[發明專利]一種用于壓裂支撐劑的改性劑及其制備工藝，以及壓裂支撐劑的改性工藝

在審

• 申請號: 201711354900.6
• 申請日: 2017-12-15
• 公開（公告）號: CN108165252A
• 公開（公告）日: 2018-06-15
• 發明（設計）人: 殷丹丹;趙東鋒
• 申請（專利權）人: 浙江海洋大學
• 主分類號: C09K8/80
• 分類號: C09K8/80
• 代理公司: 杭州杭誠專利事務所有限公司 33109
• 代理人: 尉偉敏

本發明涉及一種能夠對油氣開采所用的壓裂支撐劑進行有效改性，極大幅度提升其阻水透油能力的壓裂支撐劑改性劑及其制備工藝和改性方法，利用石墨制備壓裂支撐劑改性劑，對壓裂支撐劑進行改性，在壓裂支撐劑表面附著一層氧化石墨層并通過還原法將其還原成單層石墨烯片，對壓裂支撐劑的疏水性進行強化，制得具有優良阻水透油性能的改性壓裂支撐劑。

技術領域

本發明涉及一種支撐劑領域，尤其涉及一種能夠對油氣開采所用的壓裂支撐劑進行有效改性，極大幅度提升其阻水透油能力的用于壓裂支撐劑的改性劑及其制備工藝，以及壓裂支撐劑的改性工藝。

背景技術

水力壓裂技術及壓裂支撐劑在石油天然氣開發中有著廣闊的市場，尤其在低滲透和中后期油氣田開發中發揮著非常重要的作用。支撐劑性能指標及其合成工藝直接影響著水力壓裂開采的成本、效果和環境。尤其在油田開發的高含水期，含水率達95%，壓裂后容易導致水淹，導致含水速度上升，目前主要采用陶粒與石英砂、樹脂包砂等壓裂支撐劑來增強導流能力。但這些常用的支撐劑對油水沒有選擇性，二者都可大量透過，這樣不但不能提高原油的采收率，還會產生一系列的副作用。因此急需研發出一種能夠實現選擇性滲透的支撐劑，即對油的滲流有較小的阻力，對水滲流有較大阻力的支撐劑，從而提高油田產量，進而急需一種能夠對常規壓裂支撐劑進行有效改性得到所需性能的改性劑。

中國專利局于2017年6月23日公開了一種疏水改性支撐劑及其制備方法的發明專利申請，申請公布號CN106883837A，該發明專利采用向支撐劑中加入少量疏水樹脂膠，晃動或攪拌使疏水膠液體潤濕支撐劑表面，然后固化得到疏水改性支撐劑，其具有一定的疏水阻水的性能，但在其原料中，疏水樹脂膠選用氟化丙烯酸類樹脂膠和氟化多巴胺類疏水膠等含氟化合物，將對環境產生較大的不利影響，不符合環保要求，并且樹脂膠涂層易氧化老化，穩定性不足，無法滿足長期使用的需求。

中國專利局還于2013年6月5日公開了一種功能型樹脂覆膜支撐劑及其制備方法的發明專利授權，該發明專利采用在樹脂覆膜固化的過程中，添加了帶有活性基團和疏水基團的有機硅化物與樹脂進行反應，將有機硅化合物分子連接到樹脂膜交聯網上，由于有機硅化合物屬于低表面能物質，其帶有的疏水基團包覆于樹脂的外表面，形成疏水結構，但其外表面上固液相相接觸的接觸角大于120°，而其外表面是光滑的，水接觸角最大也僅為120°，而在深井油層或高驅替壓力的環境下使用時其接觸角可能大于120°，限制了其在深井油層或高驅替壓力的環境下使用的效果。

中國專利局還于2016年8月3日公開了一種疏水支撐劑及其制備方法的發明專利授權，授權公告號CN102443387B，其采用對包覆在骨料顆粒外層的覆膜樹脂中添加納米粒子，并使納米粒子均勻分布于覆膜樹脂中，使得其與水的接觸角為120～180°，提高了其在深井油層或高驅替壓力的環境下使用的效果，但其原料中仍存在氟化合物，將對環境產生較大的不利影響，不符合環保要求的問題。

發明內容

為解決現有技術中尚未有能夠制備高性能、適用范圍廣且具有選擇性滲透的壓裂支撐劑的工藝的問題，本發明提供了一種能夠對油氣開采所用的壓裂支撐劑進行有效改性，極大幅度提升其阻水透油能力的用于壓裂支撐劑的改性劑及其制備工藝，以及壓裂支撐劑的改性工藝，通過所述用于壓裂支撐劑的改性劑及其相應的改性工藝能夠對支撐劑進行有效改性。

為實現上述目的，本發明采用以下技術方案：

一種用于壓裂支撐劑的改性劑，所述用于壓裂支撐劑的改性劑制備原料包括以下重量份數的物質：天然石墨15～30份，硝酸鈉6～15份，40～80份高錳酸鉀，過氧化氫溶液18.5～26.5份。

作為優選，所述用于壓裂支撐劑的改性劑制備原料包括以下重量份數的物質：天然石墨18～22.5份，硝酸鈉9～11.5份，48～62份高錳酸鉀，過氧化氫溶液20.5～21.5份。

作為優選，所述用于壓裂支撐劑的改性劑制備原料包括以下重量份數的物質：天然石墨20份，硝酸鈉10份，60份高錳酸鉀，過氧化氫溶液21.4份。