一种水基压裂液用支撑剂的制备方法技术

本发明专利技术涉及一种水基压裂液用支撑剂的制备方法，属于石油工程技术领域。该方法主要通过对陶粒、石英砂、人造砂或再生砂等骨料材料进行表面改性，获得具有疏水和起‑稳泡基团的支撑剂材料，利用界面张力和泡沫悬浮作用，达到减缓支撑剂沉降、改善支撑剂铺置效果的目的。

A preparation method of proppant for water base fracturing fluid

【技术实现步骤摘要】
一种水基压裂液用支撑剂的制备方法
本专利技术涉及一种水基压裂液用支撑剂的制备方法，属于石油工程

技术介绍
支撑剂是保证水力压裂裂缝具有高导流能力的关键材料，决定着油气井或油田的经济寿命。目前国外压裂工艺所用的支撑剂主要为石英砂和陶粒。天然石英石支撑剂的物理性能的粒径筛析、密度、圆球度、酸溶解度、浊度等指标基本能达到压裂施工需求。但天然石英石很难在35MPa以上的闭合应力条件下获得到满意的使用效果，因此，浅层、特低渗层石油天然气压裂可选用天然石英砂作为支撑剂。陶粒支撑剂可应用于闭合压力达到69MPa，86MPa，甚至103MPa的油气储层压裂。但因其密度大，对压裂液黏度要求较高。由于支撑剂的密度较大，容易在传输的过程沉降，不易到达缝隙边缘；高粘度的压裂液能够保证支撑剂的铺置，但有可能会由于聚合物降解残留而减少支撑剂导流性和裂缝表面的渗透性降低；而密度小的支撑剂往往其强度也相应降低。专利CN106747371A公开了一种具有亲油特性的陶粒压裂砂，通过铝酸酯偶联剂的负载使制备的陶粒压裂砂具有亲油特性，适用于渗透能力低的深层油井压裂用。但该专利成型过程中，陶粒生坯进行须经1040-1260℃下保温烧结1-3h，因此，该方法得到陶粒产品的亲油性能难以保证。
技术实现思路
本专利技术的目的是在于借鉴负载型催化剂的制备使用的浸渍法，通过骨料材料的表面改性，得到一种水基压裂液用支撑剂。在保持支撑剂强度的前提下，通过表面改性达到改善支撑剂在水基压裂液中的悬浮稳定性的效果。该方法以水为溶剂，所涉及原料工艺安全环保、易于工业化，所获得产品性能稳定。本专利技术的技术方案为：一种水基压裂液用支撑剂的制备方法，包括以下步骤：（1）将骨料以1~3℃／min的速率下升温至105~110℃，空气气氛中干燥1-3h后，转移至干燥器中冷却到室温；（2）搅拌状态下，将表面活性剂和促进剂加入到去离子水中，维持反应釜内温度为80~90℃、搅拌速度为100~200r/min、保温反应3~5h后，反应釜内降至室温；表面活性剂、促进剂和去离子水的质量比=1:1:20~40；（3）搅拌状态下，将步骤（1）中得到的骨料材料缓慢倒入步骤（3）所得溶液中，维持温度为30~50℃、搅拌速度为100~200r/min、保温搅拌反应1~3h后，冷却至室温，骨料与表面活性剂的质量比=50~100:1；（4）步骤（3）所得产物于40~50℃鼓风干燥6~8h、筛分后，即为本专利技术一种水基压裂液用支撑剂。所述的步骤（1）中的骨料为陶粒、石英砂、人造砂或再生砂中的任意一种。所述的步骤（1）中的骨料为有孔骨料或无孔骨料。所述的步骤（2）中的表面活性剂为十二烷基硫酸钠、月桂酸中的一种或混合物。所述的步骤（3）中的促进剂为十二醇、月桂酰异丙醇胺中的任一种或混合物。本专利技术的有益效果是：本专利技术水基压裂液用支撑剂为骨料材料经由表面活性剂和促进剂经表面修饰而得，其产物中具有丰富的疏水和稳-发泡基团，在保持骨料材料强度的同时，改善其悬浮性，进而实现降低高粘度聚合物用量的目的。具体实施方式下面列举具体实施例，以说明本专利技术所述方法。实施例1将陶粒以1℃／min的速率下升温至105℃，空气气氛中焙烧3h后，转移至干燥器中冷却到室温。1g十二烷基硫酸钠、1g十二醇、20g去离子水加入到反应釜中，控制反应釜内温度为80℃、搅拌速度为100r/min、保温搅拌3h后降至室温。取50g陶粒加入到上述反应釜内，30℃、100r/min保温搅拌3h后，冷却至室温后，再经40℃鼓风干燥8h、筛分后，即为本专利技术一种水基压裂液用支撑剂。支撑剂表面张力为23mN/m，支撑剂在水中产生的泡沐寿命为1200s。筛分目数到达30/50，40/70，70/140的支撑剂可以应用到闭合压力达到70~100MPa的油气储层压裂。实施例2将将石英砂以3℃／min的速率下升温至110℃，空气气氛中焙烧1h后，转移至干燥器中冷却到室温。1g月桂酸、0.5g月桂酰异丙醇胺、0.5g十二醇、40g去离子水加入到反应釜中，控制反应釜内温度为90℃、搅拌速度为200r/min、保温搅拌5h后降至室温。取100g石英砂加入到上述反应釜内，50℃、200r/min保温搅拌3h后，冷却至室温后，再经50℃鼓风干燥6h、筛分后，即为本专利技术一种水基压裂液用支撑剂。支撑剂表面张力为28mN/m，支撑剂在水中产生的泡沐寿命为800s。筛分目数到达30/50，40/70，70/140的支撑剂可以应用到闭合压力达到30~35MPa的油气储层压裂。实施例3将将人造砂以2℃／min的速率下升温至103℃，空气气氛中焙烧2h后，转移至干燥器中冷却到室温。1g十二烷基硫酸钠、1g十二醇、30g去离子水加入到反应釜中，控制反应釜内温度为80℃、搅拌速度为150r/min、保温搅拌4h后降至室温。取80g人造砂加入到上述反应釜内，40℃、200r/min保温搅拌3h后，冷却至室温后，再经45℃鼓风干燥7h、筛分后，即为本专利技术一种水基压裂液用支撑剂。支撑剂表面张力为25mN/m，支撑剂在水中产生的泡沐寿命为1000s。筛分目数到达30/50，40/70，70/140的支撑剂可以应用到闭合压力达到60~80MPa的油气储层压裂。实施例4将将再生砂以1℃／min的速率下升温至110℃，空气气氛中焙烧3h后，转移至干燥器中冷却到室温。0.5g十二烷基硫酸钠、0.5g月桂酸、1g十二醇、40g去离子水加入到反应釜中，控制反应釜内温度为85℃、搅拌速度为120r/min、保温搅拌5h后降至室温。取100g再生砂加入到上述反应釜内，50℃、150r/min保温搅拌3h后，冷却至室温后，再经50℃鼓风干燥6h、筛分后，即为本专利技术一种水基压裂液用支撑剂。支撑剂表面张力为22mN/m，支撑剂在水中产生的泡沐寿命为1300s。筛分目数到达30/50，40/70，70/140的支撑剂可以应用到闭合压力达到35~60MPa的油气储层压裂。以上关于本专利技术合成过程的具体描述，仅用于说明本专利技术而并非受限于本专利技术实施例所描述的技术方案。本领域的普通技术人员应当理解，仍然可以对本专利技术进行修改或等同替换，以达到相同的技术效果。只要满足使用需要，都在本专利技术的保护范围内。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种水基压裂液用支撑剂的制备方法，其特征在于包括下述步骤：（1）将骨料以1~3 ℃／min的速率下升温至105~110 ℃，空气气氛中干燥1‑3 h后，转移至干燥器中冷却到室温；（2）搅拌状态下，将表面活性剂和促进剂加入到去离子水中，维持反应釜内温度为80~90 ℃、搅拌速度为100~200 r/min、保温反应3~5 h后，反应釜内降至室温，表面活性剂、促进剂和去离子水的质量比=1: 1: 20~40；（3）搅拌状态下，将步骤（1）中得到的骨料材料缓慢倒入步骤（3）所得溶液中，维持温度为30~50 ℃、搅拌速度为100~200 r/min、保温搅拌反应1~3 h后，冷却至室温，骨料与表面活性剂的质量比=50~100: 1；（4）步骤（3）所得产物于40~50 ℃鼓风干燥6~8 h、筛分后，即为本专利技术一种水基压裂液用支撑剂。

【技术特征摘要】
1.一种水基压裂液用支撑剂的制备方法，其特征在于包括下述步骤：（1）将骨料以1~3℃／min的速率下升温至105~110℃，空气气氛中干燥1-3h后，转移至干燥器中冷却到室温；（2）搅拌状态下，将表面活性剂和促进剂加入到去离子水中，维持反应釜内温度为80~90℃、搅拌速度为100~200r/min、保温反应3~5h后，反应釜内降至室温，表面活性剂、促进剂和去离子水的质量比=1:1:20~40；（3）搅拌状态下，将步骤（1）中得到的骨料材料缓慢倒入步骤（3）所得溶液中，维持温度为30~50℃、搅拌速度为100~200r/min、保温搅拌反应1~3h后，冷却至室温，骨料与表面活性剂的质量比=50~100:1；（4）...

【专利技术属性】
技术研发人员：马诚，
申请(专利权)人：辽宁石油化工大学，
类型：发明
国别省市：辽宁,21