[發(fā)明專利]超低密度支撐劑及其制備方法和應(yīng)用

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201811235254.6
• 申請日: 2018-10-23
• 公開（公告）號: CN111088028B
• 公開（公告）日: 2022-07-08
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 沈少春;李應(yīng)成;沙鷗;張衛(wèi)東
• 申請（專利權(quán)）人: 中國石油化工股份有限公司;中國石油化工股份有限公司上海石油化工研究院
• 主分類號: C09K8/80
• 分類號: C09K8/80
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發(fā)明涉及一種超低密度支撐劑及其制備方法和應(yīng)用，主要解決現(xiàn)有技術(shù)中，通過采用一種超低密度支撐劑，包括無機(jī)微粒與樹脂的共混顆粒以及包覆在共混顆粒表面的樹脂膜；其中，以占所述超低密度支撐劑總的質(zhì)量百分?jǐn)?shù)計(jì)，所述共混顆粒中無機(jī)微粒含量為1％～64.5％，樹脂含量為33％～96.5％；所述樹脂膜含量為1％～30％的技術(shù)方案，較好地解決了該問題，可用于油氣井壓裂工藝中。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種油氣井壓裂工藝用超低密度支撐劑及其制備方法和應(yīng)用。

背景技術(shù)

隨著美國“頁巖氣革命”的爆發(fā)，非常規(guī)油氣藏的開發(fā)利用已引起國內(nèi)外專家學(xué)者的關(guān)注。非常規(guī)油氣藏的滲透率較常規(guī)油氣藏要低，典型非常規(guī)油氣藏包括致密氣砂巖層、氣體頁巖層、煤層氣層和重油。煤層氣和頁巖氣是已進(jìn)行商業(yè)開發(fā)的兩種重要的非常規(guī)天然氣資源。非常規(guī)油氣藏產(chǎn)業(yè)的發(fā)展所面臨的最大技術(shù)難點(diǎn)之一就是水力壓裂技術(shù)。

水力壓裂是石油天然氣行業(yè)中用于油氣井增產(chǎn)的一種有效措施，其增產(chǎn)效果的好壞以及油氣井的經(jīng)濟(jì)壽命主要取決于壓裂支撐劑的質(zhì)量。壓裂支撐劑是水力壓裂中用于支撐裂縫和孔隙以提高儲層滲透性的球形顆粒，是水力壓裂作業(yè)中的關(guān)鍵材料。常用的支撐劑有：石英砂、核桃殼、人造陶粒、聚合物球、樹脂包覆石英砂，以及樹脂包覆陶粒等。在水力壓裂實(shí)際操作中，應(yīng)根據(jù)油氣井的具體情況選用合適的支撐劑。

20世紀(jì)40年代末在美國Arkansas河挖掘的砂子是最早被開發(fā)使用的支撐劑，而后Ottawa砂、美國白砂等相繼別用作支撐劑。石英砂具有分布廣、價(jià)格便宜等優(yōu)點(diǎn)，在水力壓裂領(lǐng)域用量很大，但是同時(shí)由于其耐壓強(qiáng)度不高(一般為20MPa)，圓球度不高等缺點(diǎn)，應(yīng)用領(lǐng)域受到很大局限。隨著低滲透石油層和深井石油的開采研究成為人們研究的重點(diǎn)，高強(qiáng)度的支撐劑也成為研究的重中之重。在20世紀(jì)70年代，人們研發(fā)出了燒結(jié)陶粒這一高強(qiáng)度石油支撐劑。相對于石英砂支撐劑，陶粒支撐劑具有強(qiáng)度高、導(dǎo)流能力高等優(yōu)點(diǎn)，其破碎率比石英砂低很多，但同時(shí)由于其密度較大而增加作業(yè)成本，對壓裂液的性能(如粘度、流變性等)以及泵送條件(如排量、設(shè)備功率等)都提出更高的要求。美國的Carbo公司和法國的Saint-Gobain公司生產(chǎn)的陶粒支撐劑都具有較高的質(zhì)量。其他如荷南的普拉德研究與開發(fā)有限公司利用鋁含量高于60％并且含有SiO₂的鋁礬土為主要原料，外加一定輔料制備出了一種視密度低于2.75g/cm³的支撐劑。在陶粒支撐劑發(fā)展的同時(shí)，國外對樹脂包覆支撐劑也開始了研究。在90年代，已經(jīng)開發(fā)出一系列樹脂包覆支撐劑，樹脂包覆支撐劑可以增強(qiáng)支撐劑的抗壓強(qiáng)度，抗腐蝕性，導(dǎo)流能力以及回流能力。Mansoor等人對比了覆膜支撐劑與陶粒支撐劑和石英砂的性能，其結(jié)果表明，覆膜支撐劑不僅能有效預(yù)防支撐劑的返吐、表面剝落，還能減少儲層微粒向支撐劑填塞帶的運(yùn)移。