一种疏水性覆膜支撑剂及其制备方法和应用技术

本发明专利技术公开了一种疏水性覆膜支撑剂及其制备方法和应用，所述疏水性覆膜支撑剂能粘附气泡，具有优异的导流能力和运移能力，良好的疏水性、亲油性以及透油阻水性能，提高了原油的出油量，利于石油的开采；方法简单，易于推广，适宜产业化，成本低廉，对地层的伤害度较低，有利于环保和可持续发展。

【技术实现步骤摘要】
一种疏水性覆膜支撑剂及其制备方法和应用
本专利技术属于石油、天然气井压裂开采和支撑剂生产
，特别涉及一种支撑剂及其制备方法和应用，尤其涉及一种疏水性覆膜支撑剂及其制备方法和应用。
技术介绍
石油燃料通常经由钻井孔从地下储油层中开采，目前，石油燃料通过水力压裂地层如具有不同程度孔隙率和渗透率的岩石块而从低渗透性储油层中开采。在水力压裂过程中，需要使用大量的石油支撑剂与压裂液混合，以高压和高速泵入地下储油层中来填充压裂采油产生的裂缝，使油井周围的原油能够透过石油支撑剂空隙进入到油井井底，从而增加了油田的产油能力。具体地，压裂采用高粘流体压裂液体系压开地层形成裂缝并携带支撑剂进入地层裂缝，其后支撑剂滞留在裂缝中并防止裂缝闭合，在地层形成一条高导流通道以达到增产增注的目的。支撑剂能够支撑裂缝，使其不再重新闭合的固体颗粒，为压裂工艺中不可或缺的部分。为了防止携砂液中的支撑剂发生沉降，最常采用的有效手段是采用稠化剂及各种功能添加剂等配制一定粘度的压裂液用于输送和携带支撑剂，且具有高强度、耐环境腐蚀以及具有良好的导流能力。传统的覆膜支撑剂是在石英砂、陶粒砂等支撑剂的基体上包覆一层或多层树脂膜，具有高强度和耐腐蚀性，但油和水仍都能大量透过，这样大大降低了原油的产量和生产效率，对于提高原油产量和品位造成了极大的障碍。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种疏水性覆膜支撑剂及其制备方法和应用，所述疏水性覆膜支撑剂能粘附气泡，具有优异的导流能力和运移能力，良好的疏水性、亲油性以及透油阻水性能。为此，本专利技术技术方案如下：第一方面，本专利技术提供一种疏水性覆膜支撑剂的制备方法，包括以下步骤：(1)称取粒度为20-40目(例如可以是20目、21目、22目、23目、24目、25目、26目、27目、28目、29目、30目、31目、32目、33目、34目、35目、36目、37目、38目、39目或40目)的基体颗粒和粒度为20-40目(例如可以是20目、21目、22目、23目、24目、25目、26目、27目、28目、29目、30目、31目、32目、33目、34目、35目、36目、37目、38目、39目或40目)的有机硅树脂加入到树脂混砂机中，加热到250-280℃(例如可以是250℃、251℃、252℃、253℃、254℃、255℃、256℃、257℃、258℃、259℃、260℃、261℃、262℃、263℃、264℃、265℃、266℃、267℃、268℃、269℃、270℃、271℃、272℃、273℃、274℃、275℃、276℃、277℃、278℃、279℃、280℃或所述范围内的所有取值，由于篇幅的限制，在此不再列举)，熔融搅拌均匀，得到混合物A；(2)在混合物A中依次加入丙烯酸、丙烯酰胺、烷基三甲基铵盐型阳离子表面活性剂、N,N-亚甲基双丙烯酰胺、甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷、引发剂、邻苯二甲酸二丁酯、硬脂酸锌和醇类溶剂；调节pH至6.5-7.5(例如可以是6.5、6.5、6.7、6.8、6.9、7.0、7.1、7.2、7.3、7.4、7.5或所述范围内的所有取值，由于篇幅的限制，在此不再列举)，得混合溶液B；(3)将混合溶液B至于60-70℃(例如可以是60℃、61℃、62℃、63℃、64℃、65℃、66℃、67℃、68℃、69℃、70℃或所述范围内的所有取值，由于篇幅的限制，在此不再列举)下反应至少2h后过滤，得滤出颗粒和滤液；将滤出颗粒平铺于流化床上，将滤液喷射在所述滤出颗粒上，聚合，烘干，得到疏水性覆膜支撑剂；其中，各原料按重量份数为：基体颗粒100、有机硅树脂6-8、丙烯酸0.5-0.8、丙烯酰胺0.5-0.8、烷基三甲基铵盐型阳离子表面活性剂0.5-2、N,N-亚甲基双丙烯酰胺0.02-0.06、甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷0.02-0.05、引发剂4-5、邻苯二甲酸二丁酯0.1-0.4、硬脂酸锌0.3-0.6、醇类溶剂100。其中，有机硅树脂的重量份数可以是6、6.1、6.2、6.3、6.4、6.5、6.6、6.7、6.8、6.9、7、7.1、7.2、7.3、7.4、7.5、7.6、7.7、7.8、7.9、8或所述范围内的所有取值，由于篇幅的限制，在此不再列举；丙烯酸的重量份数可以是0.5、0.52、0.54、0.56、0.58、0.6、0.62、0.64、0.66、0.68、0.7、0.72、0.74、0.76、0.78、0.8或所述范围内的所有取值，由于篇幅的限制，在此不再列举；丙烯酰胺的重量份数可以是0.5、0.52、0.54、0.56、0.58、0.6、0.62、0.64、0.66、0.68、0.7、0.72、0.74、0.76、0.78、0.8或所述范围内的所有取值，由于篇幅的限制，在此不再列举；烷基三甲基铵盐型阳离子表面活性剂的重量份数可以是0.5、0.6、0.7、0.8、0.9、1.0、1.1、1.2、1.3、1.4、1.5、1.6、1.7、1.8、1.9、2或所述范围内的所有取值，由于篇幅的限制，在此不再列举；N,N-亚甲基双丙烯酰胺的重量份数可以是0.02、0.025、0.03、0.035、0.04、0.045、0.05、0.055、0.06或所述范围内的所有取值，由于篇幅的限制，在此不再列举；甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷的重量份数可以是0.02、0.025、0.03、0.035、0.04、0.045、0.05或所述范围内的所有取值，由于篇幅的限制，在此不再列举；引发剂的重量份数可以是4、4.1、4.2、4.3、4.4、4.5、4.6、4.7、4.8、4.9、5或所述范围内的所有取值，由于篇幅的限制，在此不再列举；邻苯二甲酸二丁酯的重量份数可以是0.1、0.12、0.14、0.16、0.18、0.20、0.22、0.24、0.26、0.28、0.30、0.32、0.34、0.36、0.38、0.4或所述范围内的所有取值，由于篇幅的限制，在此不再列举；硬脂酸锌的重量份数可以是0.3、0.32、0.34、0.36、0.38、0.40、0.42、0.44、0.46、0.48、0.50、0.52、0.54、0.56、0.58、0.6或所述范围内的所有取值，由于篇幅的限制，在此不再列举。在本专利技术的方法中，通过在基体颗粒中混入有机硅树脂，熔融搅拌，使产品具有良好的抗氧化能力、导流能力和运移能力，还能增加吸水后的强度。经过大量试验表明，本专利技术中的组分配比能使本专利技术的疏水性覆膜支撑剂具有适当的膨胀倍数，且覆膜具有本身的粘附气泡性能，降低本专利技术的支撑剂的相对密度，使其悬浮，进一步增加导流能力和运移能力。另外，通过将丙烯酸和丙烯酰胺两种单体在有烷基三甲基铵盐型阳离子表面活性剂、N,N-亚甲基双丙烯酰胺和甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷的环境下加入引发剂和增塑剂邻苯二甲酸二丁酯，从而发生偶联、聚合反应，形成超分子交联聚合物的覆膜，所述覆膜同时包含亲水基团和疏水基团，亲水基团由水溶性单体在交联剂存在的条件下通过自由基聚合的反应所得到产物提供，疏水基团则由含有疏水基团的阳离子表面活性剂提供，使阳离子表面活性剂与亲水基团中的阴离子在静电引力的作用下结合，使其具有良好的疏水性，亲油性和透油阻水性能增加，提高了原本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种疏水性覆膜支撑剂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)称取粒度为20‑40目的基体颗粒和粒度为20‑40目的有机硅树脂加入到树脂混砂机中，加热到250‑280℃，熔融搅拌均匀，得到混合物A；(2)在混合物A中依次加入丙烯酸、丙烯酰胺、烷基三甲基铵盐型阳离子表面活性剂、N,N‑亚甲基双丙烯酰胺、甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷、引发剂、邻苯二甲酸二丁酯、硬脂酸锌和醇类溶剂；调节pH至6.5‑7.5，得混合溶液B；(3)将混合溶液B至于60‑70℃下反应至少2h后过滤，得滤出颗粒和滤液；将滤出颗粒平铺于流化床上，将滤液喷射在所述滤出颗粒上，聚合，烘干，得到疏水性覆膜支撑剂；其中，各原料按重量份数为：基体颗粒100、有机硅树脂6‑8、丙烯酸0.5‑0.8、丙烯酰胺0.5‑0.8、烷基三甲基铵盐型阳离子表面活性剂0.5‑2、N,N‑亚甲基双丙烯酰胺0.02‑0.06、甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷0.02‑0.05、引发剂4‑5、邻苯二甲酸二丁酯0.1‑0.4、硬脂酸锌0.3‑0.6、醇类溶剂100。

【技术特征摘要】
1.一种疏水性覆膜支撑剂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)称取粒度为20-40目的基体颗粒和粒度为20-40目的有机硅树脂加入到树脂混砂机中，加热到250-280℃，熔融搅拌均匀，得到混合物A；(2)在混合物A中依次加入丙烯酸、丙烯酰胺、烷基三甲基铵盐型阳离子表面活性剂、N,N-亚甲基双丙烯酰胺、甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷、引发剂、邻苯二甲酸二丁酯、硬脂酸锌和醇类溶剂；调节pH至6.5-7.5，得混合溶液B；(3)将混合溶液B至于60-70℃下反应至少2h后过滤，得滤出颗粒和滤液；将滤出颗粒平铺于流化床上，将滤液喷射在所述滤出颗粒上，聚合，烘干，得到疏水性覆膜支撑剂；其中，各原料按重量份数为：基体颗粒100、有机硅树脂6-8、丙烯酸0.5-0.8、丙烯酰胺0.5-0.8、烷基三甲基铵盐型阳离子表面活性剂0.5-2、N,N-亚甲基双丙烯酰胺0.02-0.06、甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷0.02-0.05、引发剂4-5、邻苯二甲酸二丁酯0.1-0.4、硬脂酸锌0.3-0.6、醇类溶剂100。2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤(1)中所述基体颗粒为石英砂、陶粒或核桃壳中的任意一种或至少两种的组合，优选为陶粒和核桃壳。3.根据权利要求1或2所述的制备方法，其特征在于，步骤(2)中所述醇类溶剂为乙醇；优选地，所述烷基三甲基铵盐型阳离子表面活性剂中烷基的碳原子数为10-20，优选为16-18；优选地，引发剂为过硫酸盐和/或偶氮二异丁脒盐酸盐；优选地，在所述引发剂中，过硫酸盐和偶氮二异丁脒盐酸盐的质量比为(8-10)：1；优选地，用无机碱调节pH至6.5-7.5，得混合溶液B；优选地，所述无机碱为氢氧化钠、氢氧化铝、氢氧化锂、氢氧化镁、氢氧化锌、氢氧化铜、氢氧化铁或氢氧化钾中的任意一种或至少两种的组合。4.根据权利要求1-3中任一项所述的制备方法，其特征在于，步骤(3)中所...

【专利技术属性】
技术研发人员：张建华，
申请(专利权)人：张建华，
类型：发明
国别省市：黑龙江,23