[發(fā)明專利]聚合物材質(zhì)的壓裂支撐劑

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201410219277.3
• 申請日: 2014-05-22
• 公開（公告）號(hào): CN104031198A
• 公開（公告）日: 2014-09-10
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 田軍
• 申請（專利權(quán)）人: 大慶市奧普琦化工助劑有限公司
• 主分類號(hào): C08F212/08
• 分類號(hào): C08F212/08;C08F220/14;C08F212/36;C08F2/20;C09K8/80
• 代理公司: 北京路浩知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11002
• 代理人: 王文君

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于油田開采的領(lǐng)域，具體涉及一種聚合物材質(zhì)的支撐劑。

背景技術(shù)

作為支撐劑已經(jīng)公開的顆粒物質(zhì)的列表包括：有石英砂、陶粒、覆膜砂、堅(jiān)果外殼、鋁和鋁合金、粒化礦渣、粉煤、玻璃珠等。盡管砂子仍是一種普遍的支撐劑，但在深層中遇到的閉合壓力下，它趨于破裂，產(chǎn)生可降低受支撐裂縫的滲透性的碎屑或碎片。這種趨勢在大于30MPa的閉合壓力下開始表現(xiàn)為更為明顯。

陶粒支撐劑主要采用鋁礬土為主要材料用燒結(jié)方法進(jìn)行制備。陶粒雖然解決了石英砂強(qiáng)度低的問題，但其陶粒支撐劑的體積密度均較高(大于1.8克/立方厘米)，所具有的抗壓強(qiáng)度在52MPa閉合壓力下其破碎率大于10％，不能完全滿足支撐劑快速填充壓裂裂縫并穩(wěn)固地支撐裂縫封面的技術(shù)要求。造成底層深部油層部有時(shí)出現(xiàn)壓裂裂縫在上部巖石的重力作用下重新閉合，從而降低水力壓裂效果，不利于石油增產(chǎn)。

此外，采用石英砂、陶粒等無機(jī)物支撐劑，使用時(shí)需與胍爾膠等膠凝劑配合使用，傷害地層。此外，密度較高，使用量大，增加了投入成本。

近年來，對于低滲透油氣藏中，應(yīng)用清水壓裂進(jìn)行施工的實(shí)驗(yàn)和理論研究得到廣泛的關(guān)注，與傳統(tǒng)的凍膠壓裂相比，在低滲透氣藏中清水壓裂能產(chǎn)生更好的增產(chǎn)效果，且施工成本明顯比傳統(tǒng)的凍膠壓裂的施工成本低得多。在清水壓裂過程中需要用到一種和清水壓裂液密度相近的壓裂支撐劑，這種支撐劑是未來石油開采的支撐劑的發(fā)展趨勢。

發(fā)明內(nèi)容

針對現(xiàn)有技術(shù)存在的不足之處，本發(fā)明提出一種聚合物材質(zhì)的壓裂支撐劑。

本發(fā)明的另一目的是提出所述聚合物材質(zhì)的壓裂支撐劑的應(yīng)用。

實(shí)現(xiàn)本發(fā)明上述目的的具體技術(shù)方案為：

一種聚合物材質(zhì)的壓裂支撐劑，其是通過以下方法制備：

1)將分散劑0.01-2.0質(zhì)量份在室溫下溶解于100質(zhì)量份去離子水中，攪拌預(yù)配成均勻的水相混合物溶液；

2)將聚合物單體25-50質(zhì)量份、二乙烯基苯0-20質(zhì)量份、油溶性引發(fā)劑0.01-2.0質(zhì)量份混合成均勻的油相混合物并加入步驟1)所得水相混合物溶液中的反應(yīng)器中，攪拌0.2-1小時(shí)；

3)加熱步驟2)所得反應(yīng)混合物料到75-90℃，反應(yīng)0.5-4小時(shí)；

4)加熱反應(yīng)混合物料到90-100℃，反應(yīng)0.5-4小時(shí)；

5)反應(yīng)結(jié)束后降溫至室溫，對步驟4)所得聚合產(chǎn)物交聯(lián)微球進(jìn)行洗滌、過濾、干燥處理。

所述質(zhì)量份，可為本領(lǐng)域技術(shù)人員熟知的質(zhì)量單位，比如克、千克、公斤、噸等。

其中，步驟1)中所述的分散劑為聚乙烯醇，或聚乙烯醇和羥甲基纖維素的混合物，當(dāng)所述分散劑為聚乙烯醇和羥甲基纖維素的混合物時(shí)，聚乙烯醇和羥甲基纖維素的質(zhì)量比為0.9-1.1：1。

其中，步驟2)中所述的聚合物單體為苯乙烯，或苯乙烯和甲基丙烯酸甲酯的混合物。

優(yōu)選地，所述苯乙烯和甲基丙烯酸甲酯混合物中，苯乙烯和甲基丙烯酸甲酯的重量比為10：0.5-4。

進(jìn)一步優(yōu)選地，苯乙烯和甲基丙烯酸甲酯的重量比為27：2至22：6。

其中，步驟2)中所述油溶性引發(fā)劑為過氧化物，選自過氧化苯甲酰、偶氮二異丁腈、過氧化環(huán)己酮、叔丁基過氧化氫中的一種。

其中，步驟2)至步驟4)的反應(yīng)中對反應(yīng)物料進(jìn)行攪拌，攪拌的方式為立式攪拌，攪拌線速度為3000-6000cm/min。

立式攪拌即水平攪拌。攪拌速度需控制使液面沒有明顯漩渦。所述線速度是指攪拌葉片、攪拌槳或攪拌子端部的線速度。

線速度＝轉(zhuǎn)速×周長

所述步驟5)中洗滌是用水進(jìn)行洗滌。

其中，所述壓裂支撐劑的顆粒直徑為0.2-0.9mm。

本發(fā)明所述的壓裂支撐劑在石油開采中的應(yīng)用。

具體地，所述應(yīng)用為：向質(zhì)量份100份水中添加10-40份所述壓裂支撐劑，形成支撐劑懸浮液，然后將所得支撐劑懸浮液輸送到地下巖層中。

所述水，為天然水(地表水或地下水，沒有添加化學(xué)品)、或鹽水、或滑溜水(活性水)。

本發(fā)明的方法具有如下優(yōu)點(diǎn)：