性、流动性适当的混练湿泥料；
步骤四：将混练湿泥料经颗粒机制成粒度在0.45mm~0.75mm范围内的不规则湿母球；
步骤五：将不规则湿母球在造球、滚圆机内滚圆、密实成0.35mm~0.75mm的合格湿球；
步骤六：将0.35mm~0.75mm合格湿球，在室温干燥空气下干燥48小时，得到石油压裂支撑剂，再在室温潮湿空气条件下静置、固化、硬化28天后使用。
本发明的有益效果是：本发明以废弃镁渣、铝灰、树脂为主要原料，在助磨缓凝剂的作用下，制取干湿、塑性、流动性适当的混练湿泥料、再造粒制球，固化、养护制取的石油支撑剂压裂，达到了强度高、球形度好、与压裂液及储层流体不发生化学作用的性能和品质， 达到了全面、高值利用镁渣和铝灰的效果和目的，对节约资源，减少镁渣和铝灰堆存土地占用和减少其它环保负面作用均具经济、环保、社会等方面的积极意义。
具体实施方式：
以下对本发明的具体实施方式作进一步详细说明。
给出了一种铝灰镁渣树脂结合石油压裂支撑剂，包括镁渣、铝灰、助磨缓凝剂和树脂，该石油压裂支撑剂为以镁渣、铝灰和助磨缓凝剂和树脂经磨细、混合、均质、造球、固化、润湿养护而成的石油压裂支撑剂；石油压裂支撑剂中的镁渣的含量不低于60%，树脂的含量不大于15%，助磨缓凝剂的含量不大于0.75%，余量为铝灰，石油压裂支撑剂为粒度在0.35mm~0.75mm范围内的、球形度不小于0.85的、耐压强度不小于35Mpa的球状颗粒。
所述的石油压裂支撑剂中的铝灰的含量不低于60%，树脂的含量不大于15%，助磨缓凝剂的含量不大于0.75%，余量为镁渣。
所述的铝灰的粒度不大于1.0mm。
所述的镁渣的粒度不大于35mm。
所述的助磨缓凝剂为硅油，硅油的粘度不大于10泊。
所述的树脂为环氧树脂，环氧树脂的粘度不大于20泊。
制取所述的铝灰镁渣树脂结合石油压裂支撑剂的方法与步骤为：
步骤一：将助磨缓凝剂喷撒于镁渣、铝灰的表面并掺混均匀成待磨块粒料；
步骤二：将待待磨块粒料混合、均质、干磨成粒度不大于0.075mm的干混料；
步骤三：将干混料与树脂加入到混炼机内，混炼成干湿、塑性、流动性适当的混练湿泥料；
步骤四：将混练湿泥料经颗粒机制成粒度在0.45mm~0.75mm范围内的不规则湿母球；
步骤五：将不规则湿母球在造球、滚圆机内滚圆、密实成0.35mm~0.75mm的合格湿球；
步骤六：将0.35mm~0.75mm合格湿球，在室温干燥空气下干燥48小时，得到石油压裂支撑剂，再在室温潮湿空气条件下静置、固化、硬化28天后使用。
实施例一：使用本发明制取石油压裂支撑剂时，所用的镁渣中CaO和SiO2含量之和为89%、镁渣的粒度为8mm~35mm, 助磨缓凝剂为硅油，硅油的粘度为10泊，铝灰中主要成分为Al2O3含量和SiO2，同时含有金属铝、铝的碳化物、氮化物、六氟铝酸钠等；镁渣与铝灰的质量比为7:3。
制取本实施例一的铝灰镁渣质石油压裂支撑剂的方法与步骤为：
步骤一：将助磨缓凝剂喷撒于镁渣、铝灰表面并掺混均匀成待磨块粒料，助磨缓凝剂为镁渣与铝灰的质量之和的0.55%；
步骤二：将待磨块粒料混合、均质、干磨成粒度不大于0.075mm的干混料；
步骤三：将干混料与树脂加入到混炼机内，混炼成干湿、塑性、流动性适当的混练湿泥料，树脂为环氧树脂，粘度16泊，树脂为干混料质量的15%；
步骤四：将混练湿泥料经颗粒机制成粒度在0.45mm~0.70mm范围内的不规则湿母球；
步骤五：将不规则湿母球在造球、滚圆机内滚圆、密实成0.4mm~0.70mm的合格湿球；
步骤六：将0.4mm~0.70mm合格湿球，在室温干燥空气下干燥48小时，得到石油压裂支撑剂，再在室温潮湿空气条件下静置、固化、硬化28天后使用。
在上述实施例一中，助磨缓凝剂一方面改善了镁渣磨细过程的分散程度、另一方面助磨缓凝剂硅油包覆在镁渣细粉表面阻止避免镁渣中2CaO·SiO2水化，同时阻止避免铝灰中的金属铝、铝的碳化物、氮化物水化，同时避免混炼制泥及制不规则湿母球硬化太快。室温干燥空气下干燥48小时后，在室温潮湿空气条件下静置、固化、硬化28天期间，铝灰中、镁渣中具有吸湿性的物质、缓慢吸潮（水分）[镁渣中2CaO·SiO2, 铝灰中的金属铝、铝的碳化物、氮化物水化]，并发生胶凝性反应，形成不溶于水的胶凝水合物的CaO·（Al2O3·SiO2）·nH2O（其具有水泥的性质和特性），铝灰中的少量六氟铝酸钠与镁渣水化后物质反应形成不溶于水的CaF2及硅铝酸钠，这样就达到了在树脂结合强度的基础上，使石油压裂支撑剂强度高、不与压裂液及储层流体发生化学作用的性能和品质。
在实施例一中，粒度在0.4mm~0.70mm范围内的球形度为0.85，耐压强度为36MPa，石油压裂支撑剂为以胶凝水合物的CaO·（Al2O3·SiO2）·nH2O 为主的胶凝硬化的球形颗粒，与压裂液及储层流体不发生化学作用，实施例一的石油压裂支撑剂满足石油开采企业的性能要求，效果较好。
实施例二：使用本发明制取石油压裂支撑剂时，所用的镁渣中CaO和SiO2含量之和为89%、镁渣的粒度为8mm~35mm, 助磨缓凝剂为硅油，硅油的粘度为10泊，铝灰中主要成分为Al2O3含量和SiO2，同时含有金属铝、铝的碳化物、氮化物、六氟铝酸钠等；镁渣与铝灰的质量比为1:1。
制取本实施例二的铝灰镁渣质石油压裂支撑剂的方法与步骤与实施例一相同，磨缓凝剂为镁渣与铝灰的质量之和的0.6%，树脂为环氧树脂，粘度16泊，树脂为干混料质量的18%；
在实施例二中，制取得石油压裂支撑剂，粒度在0.35mm~0.75mm范围内的球形度为0.83，耐压强度为38MPa，实施例二的石油压裂支撑剂满足石油开采企业的性能要求，效果较好。
在实施例一、二中收集、处理步骤六铝灰水化过程中的发生气。
上述技术方案和实施例一、二表明，本发明以废弃镁渣、铝灰、树脂为主要原料，在助磨缓凝剂的作用下，制取干湿、塑性、流动性适当的混练湿泥料、再造粒制球，固化、养护制取的石油支撑剂压裂，达到了强度高、球形度好、与压裂液及储层流体不发生化学作用的性能和品质， 达到了全面、高值利用镁渣和铝灰的效果和目的，对节约资源，减少镁渣和铝灰堆存土地占用和减少其它环保负面作用均具经济、环保、社会等方面的积极意义。
以上所述，仅为本发明较优的具体实施方式，但本发明的保护方位并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以同等替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。
Claims (7)
1.一种铝灰镁渣树脂结合石油压裂支撑剂，包括镁渣、铝灰、助磨缓凝剂和树脂，其特征在于：该石油压裂支撑剂为以镁渣、铝灰和助磨缓凝剂和树脂经磨细、混合、均质、造球、固化、润湿养护而成的石油压裂支撑剂；石油压裂支撑剂中的镁渣的含量不低于60%，树脂的含量不大于15%，助磨缓凝剂的含量不大于0.75%，余量为铝灰，石油压裂支撑剂为粒度在0.35mm~0.75mm范围内的、球形度不小于0.85的、耐压强度不小于35Mpa的球状颗粒。
2.根据权利要求1所述的石油压裂支撑剂，其特征在于：所述的石油压裂支撑剂中的铝灰的含量不低于60%，树脂的含量不大于15%，助磨缓凝剂的含量不大于0.75%，余量为镁渣。
3.根据权利要求1所述的铝灰镁渣树脂结合石油压裂支撑剂，其特征在于：所述的铝灰的粒度不大于1.0mm。
4.根据权利要求1所述的铝灰镁渣树脂结合石油压裂支撑剂，其特征在于：所述的镁渣的粒度不大于35mm。
5.根据权利要求1所述的铝灰镁渣树脂结合石油压裂支撑剂，其特征在于：所述的助磨缓凝剂为硅油，硅油的粘度不大于10泊。
6.根据权利要求1所述的铝灰镁渣树脂结合石油压裂支撑剂，其特征在于：所述的树脂为环氧树脂，环氧树脂的粘度不大于20泊。
7.制取权利要求1～6所述的铝灰镁渣树脂结合石油压裂支撑剂的方法，其特征在于：
步骤一：将助磨缓凝剂喷撒于镁渣、铝灰的表面并掺混均匀成待磨块粒料；
步骤二：将待待磨块粒料混合、均质、干磨成粒度不大于0.075mm的干混料；
步骤三：将干混料与树脂加入到混炼机内，混炼成干湿、塑性、流动性适当的混练湿泥料；
步骤四：将混练湿泥料经颗粒机制成粒度在0.45mm~0.75mm范围内的不规则湿母球；
步骤五：将不规则湿母球在造球、滚圆机内滚圆、密实成0.35mm~0.75mm的合格湿球；
步骤六：将0.35mm~0.75mm合格湿球，在室温干燥空气下干燥48小时，得到石油压裂支撑剂，再在室温潮湿空气条件下静置、固化、硬化28天后使用。
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