[發(fā)明專利]一種壓裂支撐劑及其制備方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201210504777.2
• 申請日: 2012-11-30
• 公開（公告）號: CN103849117A
• 公開（公告）日: 2014-06-11
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 高雙之;陳步寧;仲曉東;顧衛(wèi)榮;王建偉;周玉生;劉珊
• 申請（專利權(quán)）人: 億利資源集團(tuán)有限公司
• 主分類號: C08L63/00
• 分類號: C08L63/00;C08G59/14;C08G59/16;C09K8/80
• 代理公司: 北京潤平知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11283
• 代理人: 王鳳桐;周建秋

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種壓裂支撐劑的制備方法、以及由該方法制備得到的壓裂支撐劑。

背景技術(shù)

在石油天然氣的開采過程中，高閉合壓力低滲透性礦床經(jīng)壓裂處理后，使含油氣巖層裂開，油氣從裂縫形成的通道中匯集而出，壓裂支撐劑隨同壓裂液進(jìn)入地層充填在巖層裂隙中，起到支撐裂隙不因應(yīng)力釋放而閉合的作用，從而保持高導(dǎo)流能力，使油氣暢通，增加石油天然氣的產(chǎn)量。

目前，油田應(yīng)用較多的壓裂支撐劑主要是陶粒和石英砂。但是陶粒和石英砂的破碎率高，在儲層中壓碎的陶粒易發(fā)生遷移，導(dǎo)流能力差。采用疏水性樹脂包覆骨料顆粒而得到的支撐劑近年來得到了廣泛的應(yīng)用，例如，在采集石油時，采用疏水性樹脂包覆骨料顆粒而得到的支撐劑可以提高石油的采收率。

但是，在實際應(yīng)用過程中發(fā)現(xiàn)，與攜帶有以陶粒和石英砂作為支撐劑的壓裂液相比，攜帶有用疏水性樹脂包覆骨料顆粒而得到的支撐劑的壓裂液需要在更高的泵送壓力下才能被送入地下。

發(fā)明內(nèi)容

為了解決攜帶有用疏水性樹脂包覆骨料顆粒而得到的壓裂支撐劑的壓裂液需要在更高的泵送壓力下才能被送入地下的問題，本發(fā)明的發(fā)明人進(jìn)行了深入的研究，發(fā)現(xiàn)：與采用陶?；蚴⑸白鳛閴毫阎蝿┑膲毫岩合啾龋捎檬杷詷渲驳墓橇项w粒作為壓裂支撐劑的壓裂液中，壓裂支撐劑團(tuán)聚現(xiàn)象明顯，同時壓裂液中還含有大量氣泡。壓裂支撐劑的團(tuán)聚以及大量氣泡的存在增加了壓裂液輸送的難度，因而需要更高的泵送壓力才能將攜帶有用疏水性樹脂包覆骨料顆粒而得到的壓裂支撐劑的壓裂液送入地下。

本發(fā)明的發(fā)明人經(jīng)過大量實驗發(fā)現(xiàn)，將包覆了親水性樹脂的骨料顆粒作為壓裂支撐劑能夠有效解決壓裂支撐劑在壓裂液中發(fā)生團(tuán)聚的問題，同時還能夠顯著減少壓裂液中的氣泡量，該壓裂液能夠在與采用陶?；蚴⑸白鳛閴毫阎蝿┑膲毫岩合喈?dāng)?shù)谋盟蛪毫ι踔粮偷谋盟蛪毫ο卤凰腿氲叵隆Ｔ诖嘶A(chǔ)上完成了本發(fā)明。

本發(fā)明提供了一種壓裂支撐劑的制備方法，該方法包括將含有骨料顆粒和覆膜粘結(jié)劑的混合物固化，其中，所述覆膜粘結(jié)劑為親水性樹脂組合物，且所述親水性樹脂組合物的制備方法包括：

將環(huán)氧樹脂與至少一種改性劑進(jìn)行第一接觸，所述改性劑具有至少一個能夠提供質(zhì)子的基團(tuán)和至少一個親水性基團(tuán)，所述第一接觸的條件使得所述環(huán)氧樹脂中的部分環(huán)氧基與所述改性劑中的能夠提供質(zhì)子的基團(tuán)反應(yīng)，所述能夠提供質(zhì)子的基團(tuán)為胺基，所述親水性基團(tuán)選自羧基和磺酸基；以及

在足以使酸形成鹽的條件下，將第一接觸得到的混合物與至少一種堿性物質(zhì)進(jìn)行第二接觸。

本發(fā)明還提供了由上述方法制備得到的壓裂支撐劑。

將由所述親水性樹脂組合物包覆在骨料顆粒的表面而得到的壓裂支撐劑在水基壓裂液中具有較好的分散性，基本不會發(fā)生團(tuán)聚；并且攜帶有該壓裂支撐劑的水基壓裂液中的氣泡含量低。因此，采用所述親水性樹脂組合物制備的壓裂支撐劑能夠在與采用陶粒或石英砂作為壓裂支撐劑的壓裂液相當(dāng)甚至更低的泵送壓力下被送入地下。

此外，由所述骨料顆粒和親水性樹脂組合物制備得到的壓裂支撐劑還具有較高的抗破碎強(qiáng)度，能夠有效地支撐裂縫，防止其閉合。

具體實施方式

本發(fā)明提供的壓裂支撐劑的制備方法包括將含有骨料顆粒和覆膜粘結(jié)劑的混合物固化，其中，所述覆膜粘結(jié)劑為親水性樹脂組合物，且所述親水性樹脂組合物的制備方法包括：

將環(huán)氧樹脂與至少一種改性劑進(jìn)行第一接觸，所述改性劑具有至少一個能夠提供質(zhì)子的基團(tuán)和至少一個親水性基團(tuán)，所述第一接觸的條件使得所述環(huán)氧樹脂中的部分環(huán)氧基與所述改性劑中的能夠提供質(zhì)子的基團(tuán)反應(yīng)，所述能夠提供質(zhì)子的基團(tuán)為胺基，所述親水性基團(tuán)選自羧基和磺酸基；以及

在足以使酸形成鹽的條件下，將第一接觸得到的混合物與至少一種堿性物質(zhì)進(jìn)行第二接觸。

根據(jù)本發(fā)明，所述改性劑的分子結(jié)構(gòu)中含有能夠提供質(zhì)子的基團(tuán)——胺基，在與環(huán)氧樹脂接觸反應(yīng)時，所述改性劑中的胺基與環(huán)氧樹脂分子結(jié)構(gòu)中的部分環(huán)氧基發(fā)生反應(yīng)，從而將改性劑與環(huán)氧樹脂通過化學(xué)鍵連接在一起。所述改性劑分子結(jié)構(gòu)中還含有至少一個親水性基團(tuán)，該親水性基團(tuán)成鹽后能夠改善環(huán)氧樹脂的親水性。所述親水性基團(tuán)選自羧基和磺酸基。所述改性劑中的胺基的數(shù)量以及親水性基團(tuán)的數(shù)量各自為至少一個，例如可以各自為1個或2個，優(yōu)選各自為1個。