[發明專利]一種地質聚合物壓裂支撐劑的制備工藝

有效

• 申請號: 201610588267.6
• 申請日: 2016-07-25
• 公開（公告）號: CN106277956B
• 公開（公告）日: 2018-05-25
• 發明（設計）人: 崔學民;唐青;薛國輝;楊思杰;楊權鳳;周慧榮;龐媛;徐夢雪
• 申請（專利權）人: 廣西大學
• 主分類號: C09K8/80
• 分類號: C09K8/80
• 代理公司: 南寧東智知識產權代理事務所(特殊普通合伙) 45117
• 代理人: 戴燕桃;巢雄輝

本發明提供一種地質聚合物壓裂支撐劑的制備工藝。該支撐劑通過利用地質聚合物在較低溫度下固化成型且密度低的特點進行制備得到，本發明用地質聚合物與硅酸鈉水溶液、堿混合制成的地質聚合物漿料，再將地質聚合物漿料滴入溫度恒定的聚二甲基硅氧烷中固化成小球，再經蒸壓養護即可得到所述支撐劑。本發明的制備工藝免高溫燒結，且獲得的地質聚合物壓裂支撐劑圓球度高和密度低，有利于支撐劑在裂縫中的輸送，同時降低生產成本。

技術領域

本發明屬于壓裂支撐劑生產技術領域，具體涉及一種地質聚合物壓裂支撐劑的制備工藝。

背景技術

地質聚合物這個概念是在1978年由法國人Davidovits于1978年提出的，它是一種由AlO4和SiO4四面體結構單元組成的具有三維立體網狀結構的無機聚合物，無定形到半晶態，屬于非金屬材料。一般有天然硅鋁礦物、固體廢棄物、人工合成硅鋁化合物制備得到，具有早強快硬、耐酸耐堿、綠色環保的特點，現已廣泛應用于建筑材料、無機膜水處理、廢棄物處理等領域。高福欣以礦渣、硅灰粉、粉煤灰為主要原料，配制地質聚合物干粉材料，制備得到的地質聚合物試塊最高抗壓強度達到175MPa。

壓裂工藝技術對全世界范圍的石油開采起著非常重要的作用，而石油壓裂支撐劑是石油壓裂工藝技術能否獲得成功的關鍵，高質量的支撐劑可為原油的開采發揮重要的作用。石油壓裂支撐劑，在石油開采壓裂施工中被用來支撐裂縫，是使地層深處巖石裂隙保持裂開狀態的支撐物，粒徑0.4～0.9mm，有一定圓度和球度。在使用過程中，把支撐劑混入壓裂液中，利用高壓手段注入深層巖石縫中支撐巖層，使裂縫在停止泵注后仍然保持張開狀態，以提高導油率，增加原油的產量。因此，強度是壓裂支撐劑的重要指標之一。

傳統陶粒支撐劑的制備工藝是通過噴霧造粒、流化床造粒、圓盤造粒等手段成型。傳統的壓裂支撐劑大都需要通過高溫煅燒來達到較高強度，但在其具有較高強度優點的同時，由于密度較大，在輸送過程中容易沉積在裂縫底部，造成堵塞，而且高溫煅燒需要的能耗較高，因此陶粒支撐劑并不是理想的壓裂支撐劑。

國際上（如美國）多采用燒結剛玉制品，這種制品在理化性能上雖然可以滿足要求，但是原料的來源獲取難度大，加工的工藝也較復雜，且制備過程中的能耗大，生產成本也較高。從已經公布的發明專利來看，采用的主要技術手段是通過高溫煅燒來達到高強度。例如，編號為US801258B2的發明專利公開了一種方法，以堿土金屬、SiO2為主要原料，添加玄武巖纖維作為增韌纖維，以水化水泥、生料灰、粉煤灰等為填料，經過1150°C燒制后得到一種壓裂支撐劑，比重為2.1，在34MPa閉合壓力下的破碎率為6.8%。

地質聚合物在常溫下即可固化成型，且密度相對較低，利用其來制作壓裂支撐劑，將有望解決傳統的壓裂支撐劑易沉積、能耗高的問題。

發明內容

針對上述存在的不足，本發明提供了一種地質聚合物壓裂支撐劑的制備工藝，本工藝具有免煅燒的優點，且獲得的地質聚合物壓裂支撐劑圓球度高、相對密度低。

為了實現上述目的，本發明采用的技術方案如下：

一種地質聚合物壓裂支撐劑的制備工藝，包括以下步驟：

（1）將地質聚合物與硅酸鈉水溶液、堿混合制成粘度為5000mPa·s～7000mPa·s的地質聚合物漿料；

（2）將聚二甲基硅氧烷加熱到60～80℃，攪拌并將地質聚合物漿料注入到聚二甲基硅氧烷中，注入完成后待聚二甲基硅氧烷中的地質聚合物漿料充分固化，固化后停止攪拌，得成型的壓裂支撐劑初品；

（3）將壓裂支撐劑初品在130~160℃下蒸壓養護3~6小時，即得地質聚合物壓裂支撐劑。