[發(fā)明專利]支撐劑及其制備方法和應(yīng)用

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202110862617.4
• 申請日: 2021-07-29
• 公開（公告）號: CN115678534A
• 公開（公告）日: 2023-02-03
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 蔣廷學(xué);劉芳慧;賈文峰
• 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石油工程技術(shù)研究院
• 主分類號: C09K8/80
• 分類號: C09K8/80;E21B43/267
• 代理公司: 北京聿宏知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11372
• 代理人: 吳大建;鄧樹山

本發(fā)明提供一種支撐劑及其制備方法。所述支撐劑包括第一石英砂和第二石英砂，所述第一石英砂包覆有硅烷改性的環(huán)氧樹脂，所述第二石英砂包覆有脂肪族二元酸改性的環(huán)氧樹脂，其中所述硅烷改性的環(huán)氧樹脂含有如[R₁(NH)R₂]_3?xSi(OR₃)_x?所示的側(cè)基，其中R₁為C1?C4烷基，R₂為C1?C5亞烷基，R₃為C1?C3烷基，x為1或2；所述第一石英砂與所述第二石英砂的重量之比大于1。本發(fā)明的支撐劑在耐酸堿耐高溫的同時，增加了支撐劑團(tuán)簇之間的吸引力，即自聚力，能夠有效改善支撐劑在井筒中的分散，有效改善覆膜的疏水性能，能夠使裂縫長期保持較高的導(dǎo)流能力。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及石油工業(yè)中壓裂裂縫支撐劑領(lǐng)域，涉及一種不溶于水和油，且耐酸堿和高溫的高分子聚合物覆膜技術(shù)，尤其涉及一種支撐劑及其制備方法和應(yīng)用。

背景技術(shù)

日前，常規(guī)油氣的產(chǎn)量不斷下降，世界范圍內(nèi)掀起了致密油、頁巖氣、致密氣等非常規(guī)油氣資源開發(fā)的熱潮。對于大部分的低滲透儲層，其天然產(chǎn)能較低，水力壓裂技術(shù)仍是主要的增產(chǎn)措施之一。然而，由于常規(guī)的水力壓裂技術(shù)受到支撐劑、殘渣堵塞、施工能力、壓裂液污染等因素的影響，壓裂施工后所形成的有效縫長往往遠(yuǎn)小于支撐縫長，使得裂縫導(dǎo)流能力不足，從而影響實際壓裂改造的實際效果。可見，提高壓裂裂縫導(dǎo)流能力尤其是轉(zhuǎn)向支裂縫的導(dǎo)流能力，已成有效提高非常規(guī)油氣開發(fā)效率的關(guān)鍵因素之一。然而，以往常通常是通過提高施工砂液比及換用高強(qiáng)度支撐劑等方法來提高裂縫導(dǎo)流能力，但是這種方法很難提高施工砂液比。在深層壓裂時，由于造縫寬度相對較窄，更是極大影響了壓裂效果。同時，為了增加支撐劑的抗壓強(qiáng)度，必然會不可避免的增加支撐劑的相對密度，不僅會造成壓裂成本的一路飆升，還會引起砂堵或支撐劑難以運移到遠(yuǎn)井等問題。

國外學(xué)者所提出的高通道壓裂技術(shù)作為一種提高裂縫導(dǎo)流能力的最新技術(shù)，主要通過支撐劑的段塞式加入方式，在加入支撐劑的同時混合攪拌加入纖維以增加其抱團(tuán)能力并防止無支撐劑的壓裂液將其沖散。另外也有報道稱，通過在支撐劑表面涂敷一種樹脂狀高分子聚合物，利用其天生具有的自聚特性，促進(jìn)支撐劑顆粒間的吸引和團(tuán)聚效應(yīng)，在現(xiàn)場實際應(yīng)用后也取得了一定的成效。但對于深層壓裂井而言，由于裂縫的閉合應(yīng)力較高，造縫寬度相對較低，支撐劑的鋪砂濃度也相應(yīng)較低。

現(xiàn)有技術(shù)中，中國專利CN 102899019 B公開了一種樹脂覆膜支撐劑及其制備方法。其公開的樹脂覆膜支撐劑能夠使油氣順利透過，并阻止水透過支撐劑，可提高油氣同水的分離效果。原理在于覆膜自身具有疏水性能及抗破碎性能，能較好提高導(dǎo)流效果，但其并未考慮在高溫地層環(huán)境中支撐劑的應(yīng)用情況，不耐高溫的支撐劑在應(yīng)用時必然受到諸多限制。此外，該現(xiàn)有技術(shù)也并未關(guān)注到支撐劑在壓裂液中的聚集特性，不利于防止支撐劑在隨壓裂液注入過程中由于剪切作用而發(fā)生的分散作用。

中國專利CN 103396783 B公開了一種樹脂覆膜支撐劑及其制備方法，采用有機(jī)氟改性環(huán)氧樹脂覆膜技術(shù)，提供了一種樹脂覆膜支撐劑。該支撐劑不僅具有低密度和高強(qiáng)度，還具有自潔功能。然而，自然界中并無氟單質(zhì)的存在，大部分含氟化合物都對環(huán)境有著不可逆的破壞與污染，注入地層內(nèi)更是會引起土壤和地下水的污染。同時，含氟材料的價格往往十分昂貴，致使其只能在一些高檔的場合或軍工部門使用，無法進(jìn)行大規(guī)模的工業(yè)化現(xiàn)場應(yīng)用。另外，該現(xiàn)有技術(shù)同樣也并未關(guān)注支撐劑在壓裂液中的聚集特性，不利于防止支撐劑在隨壓裂液注入過程中由于剪切作用而發(fā)生分散。

中國專利CN 101659740 B公開了自交聯(lián)型磺酸鹽基環(huán)氧酯水分散體及其防銹底漆，提供了一種陰離子表面活性物質(zhì)改性環(huán)氧樹脂，關(guān)注點在于體系中作為基料配制的水性防銹底漆的儲存穩(wěn)定性、無毒環(huán)保及防銹性能。雖然通過化學(xué)改性法所制備的乳液粒徑較小，穩(wěn)定性更好，但工藝十分復(fù)雜，且產(chǎn)物結(jié)構(gòu)難以控制。另外，該現(xiàn)有技術(shù)在合成自交聯(lián)型磺酸鹽基環(huán)氧酯水分散體時，需要使用氮氣作為保護(hù)氣，為大規(guī)模現(xiàn)場應(yīng)用帶來了較大的施工難度并增加了應(yīng)用成本。