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的制备方法、以及由该方法制备得到的压裂支撑剂。所述压裂支撑剂的制备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，所述覆膜粘结剂为亲水性树脂组合物，且所述亲水性树脂组合物的制备方法包括将环氧树脂与选自酸酐的改性剂进行第一接触，所述第一接触的条件使得所述环氧树脂中的羟基与所述改性剂中的酸酐基团反应；在足以使酸形成盐的条件下，将第一接触得到的混合物与碱性物质进行第二接触。所述压裂支撑剂在水基压裂液中不仅具有较好的分散性，并且携带有该压裂支撑剂的水基压裂液中的气泡含量低，此外，该压裂支撑剂还具有较高的抗破碎强度。

【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本专利技术提供了一种压裂支撑剂的制备方法、以及由该方法制备得到的压裂支撑剂。所述压裂支撑剂的制备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，所述覆膜粘结剂为亲水性树脂组合物，且所述亲水性树脂组合物的制备方法包括将环氧树脂与选自酸酐的改性剂进行第一接触，所述第一接触的条件使得所述环氧树脂中的羟基与所述改性剂中的酸酐基团反应；在足以使酸形成盐的条件下，将第一接触得到的混合物与碱性物质进行第二接触。所述压裂支撑剂在水基压裂液中不仅具有较好的分散性，并且携带有该压裂支撑剂的水基压裂液中的气泡含量低，此外，该压裂支撑剂还具有较高的抗破碎强度。【专利说明】
本专利技术涉及一种压裂支撑剂的制备方法、以及由该方法制备得到的压裂支撑剂。
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，压裂支撑剂随同压裂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。目前，油田应用较多的压裂支撑剂主要是陶粒和石英砂。但是陶粒和石英砂的破碎率高，在储层中压碎的陶粒易发生迁移，导流能力差。采用疏水性树脂包覆骨料颗粒而得到的支撑剂近年来得到了广泛的应用，例如，在采集石油时，采用疏水性性树脂包覆骨料颗粒而得到的支撑剂可以提高石油的采收率。但是，在实际应用过程中发现，与携带有以陶粒和石英砂作为支撑剂的压裂液相t匕，携带有用疏水性树脂包覆骨料颗粒而得到的支撑剂的压裂液需要在更高的泵送压力下才能被送入地下。
技术实现思路
为了解决携带有用疏水性树脂包覆骨料颗粒而得到的压裂支撑剂的压裂液需要在更高的泵送压力下才能被送入地下的问题，本专利技术的专利技术人进行了深入的研究，发现:与采用陶粒或石英砂作为压裂支撑剂的压裂液相比，采用疏水性树脂包覆的骨料颗粒作为压裂支撑剂的压裂液中，压裂支撑剂团聚现象明显，同时压裂液中还含有大量气泡。压裂支撑剂的团聚以及大量气泡的存在增加了压裂液输送的难度，因而需要更高的泵送压力才能将携带有用疏水性树脂包覆骨料颗粒而得到的压裂支撑剂的压裂液送入地下。本专利技术的专利技术人经过大量实验发现，将包覆了亲水性树脂的骨料颗粒作为压裂支撑剂能够有效解决压裂支撑剂在压裂液中发生团聚的问题，同时还能够显著减少压裂液中的气泡量，该压裂液能够在与采用陶粒或石英砂作为压裂支撑剂的压裂液相当的泵送压力甚至更低的泵送压力下被送入地下。在此基础上完成了本专利技术。本专利技术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，所述覆膜粘结剂为亲水性树脂组合物，且所述亲水性树脂组合物的制备方法包括:将环氧树脂与至少一种改性剂进行第一接触，所述改性剂选自酸酐，所述第一接触的条件使得所述环氧树脂中的羟基与所述改性剂中的酸酐基团反应；以及在足以使酸形成盐的条件下，将第一接触得到的混合物与至少一种碱性物质进行 第二接触。本专利技术还提供了由上述方法制备得到的压裂支撑剂。将由所述亲水性树脂组合物包覆在骨料颗粒的表面而得到的压裂支撑剂在水基压裂液中具有较好的分散性，基本不会发生团聚；并且携带有该压裂支撑剂的水基压裂液中的气泡含量低。因此，采用所述亲水性树脂组合物制备的压裂支撑剂能够在与采用陶粒或石英砂作为压裂支撑剂的压裂液相当甚至更低的泵送压力下被送入地下。此外，由所述骨料颗粒和亲水性树脂组合物制备得到的压裂支撑剂还具有较高的抗破碎强度，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的制备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，所述覆膜粘结剂为亲水性树脂组合物，且所述亲水性树脂组合物的制备方法包括:将环氧树脂与至少一种改性剂进行第一接触，所述改性剂选自酸酐，所述第一接触的条件使得所述环氧树脂中的羟基与所述改性剂中的酸酐基团反应；以及在足以使酸形成盐的条件下，将第一接触得到的混合物与至少一种碱性物质进行第二接触。根据本专利技术，所述改性剂选自酸酐。在将改性剂与环氧树脂接触反应时，酸酐基团与环氧树脂分子结构中含有的羟基发生反应，形成羧酸。所述酸酐优选选自有机酸酐，更优选选自脂肪族酸酐，进一步优选选自C2-C12的脂肪族酸酐。作为改性剂的所述酸酐的分子结构中，酸酐基团的数量一般为I个。具体地，所述酸酐可以为马来酸酐、乙酸酐、丙酸酐和丁二酸酐。当所述酸酐含有不饱和酸酐(如马来酸酐)时，所述第一接触优选在至少一种自由基阻聚剂的存在下进行，这样能够防止不饱和酸酐中的不饱和基团聚合。所述自由基阻聚剂可以为常用的各种能够阻断自由基的物质，如各种酚类化合物(例如对 苯二酚)。所述自由基阻聚剂的用量可以根据不饱和酸酐的量进行适当的选择，没有特别限定。环氧树脂的羟值可以为本领域的常规选择。一般地，所述环氧树脂的羟值可以为0.02-0.4mol/100g，更优选为0.04-0.4mol/100g。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。所述环氧树脂中的环氧基主要用于与固化剂反应，以形成具有一定强度的产品。环氧树脂中的环氧基的量没有特别限定，可以为常规选择。一般地，所述环氧树脂的环氧值可以为 0.2-0.6mol/100g。根据本专利技术，所述改性剂的用量可以根据预期在环氧树脂分子结构中引入的羧基的量进行适当的选择。在所述压裂支撑剂的制备过程中，所述改性剂以酸酐基团的总量计，所述环氧树脂中的羟基与所述改性剂的摩尔比可以为1:0.1-0.8，优选为1:0.3-0.7。根据本专利技术，环氧树脂与所述改性剂的接触在第一接触条件下进行。本专利技术对于所述第一接触条件没有特别限定，只要所述第一接触的条件足以使环氧树脂中的羟基与所述改性剂中的酸酐基团发生反应即可。一般地，所述第一接触可以在60-120°C的温度下进行。优选地，所述第一接触在70-110°C的温度下进行。所述第一接触的时间可以根据进行第一接触的温度以及改性剂的具体种类进行适当的选择，没有特别限定，一般可以为ι-?ο小时。所述第一接触可以在酸性条件(例如；pH值为2-4)下进行。根据本专利技术，将至少一种碱性物质在足以使酸形成盐的条件下与第一接触得到的混合物进行第二接触，所述碱性物质能够与通过第一接触而在环氧树脂分子结构中形成的羧基反应，形成盐。所述碱性物质可以为各种能够与羧基发生反应，使羧基中的氢离子被其它阳离子取代，从而形成盐的物质。例如，所述碱性物质可以选自叔胺和/或M(OH)2，其中，M选自碱金属和碱土金属，η为I或2。所述叔胺优选如式(I)所示，【权利要求】1.一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，其特征在于，所述覆膜粘结剂为亲水性树脂组合物，且所述亲水性树脂组合物的制备方法包括: 将环氧树脂与至少一种改性剂进行第一接触，所述改性剂选自酸酐，所述第一接触的条件使得所述环氧树脂中的羟基与所述改性剂中的酸酐基团反应；以及 在足以使酸形成盐的条件下，将第一接触得到的混合物与至少一种碱性物质进行第二接触。2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述改性剂以酸酐基团的总本文档来自技高网...

【技术保护点】
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，其特征在于，所述覆膜粘结剂为亲水性树脂组合物，且所述亲水性树脂组合物的制备方法包括：将环氧树脂与至少一种改性剂进行第一接触，所述改性剂选自酸酐，所述第一接触的条件使得所述环氧树脂中的羟基与所述改性剂中的酸酐基团反应；以及在足以使酸形成盐的条件下，将第一接触得到的混合物与至少一种碱性物质进行第二接触。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：高双之，陈步宁，顾卫荣，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