一种耐热交联型超低密度石油压裂支撑剂及其制备方法技术

本发明专利技术提供一种耐热交联型超低密度石油压裂支撑剂的制备方法。它是由苯乙烯、二乙烯基苯、α‑甲基苯乙烯作为单体三元共聚得到的。该方法制备的聚合物微球粒径为20‑40目；视密度为1.05g/cm

A heat-resistant crosslinked ultra-low density fracturing proppant and its preparation method

【技术实现步骤摘要】
一种耐热交联型超低密度石油压裂支撑剂及其制备方法
本专利技术涉及一种耐热交联型超低密度石油压裂支撑剂及其制备方法，特别涉及一种超低密度聚合基石油支撑剂制备方法。
技术介绍
目前工业上常用覆膜石英砂、覆膜陶粒支撑剂，主要采用树脂包覆以达到增强强度、耐酸型、导流能力的目的。但覆膜砂支撑剂视密度在1.5g/cm3以上，所具有的抗压强度在52MPa水压压力下其破碎率大于10％，压裂液中加入了各种助剂不仅增加了压裂液的成本，还增加了回收的难度，并且给环境带了严重的污染，而且不能完全满足支撑剂快速填充压裂裂缝并稳固地支撑裂缝封面的技术要求，造成底层深部油层局部有时出现压裂裂缝在上部岩石的重力作用下重新闭合，从而降低水力压裂效果，不利于石油增产。近年来，国外已经在低渗透油气藏中，成功的应用了清水压裂进行施工，并且作了大量的实验和理论研究，清水压裂适应性研究表明，运用清水压裂技术改造低渗透油气藏，增产效果显著，且施工成本明显比传统的冻胶压裂的施工成本低得多。清水压裂需要用到超低密度的压裂支撑剂(即清水携带石油支撑剂)，将支撑剂输送到裂缝较远地带。国内CN103254888A、CN103980404A、CN103275694B提出了一种以聚苯乙烯类树脂微球为基础的支撑剂的制备方法，分别通过向苯乙烯中添加岩石矿物材料粉或金属氧化物或加入硅烷偶联剂改性矿物材料，得到密度大于1.06g/cm3、破碎率小于2％的球型支撑剂。
技术实现思路
针对上述现有技术压裂支撑剂存在的问题，本专利技术提供一种耐热交联型超低密度石油压裂支撑剂及其制备方法。其具有密度小(密度接近于水)、强度高和耐热性好，能使裂缝得到全面支撑，有利于提高低渗透油藏增产效果。为实现本专利技术的上述目的所采用的技术方案为：一种耐热交联型超低密度石油压裂支撑剂，该支撑剂是以苯乙烯、二乙烯基苯、α-甲基苯乙烯作为单体采用复配引发剂三元悬浮共聚得到的聚合物微球；制备得到的聚合物微球粒径为20-40目；视密度为1.05-1.1g/cm3；耐热温度达100-160℃。所述的复配引发剂为中、高温引发剂复配，中温引发剂有：过氧化十二烷酰、过氧化苯甲酰和多偶氮二异丁酸二甲酯等，高温引发剂有：1,1-二叔丁基过氧化-3,3,5-三甲基环氧己烷、异丙苯过氧化氢和叔丁基过氧化氢等，可从中、高引发剂中选任一种进行复配。复配引发剂占单体总量的0.2％-0.6％，复配引发剂的中、高温引发剂质量比为(1.5-3):1。本专利技术同时还提供了上述耐热交联型超低密度石油压裂支撑剂的制备方法，包括以下步骤：(1)、将苯乙烯、二乙烯苯和α-甲基苯乙烯与复配引发剂混合均匀配制成共聚单体备用，水溶性高分子化合物和去离子水混合制成分散体系备用。(2)、将二者均放入高压反应釜中，封釜，氮气置换后，开启搅拌350rpm形成悬浮聚合体系，然后升温至60-80℃反应5-7h，接着升温至100-120℃反应3-5h，即可得到白色聚合物微球。(3)、最后把干燥后的微球放入鼓风干燥箱中，从80℃以最高速率升温至180-200℃进行固化反应即可得到超低密度支撑剂。步骤(1)步骤所使用的苯乙烯在共聚单体中含量为60-95％，二乙烯基苯在共聚单体中含量为5-20％，α-甲基苯乙烯在共聚单体中含量为0-20％。步骤(1)水溶性高分子化合物为为聚乙烯醇、明胶、纤维素醚类中的一种，质量分数为0.02-0.1％。本专利技术的有益效果本专利技术提供了一种单纯聚苯乙烯类树脂微球支撑剂的制备方法，无需添加任何材料，得到密度为1.05g/cm3、破碎率小于0.2％、高导流能力的清水压裂球型支撑剂。具体实施方式下面结合实施例对本专利技术做详细具体的说明，但本专利技术的内容不仅仅局限于下面的实施例，也不应视为对本专利技术的限制。实施例1一种耐热交联型超低密度石油压裂支撑剂的制备方法，包括如下步骤：(1)、720g苯乙烯、40g二乙烯苯和40gα-甲基苯乙烯,2.3g过氧化十二烷酰混合均匀配制成共聚单体备用。10g聚乙烯醇和1200去离子水混合形成分散体系备用。(2)、将二者均放入3L高压反应釜中，封釜，氮气置换后，开启搅拌350rpm形成悬浮聚合体系，然后升温至60℃反应6h，接着升温至最后升温至105℃反应4h，得到白色聚合物微球。(3)、最后把干燥后的微球放入鼓风干燥箱中，从80℃以最高速率升温至180℃进行固化反应，1h停止加热，得到耐热温度110℃，20-40目超低密度支撑剂。实施例2一种耐热交联型超低密度石油压裂支撑剂的制备方法，包括如下步骤：(1)、720g苯乙烯、40g二乙烯苯和40gα-甲基苯乙烯1.5g过氧化十二烷酰和0.8g1,1-二叔丁基过氧化-3,3,5-三甲基环氧己烷混合均匀配制成共聚单体备用。10g聚乙烯醇和1200去离子水混合形成分散体系备用。(2)、将二者均放入3L高压反应釜中，封釜，氮气置换后，开启搅拌350rpm形成悬浮聚合体系，然后升温至60℃反应6h，接着升温至最后升温至105℃反应4h，得到白色聚合物微球。(3)、最后把干燥后的微球放入鼓风干燥箱中，从80℃以最高速率升温至180℃进行固化反应，1h后停止加热，得到耐热温度120℃，20-40目超低密度支撑剂。实施例3一种耐热交联型超低密度石油压裂支撑剂的制备方法，包括如下步骤：(1)、640g苯乙烯、80g二乙烯苯和80gα-甲基苯乙烯1.5g过氧化苯甲酰和0.8g异丙苯过氧化氢混合均匀配制成共聚单体备用。10g聚乙烯醇和1200去离子水混合形成分散体系备用。(2)、将二者均放入3L高压反应釜中，封釜，氮气置换后，开启搅拌350rpm形成悬浮聚合体系，然后升温至70℃反应6h，接着升温至最后升温至110℃反应4h，得到白色聚合物微球。(3)、最后把干燥后的微球放入鼓风干燥箱中，从80℃以最高速率升温至180℃进行固化反应，1h后停止加热，即得到耐热温度140℃，20-40目超低密度支撑剂。实施例4一种耐热交联型超低密度石油压裂支撑剂的制备方法，包括如下步骤：(1)、600g苯乙烯、120g二乙烯苯和80gα-甲基苯乙烯1.5g多偶氮二异丁酸二甲酯和0.8g叔丁基过氧化氢混合均匀配制成共聚单体备用。10g聚乙烯醇和1200去离子水混合形成分散体系备用。(2)、将二者均放入3升高压反应釜中，封釜，氮气置换后，开启搅拌350rpm形成悬浮聚合体系，然后升温至75℃反应6h，接着升温至最后升温至115℃反应4h，得到白色聚合物微球。(3)、最后把干燥后的微球放入鼓风干燥箱中，从80℃以最高速率升温至190℃进行固化反应，1h后停止加热，得到耐热温度150℃，20-40目超低密度支撑剂。实施例5一种耐热交联型超低密度石油压裂支撑剂的制备方法，包括如下步骤：(1)、560g苯乙本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种耐热交联型超低密度石油压裂支撑剂，其特征在于：由苯乙烯60-95wt％，二乙烯苯5-20wt％，α-甲基苯乙烯0-20wt％，复配引发剂0.2％-0.6wt％悬浮共聚得到的。/n

【技术特征摘要】
1.一种耐热交联型超低密度石油压裂支撑剂，其特征在于：由苯乙烯60-95wt％，二乙烯苯5-20wt％，α-甲基苯乙烯0-20wt％，复配引发剂0.2％-0.6wt％悬浮共聚得到的。


2.根据权利要求1所述的耐热交联型超低密度石油压裂支撑剂，其特征在于：所述的复配引发剂为中、高温引发剂复配，质量比为1-3:1。


3.根据权利要求2所述的耐热交联型超低密度石油压裂支撑剂，其特征在于：所述的中温引发剂为：过氧化十二烷酰、过氧化苯甲酰或多偶氮二异丁酸二甲酯中的一种。


4.根据权利要求2所述的耐热交联型超低密度石油压裂支撑剂，其特征在于：所述的高温引发剂为：1,1-二叔丁基过氧化-3,3,5-三甲基环氧己烷、异丙苯过氧化氢或叔丁基过氧化氢中的一种。


5.根据权利要求1-4任一项所述的一种耐热交联型超低密度石油压裂支撑剂的制备方法，其特征在于，具体包括以下步骤：
(1)将苯乙烯、二乙烯苯和α-甲基苯乙烯与复配引发剂混合均...

【专利技术属性】
技术研发人员：张东梅，李永华，范铁军，王益波，李耀波，魏丽娟，刘万胜，闫宁，张力欣，刘维钧，罗颖，
申请(专利权)人：北方华锦化学工业股份有限公司，
类型：发明
国别省市：辽宁;21