[發(fā)明專利]一種支撐劑及其應(yīng)用

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202010697131.5
• 申請(qǐng)日: 2020-07-20
• 公開（公告）號(hào): CN111876143B
• 公開（公告）日: 2021-08-20
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 張廣清;潘睿;高仲達(dá)
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中國(guó)石油大學(xué)(北京)
• 主分類號(hào): C09K8/80
• 分類號(hào): C09K8/80;C09K8/92;E21B43/26;E21B43/267
• 代理公司: 北京三友知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11127
• 代理人: 劉鑫;李輝

1.一種支撐劑，所述支撐劑包括記憶合金支撐劑和壓裂支撐劑；所述記憶合金支撐劑的質(zhì)量占所述支撐劑質(zhì)量的1%~5%；

所述記憶合金支撐劑包括記憶合金和囊體，所述囊體的質(zhì)量為所述記憶合金質(zhì)量的5~10倍；

所述記憶合金包裹于所述囊體中，所述囊體為磷酸鎂銨；所述囊體的粒徑范圍為4~20目；

所述記憶合金為啞鈴狀結(jié)構(gòu)，在相變溫度下，所述啞鈴狀結(jié)構(gòu)會(huì)膨脹成圓柱狀結(jié)構(gòu)；所述圓柱狀結(jié)構(gòu)的體積為所述啞鈴狀結(jié)構(gòu)的體積的2~4倍；所述圓柱狀結(jié)構(gòu)、所述啞鈴狀結(jié)構(gòu)內(nèi)部為空心；所述啞鈴狀結(jié)構(gòu)的記憶合金的粒徑范圍為40~80目；所述啞鈴狀結(jié)構(gòu)的記憶合金的兩個(gè)端面上各開設(shè)有至少一個(gè)表面孔；所述表面孔的直徑為0.05~0.08mm。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的支撐劑，其中，所述記憶合金包括鎳鈦記憶合金和/或銅基記憶合金。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的支撐劑，其中，所述鎳鈦記憶合金的相變溫度達(dá)200℃，所述銅基記憶合金的相變溫度達(dá)100℃。

4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的支撐劑，其中，所述銅基記憶合金包括銅鋅記憶合金、銅錫記憶合金、銅鋁鈹記憶合金、銅金鋅記憶合金、銅鋁鎳記憶合金、銅鋅硅記憶合金、銅鋅錫記憶合金、銅鋅鋁記憶合金和銅鋅鈣記憶合金中的一種或多種。

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的支撐劑，其中，所述鎳鈦記憶合金中，鎳的含量為49.5at%~51at%；所述銅鋅記憶合金中，鋅的含量為38.5wt%~41.5wt%；所述銅錫記憶合金中，錫的含量為15at%；所述銅鋁鈹記憶合金中，鋁的含量為9wt%~12wt%，鈹?shù)暮繛?.6wt%~1.0wt%；所述銅金鋅記憶合金中，金的含量為23at%~28at%，鋅的含量為23at%~28at%；所述銅鋁鎳記憶合金中，鋁的含量為14wt%~14.5wt%；所述鎳的含量為3wt%~4.5wt%；所述銅鋅硅記憶合金、所述銅鋅錫記憶合金、所述銅鋅鋁記憶合金和所述銅鋅鈣記憶合金中，硅、錫、鋁、鈣的含量均小于10at%。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的支撐劑，其中，所述壓裂支撐劑包括石英砂、陶粒和核桃殼中的一種或多種的組合。

7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的支撐劑，其中，所述壓裂支撐劑的粒徑范圍為20~140目。

8.權(quán)利要求1~7任一項(xiàng)所述支撐劑在壓裂中的應(yīng)用。

9.一種壓裂方法，其包括如下步驟：

步驟一，利用地面高壓泵組，通過(guò)井筒向地層中注入前置液，在井底憋起高壓，于井底附近的地層形成裂縫；

步驟二，向裂縫中注入含有權(quán)利要求1~7任一項(xiàng)所述支撐劑的攜砂液，隨后注入含有反應(yīng)劑的頂替液，所述頂替液將所述支撐劑送至頂替位置，同時(shí)引發(fā)所述支撐劑中的囊體與反應(yīng)劑的發(fā)熱反應(yīng)，釋放的熱量促使記憶合金相變而膨脹，增大裂縫寬度；

步驟三，重復(fù)上述步驟二6~10次循環(huán)，直至裂縫中鋪置足量的支撐劑，其中，每次重復(fù)操作泵注的攜砂液、頂替液的濃度都比上一次泵注的濃度高；待泵注循環(huán)結(jié)束后，完成壓裂施工。

10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的方法，所述反應(yīng)劑包括亞硝酸鈉，所述亞硝酸鈉與所述囊體的摩爾比為1:1。