一种压裂支撑剂及其制备方法技术

本发明专利技术提供了一种压裂支撑剂及其制备方法。所述压裂支撑剂为将含有骨料颗粒和覆膜粘结剂的混合物经固化而形成的产物，其中，所述覆膜粘结剂为含有环氧树脂和含氟化合物的疏水性树脂组合物，所述含氟化合物通过偶联剂与至少部分环氧树脂连接在一起，所述偶联剂的一端通过第一偶合部分与所述至少部分环氧树脂共价连接在一起，所述偶联剂的另一端通过第二偶合部分与含氟化合物共价连接在一起。本发明专利技术提供的压裂支撑剂具有高的堵水能力和抗破碎强度。

【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本专利技术提供了。所述压裂支撑剂为将含有骨料颗粒和覆膜粘结剂的混合物经固化而形成的产物，其中，所述覆膜粘结剂为含有环氧树脂和含氟化合物的疏水性树脂组合物，所述含氟化合物通过偶联剂与至少部分环氧树脂连接在一起，所述偶联剂的一端通过第一偶合部分与所述至少部分环氧树脂共价连接在一起，所述偶联剂的另一端通过第二偶合部分与含氟化合物共价连接在一起。本专利技术提供的压裂支撑剂具有高的堵水能力和抗破碎强度。【专利说明】
本专利技术涉及一种压裂支撑剂、以及一种压裂支撑剂的制备方法。
技术介绍
在石油天然气的开采过程中，高闭合压力低渗透性矿床经压裂处理后，使含油气岩层裂开，油气从裂缝形成的通道中汇集而出，压裂支撑剂随同高压溶液进入地层充填在岩层裂隙中，起到支撑裂隙不因应力释放而闭合的作用，从而保持高导流能力，使油气畅通，增加石油天然气的产量。现有的压裂支撑剂主要是陶粒(一般以铝矾土为主要原料，并经过800°C以上的高温烧结而成)和石英砂，其堵水能力还有待于进一步提高。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种新的压裂支撑剂、以及一种压裂支撑剂的制备方法。本专利技术提供的压裂支撑剂具有较高的堵水能力。本专利技术提供了一种压裂支撑剂，所述压裂支撑剂为将含有骨料颗粒和覆膜粘结剂的混合物经固化而形成的产物，其中，所述覆膜粘结剂为含有环氧树脂和含氟化合物的疏水性树脂组合物，所述含氟化合物通过偶联剂与至少部分环氧树脂连接在一起，所述偶联剂具有至少两个异氰酸酯基，所述至少部分环氧树脂具有羟基，所述含氟化合物具有能够提供质子的基团，所述偶联剂的一端通过第一偶合部分与所述至少部分环氧树脂共价连接在一起，所述偶联剂的另一端通过第二偶合部分与含氟化合物共价连接在一起，所述第一偶合部分由所述偶联剂中的异氰酸酯基与所述至少部分环氧树脂中的羟基形成，所述第二偶合部分由所述偶联剂中的异氰酸酯基与含氟化合物中的能够提供质子的基团形成。本专利技术还提供了一种压裂支撑剂的制备方法，该方法包括将含有骨料颗粒和覆膜粘结剂的混合物固化，其中，所述覆膜粘结剂为含有环氧树脂和含氟化合物的疏水性树脂组合物，所述含氟化合物通过偶联剂与至少部分环氧树脂连接在一起，所述偶联剂具有至少两个异氰酸酯基，所述至少部分环氧树脂具有羟基，所述含氟化合物具有能够提供质子的基团，所述偶联剂的一端通过第一偶合部分与所述至少部分环氧树脂共价连接在一起，所述偶联剂的另一端通过第二偶合部分与含氟化合物共价连接在一起，所述第一偶合部分由所述偶联剂中的异氰酸酯基与所述至少部分环氧树脂中的羟基形成，所述第二偶合部分由所述偶联剂中的异氰酸酯基与含氟化合物中的能够提供质子的基团形成。将所述骨料颗粒与疏水性树脂组合物的混合物经固化制备的压裂支撑剂不仅具有高的堵水能力，而且还具有较高的抗压碎强度，能够有效地支撑裂缝，防止其闭合。【具体实施方式】本专利技术提供的压裂支撑剂为将含有骨料颗粒和覆膜粘结剂的混合物经固化而形成的产物，其中，所述覆膜粘结剂为含有环氧树脂和含氟化合物的疏水性树脂组合物，所述含氟化合物通过偶联剂与至少部分环氧树脂连接在一起，所述偶联剂具有至少两个异氰酸酯基，所述至少部分环氧树脂具有羟基，所述含氟化合物具有能够提供质子的基团，所述偶联剂的一端通过第一偶合部分与所述至少部分环氧树脂共价连接在一起，所述偶联剂的另一端通过第二偶合部分与含氟化合物共价连接在一起，所述第一偶合部分由所述偶联剂中的异氰酸酯基与所述至少部分环氧树脂中的羟基形成，所述第二偶合部分由所述偶联剂中的异氰酸酯基与含氟化合物中的能够提供质子的基团形成。根据本专利技术，所述环氧树脂中的羟基用于与偶联剂反应，进而将环氧树脂与含氟化合物通过化学键连接在一起，所述羟基的含量可以根据预期的含氟化合物的量进行适当的选择。从进一步提高由所述疏水性树脂组合物制备的压裂支撑剂的堵水性能的角度出发，所述环氧树脂的羟值优选为0.02-0.4mol/100g,更优选为0.04-0.2mol/100g。羟值满足上述要求的环氧树脂可以商购得到，也可以采用本领域常用的各种方法合成，本文不再详述。所述羟值可以根据黄笔武等在《环氧树脂羟基值测定方法》的第3.1-3.3节(热固性树脂，4:42-45，1995年)中公开的方法测定，也可以由商购得到的环氧树脂的产品说明中获知。本专利技术实施例中，环氧树脂的羟值来自于商购得到的环氧树脂的产品说明。根据本专利技术，所述环氧树脂中的环氧基主要用于与固化剂接触反应，以形成交联结构。所述环氧树脂中环氧基的含量以使所述疏水性树脂组合物能够在骨料颗粒的表面形成具有一定强度的包覆层为准。从进一步提高由所述疏水性树脂组合物制备的压裂支撑剂的抗破碎强度的角度出发，所述环氧树脂的环氧值优选为0.05-0.6mol/100g，更优选为0.12-0.55mol/100g，进一步优选为 0.25-0.51mol/100g。根据本专利技术，所述含氟化合物可以为常见的各种分子结构中含有氟原子，且具有至少一个能够提供质子的基团的化合物。所述能够提供质子的基团也就是具有活泼氢的基团，其具体实例可以包括但不限于羟基和胺基。所述含氟化合物例如可以为选自C1-C12的含氟烷基醇和C1-C12的含氟烷基胺中的一种或多种化合物。所述含氟化合物的具体实例可以包括但不限于:四氟丁基乙基醇、全氟己基乙基醇和六氟异丙醇。根据本专利技术，含氟化·合物用于改善作为基体树脂的环氧树脂的疏水性，从而使得由所述疏水性树脂组合物制备的压裂支撑剂具有良好的堵水性能。在所述疏水性树脂组合物中，含氟化合物的含量以最终的压裂支撑剂具有令人满意的疏水性为准。优选地，相对于100重量份环氧树脂，所述含氟化合物的含量为1-50重量份。从进一步提高由所述疏水性树脂组合物制备的压裂支撑剂的堵水性能，同时还使得环氧树脂与含氟化合物具有良好的相容性的角度出发，相对于100重量份环氧树脂，所述含氟化合物的含量更优选为5-45重量份。所述疏水性树脂组合物中含氟化合物的含量可以由制备该疏水性树脂组合物时的投料比计算得到。根据本专利技术，所述偶联剂具有至少两个异氰酸酯基，从而能够将含氟化合物通过化学键与至少部分环氧树脂连接在一起。所述偶联剂可以为常见的各种分子结构中具有至少两个异氰酸酯基的化合物。其具体实例可以包括但不限于:亚烷基二异氰酸酯、甲苯二异氰酸酯、异佛尔酮二异氰酸酯、二苯基甲烷二异氰酸酯和环己基二异氰酸酯中的一种或多种。从进一步提高由所述疏水性树脂组合物制备的压裂支撑剂的堵水能力以及抗破碎强度的角度出发，所述偶联剂优选为甲苯二异氰酸酯、异佛尔酮二异氰酸酯和环己基二异氰酸酯中的一种或多种。根据本专利技术，所述偶联剂用于将含氟化合物和环氧树脂通过化学键连接在一起，所述偶联剂的量可以根据所述疏水性树脂组合物中含氟化合物的量进行适当的选择。具体地，所述偶联剂与所述含氟化合物中的能够提供质子的基团的摩尔比可以为1-1.2:1。优选情况下，所述偶联剂与所述环氧树脂中的羟基的摩尔比为1-1.2:1。根据本专利技术，所述骨料颗粒可以为现有的各种能够用于制备压裂支撑剂的颗粒状物质，例如，所述骨料颗粒可以选自原砂、矿渣、陶粒和玻璃微珠中的一种或几种。其中，所述原砂既可以为天然硅砂，也可以为人造硅砂。所述天然硅砂可以为河砂、海砂和风积砂，优选为来自沙本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种压裂支撑剂，所述压裂支撑剂为将含有骨料颗粒和覆膜粘结剂的混合物经固化而形成的产物，其特征在于，所述覆膜粘结剂为含有环氧树脂和含氟化合物的疏水性树脂组合物，所述含氟化合物通过偶联剂与至少部分环氧树脂连接在一起，所述偶联剂具有至少两个异氰酸酯基，所述至少部分环氧树脂具有羟基，所述含氟化合物具有能够提供质子的基团，所述偶联剂的一端通过第一偶合部分与所述至少部分环氧树脂共价连接在一起，所述偶联剂的另一端通过第二偶合部分与含氟化合物共价连接在一起，所述第一偶合部分由所述偶联剂中的异氰酸酯基与所述至少部分环氧树脂中的羟基形成，所述第二偶合部分由所述偶联剂中的异氰酸酯基与含氟化合物中的能够提供质子的基团形成。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：高双之，顾卫荣，陈步宁，周玉生，王建伟，仲晓东，刘珊，
申请(专利权)人：亿利资源集团有限公司，
类型：发明
国别省市：内蒙古;15