一种导电支撑剂及其制备方法技术

本发明专利技术提供了一种导电支撑剂及其制备方法。该支撑剂电阻率为10‑100欧姆·厘米，视密度为1.00‑1.08g/cm

A conductive proppant and its preparation method

【技术实现步骤摘要】
一种导电支撑剂及其制备方法
本专利技术涉及一种导电支撑剂及其制备方法，属于水力压裂

技术介绍
水力压裂改造是低渗特低渗和非常规油气田经济有效开发的核心技术之一，在老油气田稳产高产开发中也发挥着不可替代的重要作用。随着水力压裂改造技术的发展和应用，油气田现场迫切需要测量和评估水力裂缝几何形态的。目前通常采用微地震测量、放射性示踪剂、井温测试、地面和井底测斜仪等直接诊断技术，不过这些技术手段提供的资料较为有限，且测试费用较为昂贵。在油气藏储层中，已支撑水力裂缝是油气产量的主要贡献者。获取裂缝中支撑剂的分布状态对于评估压裂效果十分重要，这是微地震测量、放射性示踪剂、井温测试、地面和井底测斜仪等直接诊断技术无法实现的。对于已支撑的水力裂缝的几何形态目前主要采用导电支撑剂测井的方法实现，其原理为压裂施工过程中将导电支撑剂注入水力裂缝中，压裂施工完成后，下入测井工具，根据已支撑裂缝和未支撑剂裂缝在电性上的差异，记录电阻率或电导率的变化，经过解谱分析得到导电支撑剂支撑裂缝的几何形态。本专利技术提供的导电支撑剂能够帮助获取已支撑裂缝的长度和高度等几何形态等信息，为储层建模提供更精确的依据，在油气田开发过程协助合理布井，实施更为有效的压裂增产措施。CN105229258A公开了一种在以铝矾土为主要原料制成的陶瓷支撑剂(下称陶粒)表面涂覆了一定量金属的导电支撑剂，其视密度为2.50-3.50g/cm3，体积密度为1.35-1.55g/cm3。未涂覆金属的陶粒支撑剂的电阻率为0.6×1012-9×1012欧姆·厘米，可认为是绝缘体；当涂覆了一定量金属后，该导电支撑剂的电阻率为0.8-46欧姆·厘米，具有良好的导电性能。CN201580073401.2公开了一种在以铝矾土为主要原料制成的陶粒支撑剂表面涂覆了一定量金属的导电支撑剂，其视密度为2.50-3.80g/cm3，体积密度为1.00-2.50g/cm3，粒径分布为10-80目，该导电支撑剂的电导率＞5S/m，具有良好的导电性能。以上2种导电支撑剂均为在陶粒表面涂覆一定量导电金属制成的，视密度较高为2.50-3.80g/cm3，需要高粘压裂液携带和输送，高粘压裂液破胶不彻底，其中含有的高聚物在储集层岩石和裂缝中的吸附易造成储层伤害；在破胶阶段压裂液的粘度降低，导电支撑剂必然发生沉降，集中于裂缝的下部，裂缝有效支撑面积较小。当压裂液粘度低时，难以悬浮高密度导电支撑剂，导致输送困难，裂缝有效支撑面积较小。因此，由该类导电支撑剂测得的已支撑裂缝的长度和高度必然较小。
技术实现思路
针对现有技术的不足，本专利技术的目的在于提供一种导电支撑剂及其制备方法。该导电支撑剂位超低密度支撑剂，其视密度为1.00-1.08g/cm3，体积密度为0.40-0.50g/cm3，电阻率为10-100欧姆·厘米。该导电支撑剂在清水或滑溜水中可保持基本悬浮，因此可使用清水或滑溜水进行携带和铺置。为达到上述目的，本专利技术提供了一种导电支撑剂，所述导电支撑剂的视密度为1.00-1.08g/cm3，体积密度为0.40-0.50g/cm3，电阻率为10-100欧姆·厘米，所述导电支撑剂的原料组成包括热固性树脂粘合剂的预聚物、有机溶剂、经过化学改性的混合粉体材料和导电粉体材料；其中，所述经化学改性的混合粉体材料包括经化学改性的第一粉体材料和经化学改性的第二粉体材料；以所述导电支撑剂原料组成的总重量为100％计，所述经过学改性的第一粉体材料的含量为40-60％，所述经化学改性的第二粉体材料的含量为20-38％，所述热固性树脂粘合剂的预聚物的含量为15-20％，所述有机溶剂的含量为2-4％，所述导电粉体材料的含量为2-6％。在上述导电支撑剂中，优选地，所述第一粉体材料化学改性前的视密度为0.35-0.70g/cm3，化学改性前的粒径分布范围为5-45μm；更优选地，化学改性前的中值粒径D50为24μm。在上述导电支撑剂中，优选地，所述第二粉体材料化学改性前的视密度为2.30-3.90g/cm3，化学改性前的粒径分布范围为1-6μm；化学改性前的中值粒径D50为4μm。在上述导电支撑剂中，优选地，所述第一粉体材料化学改性前的耐热温度≥500℃，化学改性前的抗压强度为83-110MPa。在上述导电支撑剂中，优选地，所述第二粉体材料化学改性前的耐热温度≥500℃，化学改性前的抗压强度不低于第一粉体材料。在上述导电支撑剂中，优选地，所述经化学改性的第一粉体材料包括经化学改性的粉煤灰和/或经化学改性的中空玻璃微球。在上述导电支撑剂中，优选地，所述经化学改性的第二粉体材料包括经化学改性的硅微粉和/或经化学改性的铝矾土。在上述导电支撑剂中，优选地，对所述第一粉体材料和所述第二粉体材料进行化学改性时，所使用的改性剂包括二硒化合物；优选地，所述二硒化合物包括1,2-二正己基二硒和/或1,2-二正癸基二硒。使用无机矿物材料(如高岭土、蒙脱石、凹凸棒石、中空玻璃微球、粉煤灰、硅微粉、铝矾土)与有机高分子材料进行复合时，由于亲油亲水性能的差异，无机矿物材料难以与有机高分子材料进行有效的复合，难以制得高性能的支撑剂产品。本专利技术使用经过化学改性的混合粉体材料可有效解决上述问题。在本专利技术的较佳方案中，用包括二硒化合物(例如1,2-二正己基二硒和/或1,2-二正癸基二硒)的化学剂进行粉体改性，一方面可以有效实现对无机矿物材料的亲油改性，另一方面有利于保护无机矿物材料的结构、保持较高的强度。在对无机矿物材料进行亲油改性时，通常使用的改性剂如硅烷偶联剂和/或钛酸酯偶联剂和/或有机醛化合物等，如要实现其对无机矿物材料的有效改性，需要先使用强酸或强碱对无机矿物材料进行刻蚀后再使用改性剂改性，但是强酸或强碱刻蚀会破坏低无机矿物材料的结构，并降低其强度。当采用二硒化合物进行改性时未明显破坏中空玻璃微球和煤灰粉的结构，可有效避免此风险，显著提高支撑剂的抗压强度，更有利于得到强度较高、性能较好的支撑剂。在上述导电支撑剂中，优选地，所述导电粉体材料包括石墨、导电炭黑中的一种或两种以上的组合；更优选地，导电体粉末的粒径分布范围为200-2000目；进一步优选地，导电体粉末的粒径分布范围为300-1000目。在上述导电支撑剂中，优选地，对所述第一粉体材料和所述第二粉体材料进行化学改性时，所使用改性剂的重量与所述经化学改性的混合粉体材料的总重量的比值为1:200-1:20；其中，所述经化学改性的混合粉体材料的总重量即为所述经化学改性的第一粉体材料和所述经化学改性的第二粉体材料的重量之和。在上述导电支撑剂中，优选地，所述热固性树脂粘合剂的预聚物与所述有机溶剂的重量之比为5:1-10:1。在上述导电支撑剂中，优选地，所述热固性树脂粘合剂的预聚物的形态为液态，其在25℃下的粘度为500-6000mPa·s；更优选地，所述热固性树脂粘合剂的预聚物包括热固性环氧树脂的预聚物、热固性酚醛树脂的预聚物和热固性聚氨酯树脂的预聚物中的一种或几种的组合。在本专利技术提供的技术方案中，所述热固性树脂粘合剂的预聚物较佳在150-200℃、5-30分钟条件下固化得到的产物的软化点高于180℃。在上述导电支撑剂中，优选地，所述有机溶剂包括甲醇、乙醇和丙酮中的一种或两种以上的组合。在上述导电支撑剂本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种导电支撑剂，所述导电支撑剂电阻率为10‑100欧姆·厘米，视密度为1.00‑1.08g/cm

【技术特征摘要】
1.一种导电支撑剂，所述导电支撑剂电阻率为10-100欧姆·厘米，视密度为1.00-1.08g/cm3，体积密度为0.40-0.50g/cm3，所述导电支撑剂的原料组成包括热固性树脂粘合剂的预聚物、有机溶剂、经化学改性的混合粉体材料和导电粉体材料；其中，所述经化学改性的混合粉体材料包括经化学改性的第一粉体材料和经化学改性的第二粉体材料；以所述支撑剂原料组成的总重量为100％计，所述经化学改性的第一粉体材料的含量为40-60％，所述经化学改性的第二粉体材料的含量为25-38％，所述热固性树脂粘合剂的预聚物的含量为15-20％，所述有机溶剂的含量为2-4％，所述导电粉体材料的含量为2-6％。2.根据权利要求1所述的导电支撑剂，其中，所述第一粉体材料在化学改性前的视密度为0.35-0.70g/cm3，化学改性前的粒径分布范围为5-45μm；优选地，化学改性前的中值粒径D50为24μm；所述第二粉体材料在化学改性前的视密度为2.30-3.90g/cm3，化学改性前的粒径分布范围为1-6μm；优选地，化学改性前的中值粒径D50为4μm。3.根据权利要求1或2所述的导电支撑剂，其中，对所述第一粉体材料和所述第二粉体材料进行化学改性时，所使用的改性剂包括二硒化合物；优选地，所述二硒化合物包括1,2-二正己基二硒和/或1,2-二正癸基二硒；对所述第一粉体材料和所述第二粉体材料进行化学改性时，所使用改性剂与所述经化学改性的混合粉体材料的重量之比为1:200-1:20。4.根据权利要求1所述的导电支撑剂，其中，所述热固性树脂粘合剂的预聚物与所述有机溶剂的重量之比为5:1-10:1。5.根据权利要求1所述的导电支撑剂，其中，所述热固性树脂粘合剂的预聚物的形态为液态，其在25℃下的粘度为500-6000mPa·s；优选地，所述热固性树脂粘合剂的预聚物包括热固性环氧树脂的预聚物、热固性酚醛树脂的预聚物和热固性聚氨酯树脂的预聚物中的一种或两种以上的组合。6.根据权利要求1所述的导电支撑剂，其中所述导电粉体材料包括石墨、导电炭黑中的一种或两种以上的组合；优选地，导电体粉末的粒径分布范围为200-2000目；更优选地，导电体粉末的粒径分布范围为300-1000目。7.根据权利要求1所述的导电支撑剂，其中，所述第一粉体材料在化学改性前的耐热温度...

【专利技术属性】
技术研发人员：王萌，车明光，熊春明，王永辉，王欣，卢拥军，李向东，
申请(专利权)人：中国石油天然气股份有限公司，
类型：发明
国别省市：北京,11