[發明專利]一種壓裂用自懸浮支撐劑及其制備方法

在審

• 申請號: 202010053727.1
• 申請日: 2020-01-17
• 公開（公告）號: CN111088030A
• 公開（公告）日: 2020-05-01
• 發明（設計）人: 陳學
• 申請（專利權）人: 四川銀宇化工科技有限公司
• 主分類號: C09K8/80
• 分類號: C09K8/80
• 代理公司: 上海微策知識產權代理事務所(普通合伙) 31333
• 代理人: 湯俊明

本發明公開了一種壓裂用自懸浮支撐劑，其特征在于，包括內核顆粒和外包覆層；所述內核顆粒為石英砂或陶粒；所述外包覆層的制備原料包括：丙烯基單體12～16wt％、交聯劑0.04～0.06wt‰、氧化劑0.03～0.05wt％、還原劑0.02～0.04wt‰、引發劑0.02～0.04wt％、抗交聯劑0.06～0.08wt％，余量為水。該支撐劑采用了特定原料制備外包覆層，并利用原位聚合技術使得內外層的結合力高，內核被外包覆層完全包裹，支撐性能和懸浮性能均得到了大幅提高。

技術領域

本發明涉及油氣井增產技術領域，尤其涉及一種壓裂用自懸浮支撐劑及其制備方法。

背景技術

壓裂，是指在油氣開采過程中，向油氣井中高速注入壓裂液，使釉層巖石破裂產生裂縫，進而增強排油能力，提高油井產量。壓裂液中會攜帶支撐劑，這些支撐劑會永久地停留在裂縫中，保持裂縫開啟，常用的支撐劑主要為石英砂或陶粒，這些材料雖然具有一定的硬度，但在高閉合壓力之下易破碎，且材料密度大，在水中會發生沉降，不易被攜帶進入裂縫中。

對石英砂或陶粒外部覆膜是一種改善支撐劑性能的技術手段，但目前制備覆膜支撐劑的方法通常只是將內核顆粒在覆膜溶液中浸泡，制得的支撐劑內外層之間的結合力差，包裹率低，無法提升內核的抗破碎性能，此外包覆層的吸水膨脹性能和其自身的強度難以實現平衡。

發明內容

為了解決上述問題，本發明的第一方面提供了一種壓裂用自懸浮支撐劑，包括內核顆粒和外包覆層；

所述內核顆粒為石英砂或陶粒；

所述外包覆層的制備原料包括：丙烯基單體12～16wt％、交聯劑0.04～0.06wt‰、氧化劑0.03～0.05wt％、還原劑0.02～0.04wt‰、引發劑0.02～0.04wt％、抗交聯劑0.06～0.08wt％，余量為水；

所述丙烯基單體為丙烯酸、丙烯酰胺、2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸的混合。

作為一種優選的技術方案，所述丙烯酸、丙烯酰胺、2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸的重量比為(5～7)：(2～4)：1。

作為一種優選的技術方案，所述交聯劑選自N，N-亞甲基雙丙烯酰胺、丙二胺、3，3’-二氯-4，4’-二氨基二苯基甲烷、N-羥甲基丙烯酰胺中的一種或多種的混合。

作為一種優選的技術方案，所述氧化劑選自過硫酸銨、過硫酸鉀、過硫酸鈉中的一種或多種的混合。

作為一種優選的技術方案，所述還原劑選自硫代硫酸鈉、亞硫酸鈉、亞硫酸氫鈉中的一種或多種的混合。

作為一種優選的技術方案，所述引發劑選自2，2’-偶氮二異丁基脒二鹽酸鹽、1，1’-偶氮二環己基甲腈、2，2’-偶氮二異戊腈、2，2’-偶氮二異丙基咪唑啉鹽酸鹽中的一種或多種的混合。

作為一種優選的技術方案，所述氧化劑、還原劑、引發劑的重量比為(12～15)：1：(8～12)。

作為一種優選的技術方案，所述抗交聯劑選自甲酰胺、乙酰胺、尿素中的一種或多種的混合。

本發明的第二方面提供了一種如上所述的壓裂用自懸浮支撐劑的制備方法，包括以下步驟：

a.向水中加入丙烯酸和2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸，調節pH為5～7，溫度為25～35℃，再依次加入丙烯酰胺、抗交聯劑、交聯劑、氧化劑、引發劑，最后加入還原劑，攪拌混合，得到外包覆層水溶液；

b.向步驟a中的外包覆層水溶液中加入內核顆粒，得到混料；

c.加熱步驟b中的混料，攪拌2～5min后停止攪拌，密閉放置2～3h，出料，造粒，干燥，磨粉，篩分，即得成品。

作為一種優選的技術方案，所述內核顆粒和外包覆層水溶液的重量比為(3～4)：1。