[發明專利]一種自懸浮覆膜支撐材料的制備工藝

在審

• 申請號: 201811161725.3
• 申請日: 2018-09-30
• 公開（公告）號: CN109111911A
• 公開（公告）日: 2019-01-01
• 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

本發明屬于石油、天然氣及頁巖氣等流體礦產開采技術領域，具體公開了一種自懸浮覆膜支撐材料的制備工藝，包括以下步驟，(1)將骨料加熱到80?230℃，將加熱后的骨料進行攪拌混合；(2)溫度降至75?200℃，加入內層樹脂和內層樹脂的固化劑，并攪拌，形成內涂覆層；(3)溫度降至65?190℃，加入減阻劑后攪拌；(4)溫度降至55?130℃，加入催化劑、外層樹脂、胺類添加劑和外層樹脂的固化劑，攪拌，形成外涂覆層；(5)溫度降至40?80℃，再加入減阻劑后攪拌；(6)溫度降至30?70℃，出鍋，控制低密度支撐劑視密度范圍為1.05?2.60g/cm³。本制備工藝制得的自懸浮覆膜支撐材料的導流性能好、自懸浮性能好、摩阻低。

技術領域

本發明屬于石油、天然氣及頁巖氣等流體礦產開采技術領域，尤其涉及一種自懸浮覆膜支撐材料的制備工藝。

背景技術

水力壓裂技術在國內外已經比較成熟，石油壓裂支撐劑作為壓裂過程中必不可少的物品之一,其性能優劣將直接影響到水力壓裂效果,視密度是評價支撐劑性能的重要指標之一，視密度越低其相對于壓裂液的相對密度就越低，當支撐劑與壓裂攜帶液混合后，視密度越低越容易在壓裂液中懸浮，從而大大的降低沉降速率。在泵送過程中將泵送得更遠。高泵送壓力將流體泵送至井中，同時裂開巖層以允許烴類物質更好的通過。然而，除非壓力保持，否則新形成的孔口關閉。為了打開和保持路徑，在泵送流體的過程中同時注入支撐劑，以產生保持孔口所需的支撐。當形成裂縫時，支撐劑在漿料中通過釋放水力壓力時傳遞，支撐劑在此形成用于保持打開裂縫的填充或支撐。

隨著國內石油壓裂支撐劑生產的發展，各式各樣的支撐劑紛紛涌現出來，例如覆膜支撐劑。而目前國內壓裂工藝主要以石英砂和陶粒為主，石英砂主要應用于淺層低閉合壓力井的壓裂作業，陶粒主要應用于中深井壓裂工藝，但是石英砂與陶粒的抗破碎能力均有限，難以適應高壓環境。而覆膜支撐劑通過在骨料表面覆膜來增強支撐劑的強度，以提高支撐劑抵抗破碎的能力。目前，目前覆膜支撐劑的包覆膜常見的有酚醛樹脂膜、環氧樹脂膜和聚氨酯樹脂膜等。

現在骨料表面包覆酚醛樹脂膜、環氧樹脂膜和聚氨酯樹脂膜等主要是為了提高支撐劑的強度，所以目前基本上是要考慮如何改善樹脂膜(覆酚醛樹脂膜、環氧樹脂膜和聚氨酯樹脂膜等)的強度，但是支撐劑的懸浮性能并沒有得到改善，使用該種覆膜支撐劑壓裂施工時通常需要在配制具有黏彈性的攜帶液，傳統的攜帶液配制方法是在水中加入大量的增稠劑(瓜爾膠等物質)增加其自身的黏彈性，使覆膜支撐劑能夠在攜帶液中懸浮，但其缺點是添加增稠劑后會導致壓裂成本較高、儲層傷害嚴重、對環境造成污染等，因此現在急需一種能夠在清水中懸浮的支撐劑。

現有的支撐劑能在水中自懸浮主要有兩類技術，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。而且上述支撐劑雖然能夠實現水中自懸浮，但是攜帶液的摩阻均有了較大的提高，使得施工時需要較高的泵壓才能將支撐劑泵送到相應的位置，提高了施工成本。

發明內容

本發明的目的在于提供一種自懸浮覆膜支撐材料的制備工藝，本制備工藝制得的自懸浮覆膜支撐材料的導流性能好、自懸浮性能好。

為了達到上述目的，本發明的基礎方案為：一種自懸浮覆膜支撐材料的制備工藝，包括以下步驟，

(1)將骨料加熱到80-230℃，將加熱后的骨料進行攪拌混合；