一种压裂用自悬浮支撑剂及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种压裂用自悬浮支撑剂，其特征在于，包括内核颗粒和外包覆层；所述内核颗粒为石英砂或陶粒；所述外包覆层的制备原料包括：丙烯基单体12～16wt％、交联剂0.04～0.06wt‰、氧化剂0.03～0.05wt％、还原剂0.02～0.04wt‰、引发剂0.02～0.04wt％、抗交联剂0.06～0.08wt％，余量为水。该支撑剂采用了特定原料制备外包覆层，并利用原位聚合技术使得内外层的结合力高，内核被外包覆层完全包裹，支撑性能和悬浮性能均得到了大幅提高。

A self suspension proppant for fracturing and its preparation method

【技术实现步骤摘要】
一种压裂用自悬浮支撑剂及其制备方法
本专利技术涉及油气井增产
，尤其涉及一种压裂用自悬浮支撑剂及其制备方法。
技术介绍
压裂，是指在油气开采过程中，向油气井中高速注入压裂液，使釉层岩石破裂产生裂缝，进而增强排油能力，提高油井产量。压裂液中会携带支撑剂，这些支撑剂会永久地停留在裂缝中，保持裂缝开启，常用的支撑剂主要为石英砂或陶粒，这些材料虽然具有一定的硬度，但在高闭合压力之下易破碎，且材料密度大，在水中会发生沉降，不易被携带进入裂缝中。对石英砂或陶粒外部覆膜是一种改善支撑剂性能的技术手段，但目前制备覆膜支撑剂的方法通常只是将内核颗粒在覆膜溶液中浸泡，制得的支撑剂内外层之间的结合力差，包裹率低，无法提升内核的抗破碎性能，此外包覆层的吸水膨胀性能和其自身的强度难以实现平衡。
技术实现思路
为了解决上述问题，本专利技术的第一方面提供了一种压裂用自悬浮支撑剂，包括内核颗粒和外包覆层；所述内核颗粒为石英砂或陶粒；所述外包覆层的制备原料包括：丙烯基单体12～16wt％、交联剂0.04～0.06wt‰、氧化剂0.03～0.05wt％、还原剂0.02～0.04wt‰、引发剂0.02～0.04wt％、抗交联剂0.06～0.08wt％，余量为水；所述丙烯基单体为丙烯酸、丙烯酰胺、2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸的混合。作为一种优选的技术方案，所述丙烯酸、丙烯酰胺、2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸的重量比为(5～7)：(2～4)：1。作为一种优选的技术方案，所述交联剂选自N，N-亚甲基双丙烯酰胺、丙二胺、3，3’-二氯-4，4’-二氨基二苯基甲烷、N-羟甲基丙烯酰胺中的一种或多种的混合。作为一种优选的技术方案，所述氧化剂选自过硫酸铵、过硫酸钾、过硫酸钠中的一种或多种的混合。作为一种优选的技术方案，所述还原剂选自硫代硫酸钠、亚硫酸钠、亚硫酸氢钠中的一种或多种的混合。作为一种优选的技术方案，所述引发剂选自2，2’-偶氮二异丁基脒二盐酸盐、1，1’-偶氮二环己基甲腈、2，2’-偶氮二异戊腈、2，2’-偶氮二异丙基咪唑啉盐酸盐中的一种或多种的混合。作为一种优选的技术方案，所述氧化剂、还原剂、引发剂的重量比为(12～15)：1：(8～12)。作为一种优选的技术方案，所述抗交联剂选自甲酰胺、乙酰胺、尿素中的一种或多种的混合。本专利技术的第二方面提供了一种如上所述的压裂用自悬浮支撑剂的制备方法，包括以下步骤：a.向水中加入丙烯酸和2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸，调节pH为5～7，温度为25～35℃，再依次加入丙烯酰胺、抗交联剂、交联剂、氧化剂、引发剂，最后加入还原剂，搅拌混合，得到外包覆层水溶液；b.向步骤a中的外包覆层水溶液中加入内核颗粒，得到混料；c.加热步骤b中的混料，搅拌2～5min后停止搅拌，密闭放置2～3h，出料，造粒，干燥，磨粉，筛分，即得成品。作为一种优选的技术方案，所述内核颗粒和外包覆层水溶液的重量比为(3～4)：1。有益效果：本专利技术提供了一种压裂用自悬浮支撑剂，采用了特定原料制备外包覆层，并利用原位聚合技术使得内外层的结合力高，内核被外包覆层完全包裹，支撑性能和悬浮性能均得到了大幅提高；本专利技术还提供了一种支撑剂的制备方法，简便易操作，节省能耗，值得广泛推广应用。具体实施方式结合以下本专利技术的优选实施方法的详述以及包括的实施例可进一步地理解本专利技术的内容。除非另有说明，本文中使用的所有技术及科学术语均具有与本申请所属领域普通技术人员的通常理解相同的含义。如果现有技术中披露的具体术语的定义与本申请中提供的任何定义不一致，则以本申请中提供的术语定义为准。在本文中使用的，除非上下文中明确地另有指示，否则没有限定单复数形式的特征也意在包括复数形式的特征。还应理解的是，如本文所用术语“由…制备”与“包含”同义，“包括”、“包括有”、“具有”、“包含”和/或“包含有”，当在本说明书中使用时表示所陈述的组合物、步骤、方法、制品或装置，但不排除存在或添加一个或多个其它组合物、步骤、方法、制品或装置。此外，当描述本申请的实施方式时，使用“优选的”、“优选地”、“更优选的”等是指，在某些情况下可提供某些有益效果的本专利技术实施方案。然而，在相同的情况下或其他情况下，其他实施方案也可能是优选的。除此之外，对一个或多个优选实施方案的表述并不暗示其他实施方案不可用，也并非旨在将其他实施方案排除在本专利技术的范围之外。为了解决上述问题，本专利技术的第一方面提供了一种压裂用自悬浮支撑剂，包括内核颗粒和外包覆层；所述内核颗粒为石英砂或陶粒；所述外包覆层的制备原料包括：丙烯基单体12～16wt％、交联剂0.04～0.06wt‰、氧化剂0.03～0.05wt％、还原剂0.02～0.04wt‰、引发剂0.02～0.04wt％、抗交联剂0.06～0.08wt％，余量为水；所述丙烯基单体为丙烯酸、丙烯酰胺、2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸的混合。在一些优选的实施方式中，所述外包覆层的制备原料包括：丙烯基单体14wt％、交联剂0.05wt‰、氧化剂0.04wt％、还原剂0.03wt‰、引发剂0.03wt％、抗交联剂0.07wt％，余量为水。内核颗粒支撑剂的内核颗粒主要选用石英砂或陶粒，使支撑剂可以在压裂产生的裂缝中形成支撑，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，增加产量。石英砂石英砂的化学成分为二氧化硅，体积密度在1.73g/cm3左右，硬度大，但强度较低，抗破碎率低，用作支撑剂时易被压碎，产生大量碎片和细粉砂，在裂缝中造成堵塞，降低导流能力。本申请中的石英砂为油田压裂用常规石英砂，通常目数为20～70目，不作其他限制，可为市售。陶粒陶粒一般是氧化铝、氧化硅和其他矿石的烧结品，强度大，可适应在高闭合压力地层中的应用，但密度较大，不易携带，在裂缝中的运送深度小，堆积在裂缝端口，影响后期出油效果。本申请中的陶粒为油田压裂用常规陶粒，通常目数为20～40目，不作其他限制，可为市售。外包覆层在内核颗粒外层包裹外包覆层可以增加颗粒间的接触面积，分散颗粒所承受的负荷，提高支撑剂性能。丙烯基单体丙烯基单体，是指含丙烯基的单体，单体上含有可以发生聚合反应的双键，聚合方法主要是自由基聚合。在一些实施方式中，所述丙烯基单体选自丙烯酸、丙烯酰胺、甲基丙烯酸、甲基丙烯酰胺、2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸、羟甲基丙烯酰胺中的一种或多种的混合；优选的，所述丙烯基单体为丙烯酸、丙烯酰胺、2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸的混合。在一些优选的实施方式中，所述丙烯酸、丙烯酰胺、2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸的重量比为(5～7)：(2～4)：1；进一步优选的，所述丙烯酸、丙烯酰胺、2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸(CAS号：15214-89-8)的重量比为6：3：1。专利技术人经过仔细研究发现，当丙烯基单体为丙烯酸、丙烯酰胺、本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种压裂用自悬浮支撑剂，其特征在于，包括内核颗粒和外包覆层；/n所述内核颗粒为石英砂或陶粒；/n所述外包覆层的制备原料包括：丙烯基单体12～16wt％、交联剂0.04～0.06wt‰、氧化剂0.03～0.05wt％、还原剂0.02～0.04wt‰、引发剂0.02～0.04wt％、抗交联剂0.06～0.08wt％，余量为水；/n所述丙烯基单体为丙烯酸、丙烯酰胺、2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸的混合。/n

【技术特征摘要】
1.一种压裂用自悬浮支撑剂，其特征在于，包括内核颗粒和外包覆层；
所述内核颗粒为石英砂或陶粒；
所述外包覆层的制备原料包括：丙烯基单体12～16wt％、交联剂0.04～0.06wt‰、氧化剂0.03～0.05wt％、还原剂0.02～0.04wt‰、引发剂0.02～0.04wt％、抗交联剂0.06～0.08wt％，余量为水；
所述丙烯基单体为丙烯酸、丙烯酰胺、2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸的混合。


2.如权利要求1所述的压裂用自悬浮支撑剂，其特征在于，所述丙烯酸、丙烯酰胺、2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸的重量比为(5～7)：(2～4)：1。


3.如权利要求1所述的压裂用自悬浮支撑剂，其特征在于，所述交联剂选自N，N-亚甲基双丙烯酰胺、丙二胺、3，3’-二氯-4，4’-二氨基二苯基甲烷、N-羟甲基丙烯酰胺中的一种或多种的混合。


4.如权利要求1所述的压裂用自悬浮支撑剂，其特征在于，所述氧化剂选自过硫酸铵、过硫酸钾、过硫酸钠中的一种或多种的混合。


5.如权利要求1所述的压裂用自悬浮支撑剂，其特征在于，所述还原剂选自硫代硫酸钠、亚硫酸钠、亚硫酸氢钠中的一种或多种的混合。


6.如权利要求1所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈学，
申请(专利权)人：四川银宇化工科技有限公司，
类型：发明
国别省市：四川;51