[發明專利]一種清水壓裂支撐劑的制備方法

在審

• 申請號: 201811159767.3
• 申請日: 2018-09-30
• 公開（公告）號: CN109233791A
• 公開（公告）日: 2019-01-18
• 發明（設計）人: 熊帆;熊鷹;王正力;陳秋慶
• 申請（專利權）人: 重慶長江造型材料（集團）股份有限公司
• 主分類號: C09K8/80
• 分類號: C09K8/80
• 代理公司: 重慶強大凱創專利代理事務所(普通合伙) 50217
• 代理人: 王典彪

本發明屬于用于加強破裂作用的組合物領域，具體公開了一種清水壓裂支撐劑的制備方法，清水壓裂支撐劑包括骨料和包裹在骨料外的覆膜層，覆膜層的能譜測試特征為碳與氧原子比在1.5?7.5：1；所述清水壓裂支撐劑的制備包括以下步驟：(1)準備以下原料：骨料、樹脂、固化劑和催化劑；(1)準備以下原料：骨料、樹脂、固化劑和催化劑；(2)將骨料加熱到80?160℃后，加入樹脂和催化劑，混合攪拌；(3)待溫度降到70?140℃，加入固化劑，混合攪拌；溫度降到40?100℃，出鍋，得到清水壓裂支撐劑。使用本發明方法制備得到的壓裂支撐劑懸浮性好，容易被攜帶入到井中。

技術領域

本發明屬于用于加強破裂作用的組合物領域，尤其涉及一種清水壓裂支撐劑的制備方法。

背景技術

為了開發深層油、氣井，提高產量，水力壓裂技術被廣泛使用。水力壓裂技術是利用地面的高壓泵組，通過井筒不斷向油井內注入具有較高粘度的壓裂液，使得油井下部形成高壓的一種技術。隨著壓裂液的不斷注入，壓力也不斷升高，當井壁附近的地層巖石抗張強度和地層應力小于壓裂液形成的壓力時，井底附近的地層就將產生裂縫。當攜帶支撐劑的壓裂液被繼續注入時，巖層裂縫會往前延伸并且被支撐劑填充，停止壓裂作業后支撐劑起著平衡地層壓力、使巖縫保持裂開并具有一定導流能力的作用，從而達到使油氣田增產、延長油氣井服務年限的目的。

理想的油氣井用壓裂支撐劑要求有高的攜帶能力和高砂比，因此需要盡可能低的密度和盡可能高的強度。傳統方法制備得到的壓裂支撐劑有石英砂和陶粒以及它們的覆膜產品，外層覆膜是以酚醛或者環氧樹脂在高溫下固化，固化劑的量一般在樹脂量的5-50％，覆膜溫度在230度左右，傳統的壓裂支撐劑強度大，但是密度也高，其懸浮性差，容易沉淀，不容易被攜帶入到井中。現有方法制備的支撐劑產品除了涂覆環氧樹脂、酚醛樹脂膜外還有涂覆聚氨酯樹脂膜的，聚氨酯樹脂是一個極大的體系，通過嚴格控制選用的原料、原料的用量、反應的條件等可使聚氨酯樹脂具有完全不同的物質物性，現有的用于支撐劑的聚氨酯樹脂均是具有高硬度物質物性的聚氨酯樹脂，確保樹脂膜具有高水平的硬度和好的抗壓碎性，最終使得支撐劑具有良好的抗破碎能力。但是涂覆現有的聚氨酯樹脂膜的支撐劑產品仍然是只滿足強度、硬度要求，不能解決支撐劑懸浮性差、容易沉淀的問題。

為了更有效的使壓裂支撐劑到達井的靶位置，在壓裂的過程中需要配制攜帶液。攜帶液是以水為主要載體，添加水溶性高分子以及其它的添加劑從而增加攜帶液的粘度，同時降低攜帶液的摩阻。在施工過程中壓裂支撐劑和攜帶液混合，在高粘度的攜帶液當中，壓裂支撐劑懸浮在其中，這樣就能泵送得更遠。但是攜帶液中使用的高分子凍膠材料存在成本高、對儲層傷害嚴重、對環境污染大、施工工藝復雜等缺點。

目前也出現了一些能在水中自懸浮的支撐劑，現有的能在水中自懸浮的支撐劑主要有兩類技術，一是在骨料石英砂或者陶粒表面覆膜一層材料，這種材料主要是一些水溶性高分子材料，如聚丙烯酰胺、羧甲基纖維素、聚丙烯酸、瓜爾膠、植物膠等。這些材料遇水能迅速膨脹，并能溶進水中增加水的粘度達到懸浮的目的。這種技術的自懸浮支撐劑并沒有從根本上改變懸浮的技術，只是把增稠劑覆膜在了骨料上，沒有解決環保問題，沒有真正的實現降低成本、增產增效。另一種技術是改變骨料的視密度，制作超低密度的陶粒，或者樹脂小球。該類產品確實能實現在水中半懸浮，降低支撐劑在水中的沉降速率，但是由于要將視密度大幅度降低，其生產成本大大增加，且支撐劑的性能，如破碎、酸溶、導流等性能會明顯降低。而樹脂小球的生產效率低，成本高等缺陷，也限制了其推廣使用。

發明內容

本發明的目的在于提供一種清水壓裂支撐劑的制備方法，以解決傳統方法制備得到的壓裂支撐劑密度高、懸浮性差，不容易被攜帶入到井中的問題。

為了達到上述目的，本發明的基礎方案為：一種清水壓裂支撐劑的制備方法，清水壓裂支撐劑包括骨料和包裹在骨料外的覆膜層，覆膜層的能譜測試特征為碳與氧原子比在1.5-7.5：1；所述清水壓裂支撐劑的制備包括以下步驟：

(1)準備以下原料：骨料、樹脂、固化劑和催化劑；