油田压裂用耐高温低燃速型固体燃气发生剂及其制备方法技术

本发明专利技术涉及油田压裂用耐高温低燃速型固体燃气发生剂及其制备方法，以解决现有的燃气发生剂存在耐热性能差的问题。该油田压裂用耐高温低燃速型固体燃气发生剂，包括以下质量百分比的组分；双酚A二缩水甘油醚型环氧树脂：8%‑18%，固化剂：5%‑14%，氧化剂：65‑82%，降温剂：0%‑15%，固化促进剂：0.1%‑0.8%。该油田压裂用耐高温低燃速型固体燃气发生剂的制备方法，具体操作步骤包括；按上述各组分及各组分的质量百分比备料；将备好的各原料放入立式混合机中进行混合，并制得料浆；将所述料浆真空喷淋浇注到模具或发动机中，然后放在油浴烘箱中固化，固化后即得油田压裂用耐高温低燃速型固体燃气发生剂。

High temperature and low burning rate solid gas generator for oil field fracturing and its preparation

【技术实现步骤摘要】
油田压裂用耐高温低燃速型固体燃气发生剂及其制备方法
本专利技术属于油田压裂
，具体涉及油田压裂用耐高温低燃速型固体燃气发生剂及其制备方法。
技术介绍
油田压裂是中、低渗透油田勘探、开发项目的一个重要组成部分。油田压裂过程中，由于中、低渗透油田储层属性限制在钻井和钻井液污染等原因，在过程中油井射孔后自然能力降低，生产效率差，要想投入正常生产必须经过压裂才行，压裂改造的创新是一种重要的科学评价在低渗透油田的开发过程中。油井压裂工艺做为石油工艺才有过程中的重要组成部分，也越来越多的受到人们的重视，通过中国几十年的不断发展完善，压裂技术已经到了一个较高的水平。目前采用固体燃气发生剂作为压裂媒介应用较为广泛，但国内压裂火药主要为单基、双基发射药和复合燃气发生剂，其耐温上限为135℃，远低于油井井温最高时的200℃的使用要求。也有采用复合燃气发生剂，其配方多采用端羟基聚丁二烯作为粘合剂，但其耐温最高不超过160℃，不能满足深井油田对射孔压裂火药温度170℃以上的使用要求，因此现有的燃气发生剂耐热性能较差，不能满足深井油田的使用要求。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供油田压裂用耐高温低燃速型固体燃气发生剂，以解决现有的燃气发生剂存在耐热性能差的问题。本专利技术的另一个目的是提供油田压裂用耐高温低燃速型固体燃气发生剂的制备方法。为实现上述第一个目的，本专利技术的技术解决方案是：油田压裂用耐高温低燃速型固体燃气发生剂，包括以下质量百分比的组分；双酚A二缩水甘油醚型环氧树脂：8%-18%，固化剂：5%-14%，氧化剂：65-82%，降温剂：0%-15%，固化促进剂：0.1%-0.8%。优选的，包括以下质量百分比的组分；双酚A二缩水甘油醚型环氧树脂：9%-17%，固化剂：6%-13%，氧化剂：65%-75%，降温剂：3%-10%，固化促进剂：0.8%。优选的，所述的固化剂为甲基四氢邻苯二甲酸酐（MeTHPA）、甲基六氢邻苯二甲酸酐（MeHHPA）、甲基-5-降冰片烯-2,3-二羧酸酐（MNA）中的一种或者以上几种的组合。优选的，氧化剂为高氯酸铵（AP）。优选的，降温剂为碳酸钙（CaCO3）。优选的，所述的固化促进剂为2、4、6－三（二甲胺基甲基）苯酚（DMP-30）或1、8-二氮杂双环(5.4.0)十一-7-烯（DBU）或苄基二甲胺（BDMA）。为实现上述第二个目的，本专利技术提供的技术方案是，油田压裂用耐高温低燃速型固体燃气发生剂的制备方法，该方法包括上述油田压裂用耐高温低燃速型固体燃气发生剂，具体操作步骤包括；优选的，步骤S1中在立式混合机中混合的温度为55℃-65℃，混合的时长为70min-90min。优选的，步骤S2中在油浴烘箱中固化的温度为55℃-65℃，固化的时长为6天。本专利技术的有益效果为：1.本专利技术提供的油田压裂用耐高温低燃速型固体燃气发生剂，通过采用双酚A二缩水甘油醚型环氧树脂作为粘合剂，双酚A二缩水甘油醚型环氧树脂是一种性能优良的粘合剂，结构中的醚键使其固化产物具有良好的耐腐蚀性，而其结构中的苯环使固化产物具有良好的耐热性和刚性，同时通过添加具有刚性结构的酸酐类固化剂，来提高固化体系的耐热性能，经试验该固体燃气发生剂在温度为200℃，时长48h的条件下，不燃不爆，因此具有较强的抗高温性能，能够满足油田压裂的使用要求。2.双酚A二缩水甘油醚型环氧树脂成本低廉，所用的固化剂、氧化剂、降温剂、固化促进剂来源广泛，价格便宜，因此降低了该固体燃气发生剂的生产成本。同时该固体燃气发生剂的配方组分种类少，配方组分相容性好，工艺简单易行，使得生产工艺稳定，因此能够得到质量可靠，在长期储存和高温高压下不发生化学作用的固体燃气发生剂。具体实施方式以下结合具体实施例对本专利技术的内容作进一步详细描述：实施例一：油田压裂用耐高温低燃速型固体燃气发生剂，包括以下质量百分比的组分；双酚A二缩水甘油醚型环氧树脂（E-42）：16.8％；甲基四氢邻苯二甲酸酐（MeTHPA）:14％；高氯酸铵（AP）：69％；降温剂：0％；2、4、6－三（二甲胺基甲基）苯酚（DMP-30）：0.2%。油田压裂用耐高温低燃速型固体燃气发生剂的制备方法，具体操作步骤包括；S1、按上述各组分及各组分的质量百分比备料；S2、将备好的各原料放入立式混合机中进行混合，混合的温度为59℃，混合的时长为70min，制得料浆；S3、将所述料浆真空喷淋浇注到模具或发动机中，然后放在温度为62℃的油浴烘箱中固化6天，固化后即得油田压裂用耐高温低燃速型固体燃气发生剂。经试验，制得的油田压裂用耐高温低燃速型固体燃气发生剂性能如下：耐高温性：参照聚黑-16炸药（WJ9016-94）来判断耐热性能，（Φ20mm×20mm药柱）在温度201℃，时长48h的条件下，该固体燃气发生剂不燃不爆不变形，热减量2.21%；燃速：r10MPa=7.412mm/s；抗压强度：σm=41.62MPa，压缩率εm=5.2%；冲击感度：I50=9.31J。实施例二：油田压裂用耐高温低燃速型固体燃气发生剂，包括以下质量百分比的组分；双酚A二缩水甘油醚型环氧树脂（E-44）：11.36％；甲基六氢邻苯二甲酸酐（MeHHPA）:10.51％；高氯酸铵（AP）：66.43％；碳酸钙（CaCO3）：11％；1、8－二氮杂－双环［5.4.0］十一烯－7（DBU）：0.7%。油田压裂用耐高温低燃速型固体燃气发生剂的制备方法，具体操作步骤包括；S1、按上述各组分及各组分的质量百分比备料；S2、将备好的各原料放入立式混合机中进行混合，混合的温度为63℃，混合的时长为78min，制得料浆；S3、将所述料浆真空喷淋浇注到模具或发动机中，然后放在温度为65℃的油浴烘箱中固化6天，固化后即得油田压裂用耐高温低燃速型固体燃气发生剂。经试验，制得的油田压裂用耐高温低燃速型固体燃气发生剂性能如下：耐高温性：参照聚黑-16炸药（WJ9016-94）来判断耐热性能，（Φ20mm×20mm药柱）在温度200℃，时长48h的条件下，该固体燃气发生剂不燃不爆不变形，热减量2.08%；燃速：r10MPa=5.11mm/s；抗压强度：σm=40.52MPa，压缩率εm=5.6%；冲击感度：I50=24.9J。实施例三：油田压裂用耐高温低燃速型固体燃气发生剂，包括以下质量百分比的组分；双酚A二缩水甘油醚型环氧树脂（E-51）：12.6％；甲基六氢邻苯二甲酸酐（MeHHPA）:13.1％；高氯酸铵（AP）：65.1％；碳酸钙（CaCO3）：8.6％；1，8－二氮杂－双环［5.4.0］十一烯－7（DBU）：0.6%。油田压裂用耐高温低燃速型固体燃气发生剂的制备方法，具体操作步骤包括；S1、按上述各组分及各组分的质量百分比备料；S2、将备本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.油田压裂用耐高温低燃速型固体燃气发生剂，其特征在于：包括以下质量百分比的组分；/n双酚A二缩水甘油醚型环氧树脂：8%-18%，固化剂： 5%-14%，氧化剂：65-82%，降温剂：0%-15%，固化促进剂：0.1%-0.8%。/n

【技术特征摘要】
1.油田压裂用耐高温低燃速型固体燃气发生剂，其特征在于：包括以下质量百分比的组分；
双酚A二缩水甘油醚型环氧树脂：8%-18%，固化剂：5%-14%，氧化剂：65-82%，降温剂：0%-15%，固化促进剂：0.1%-0.8%。


2.根据权利要求1所述的油田压裂用耐高温低燃速型固体燃气发生剂，其特征在于：包括以下质量百分比的组分；
双酚A二缩水甘油醚型环氧树脂：9%-17%，固化剂：6%-13%，氧化剂：65%-75%，降温剂：3%-10%，固化促进剂：0.8%。


3.根据权利要求2所述的油田压裂用耐高温低燃速型固体燃气发生剂，其特征在于：所述的固化剂为甲基四氢邻苯二甲酸酐、甲基六氢邻苯二甲酸酐、甲基-5-降冰片烯-2,3-二羧酸酐中的一种或者以上几种的组合。


4.根据权利要求3所述的油田压裂用耐高温低燃速型固体燃气发生剂，其特征在于：氧化剂为高氯酸铵。


5.根据权利要求4所述的油田压裂用耐高温低燃速型固体燃气发生剂，其特征在于：降温剂为碳酸钙。


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【专利技术属性】
技术研发人员：黄波，孙林，陈维余，易飞，李旭光，熊培祺，张杰，师西宏，冯煊，
申请(专利权)人：中海油能源发展股份有限公司工程技术分公司，西安石油大油气科技有限公司，
类型：发明
国别省市：天津;12