[發(fā)明專利]一種作為壓裂支撐劑使用的自懸浮石英砂

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• 申請日: 2020-03-18
• 公開（公告）號: CN111187609A
• 公開（公告）日: 2020-05-22
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 李沁峰;朱宏禹;斯敏貴;李霞
• 申請（專利權(quán)）人: 大關(guān)華欣礦業(yè)有限公司
• 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)明公開了一種作為壓裂支撐劑使用的自懸浮石英砂，具有更好的膨脹性能，其制備包括以下步驟：步驟1：石英砂表面處理，使得石英砂表面羥基化；步驟2：通過偶聯(lián)劑對石英砂表面改性；步驟3：對經(jīng)過改性的石英砂進(jìn)行水溶共聚接枝吸水樹脂，吸水樹脂采用丙烯酰胺、丙烯酸、2?丙烯酸氨基?2?甲基丙磺酸、N,N'?亞甲基丙烯酰胺構(gòu)成的水溶共聚體系。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及石油開采技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種作為壓裂支撐劑使用的自懸浮石英砂。

背景技術(shù)

水力壓裂已經(jīng)成為常規(guī)單井增產(chǎn)增注技術(shù)，油氣井投井初期必須采取水壓裂措施增產(chǎn)。在石油天然氣深井開采時，高閉合壓力低滲透性礦床經(jīng)壓裂處理后，使含油氣巖層裂開，油氣從裂縫形成的通道中匯集而出，此時需要流體注入巖石基層，以超過地層破裂強(qiáng)度的壓力，使井筒周圍巖層產(chǎn)生裂縫，形成一個具有高層流能力的通道，為保持壓裂后形成的裂縫開啟，油氣產(chǎn)物能順暢通過。用石油支撐劑隨同高壓溶液進(jìn)入地層充填在巖層裂隙中，起到支撐裂隙不因應(yīng)力釋放而閉合的作用，從而保持高導(dǎo)流能力，使油氣暢通，增加產(chǎn)量。

支撐劑主要分為石英砂、陶粒砂。石英砂的化學(xué)成為為二氧化硅，體積密度1.73g/cm3左右。具有分布廣、硬度大、價格低廉的特點。由于傳統(tǒng)支撐劑在清水中沉降速度快，影響支撐劑在裂縫中的運(yùn)移。因此，傳統(tǒng)支撐劑在裂縫中的運(yùn)移一般需要依靠粘度較大的壓裂液，讓支撐劑能夠懸浮在壓裂液中。而隨著技術(shù)的發(fā)展，考慮到環(huán)保、成本等問題，出現(xiàn)了自懸浮支撐劑。

自懸浮支撐劑是在支撐劑顆粒表面涂覆一層薄薄的高分子水化凝膠聚合物，經(jīng)過干燥以后形成可以自由流動的粒狀體系。自懸浮支撐劑的優(yōu)良性質(zhì)源自于支撐劑包衣的水化凝膠涂層，一旦自懸浮支撐劑接觸水，水化凝膠層自動膨脹，充填滿支撐劑顆粒之間的空間。使得支撐劑能夠在壓裂液中很好的懸浮和均勻分布。

現(xiàn)有技術(shù)中，以石英砂為骨料制備的自懸浮石英砂一般是通過偶聯(lián)劑給石英砂表面改性后，讓其和吸水樹脂通過化學(xué)鍵結(jié)合實現(xiàn)的，吸水樹脂包覆在石英砂外部，實現(xiàn)吸水膨脹的效果。但是，現(xiàn)在市面上的自懸浮石英砂的吸水效果和效率仍然不夠好。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明目的在于提供一種作為壓裂支撐劑使用的自懸浮石英砂

一種作為壓裂支撐劑使用的自懸浮石英砂，包括由內(nèi)到外的陽離子聚合物層和陰離子水溶性膨脹高分子聚合物層和潤滑劑層

一種作為壓裂支撐劑使用的自懸浮石英砂，其制備包括以下步驟：

S1：石英砂表面處理，使得石英砂表面羥基化，反應(yīng)無污染；具體的說，采用的方法是，用蒸餾水、乙醇、丙酮將石英砂洗凈烘干；

S2：將石英砂置于偶聯(lián)劑中，其中石英砂與偶聯(lián)劑的質(zhì)量比為1:4；在30°左右反應(yīng)24h后置于真空干燥箱中50℃烘干，得到改性的石英砂；具體的說，所述偶聯(lián)劑是以石油醚為溶劑，KH570為溶質(zhì)的5%的偶聯(lián)劑；

S3：將丙烯酰胺、丙烯酸、2-丙烯酸氨基-2-甲基丙磺酸、N,N'-亞甲基丙烯酰胺、上述經(jīng)過改性的石英砂以2:10:2:3：362的比例加入容器中形成聚合水溶液，加入中和70%丙烯酸的氫氧化鈉溶液，加入中和70%丙烯酸的氫氧化鈉溶液，此溶液與上述聚合水溶液的質(zhì)量比為2:1，把容器放在35℃恒溫水浴中，通氮氣30min，在氮氣的保護(hù)下，添加入0.01%的硫酸銨、0.03%的亞硫酸氫鈉、0.02%的偶氮二異丁咪唑啉鹽酸鹽，攪拌均勻，靜置進(jìn)行聚合，6h后取出聚合體，干燥、粉碎。

本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有以下有益效果：

本發(fā)明所述方法制備所得到的自懸浮石英砂，通過調(diào)整合理的配，從而使得吸水膨脹效果和膨脹效率達(dá)到更好。

具體實施方式

本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的缺陷，提供一種作為壓裂支撐劑使用的自懸浮石英砂，下面結(jié)合實施例對本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)說明。