支撑剂及其制备方法技术

本申请公开了一种支撑剂及其制备方法，属于水力压裂技术领域。该支撑剂包括：芯材和囊材，囊材包括依次包裹芯材的第一包裹层、第二包裹层和第三包裹层。本申请通过将热固性酚醛树脂作为第一包裹层，将疏水聚合物作为第二包裹层，将水解聚丙烯酰胺作为第三包裹层，依次包裹在芯材上，得到支撑剂。由于芯材为粒径位于70～140目的陶粒或者石英砂，从而在保证了支撑剂的体积的同时保证了支撑剂的抗压强度。由于热固性酚醛树脂所具有的粘接性，保证了依次包裹在芯材上的第二包裹层和第三包裹层与芯材之间连接稳固性。由于疏水聚合物具有的抗冲刷特性，以及水解聚丙烯酰胺具有的悬浮特性，保证了支撑剂能够悬浮在压裂液中，且能够长时间对裂缝进行支撑。

【技术实现步骤摘要】
支撑剂及其制备方法
本申请涉及水力压裂
，特别涉及一种支撑剂及其制备方法。
技术介绍
在油气井生产过程和注水井注水过程中，水力压裂是油气井增产、注水井增注的重要措施。水力压裂的具体实现过程为：在足以压开地层形成裂缝的压力下对地层挤入压裂液以形成裂缝，进而通过压裂液中携带的支撑剂对形成的裂缝进行支撑，从而保证地层中形成一条或多条长、宽、高不等的裂缝，以使地层与油气井的井筒或注水井的井筒之间建立起新的流体通道。传统的支撑剂主要有陶粒支撑剂和石英砂支撑剂，然而随着水力压裂技术的不断进步，传统的支撑剂已不能满足要求，因此亟需一种新型的支撑剂，以实现对地层中形成的裂缝的支撑。
技术实现思路
本申请提供了一种支撑剂及其制备方法，可以解决传统支撑剂功能单一的问题。所述技术方案如下：第一方面，提供了一种支撑剂，所述支撑剂包括：芯材和囊材，所述囊材包括依次包裹所述芯材的第一包裹层、第二包裹层和第三包裹层；所述芯材为陶粒或者石英砂，所述芯材的粒径位于70～140目的范围内；所述第一包裹层为热固性酚醛树脂，所述第二包裹层为疏水性聚合物，所述第三包裹层为水解聚丙烯酰胺。可选地，所述第一包裹层、所述第二包裹层和所述第三包裹层的质量总和在所述支撑剂中的占比位于6.2％～12.4％的范围内。可选地，所述第一包裹层的质量在所述支撑剂中的占比位于4％～8％的范围内，所述第二包裹层的质量在所述支撑剂中的占比位于1.2％～2.4％的范围内，所述第三包裹层的质量在所述支撑剂中的占比位于1％～4％的范围内。可选地，所述热固性酚醛树脂为分子量位于500～800范围内的A阶酚醛树脂，所述疏水性聚合物的分子量位于1000～5000的范围内，所述水解聚丙烯酰胺的分子量位于500～800万的范围内，且所述水解聚丙烯酰胺的水解度不小于20％。第二方面，提供了一种支撑剂的制备方法，所述制备方法包括：获取芯材，并进行清洗烘干处理；制备热固性酚醛树脂溶液、疏水性聚合物溶液和水解聚丙烯酰胺溶液；当清洗烘干处理后的芯材呈流化态漂浮在反应釜中时，将所述热固性酚醛树脂溶液以雾状喷洒在所述芯材上；对喷洒在所述芯材上的所述热固性酚醛树脂溶液进行干燥处理，且当干燥时长达到时长阈值时得到第一颗粒，所述第一颗粒是指所述热固性酚醛树脂溶液中溶解的热固性酚醛树脂包裹所述芯材形成的颗粒；将所述疏水性聚合物溶液以雾状喷洒在所述第一颗粒上；对喷洒在所述第一颗粒上的所述疏水性聚合物溶液进行干燥处理，且当干燥时长达到所述时长阈值时得到第二颗粒，所述第二颗粒是指所述疏水性聚合物溶液中溶解的疏水性聚合物包裹所述第一颗粒形成的颗粒；将所述水解聚丙烯酰胺溶液以雾状喷洒在所述第二颗粒上；对喷洒在所述第二颗粒上的所述水解聚丙烯酰胺溶液进行干燥处理，且当干燥时长达到所述时长阈值时得到支撑剂，所述支撑剂是指所述水解聚丙烯酰胺溶液中溶解的水解聚丙烯酰胺包裹所述第二颗粒形成的颗粒。可选地，所述对喷洒在所述芯材上的所述热固性酚醛树脂溶液进行干燥处理之前，还包括：控制所述反应釜内的温度升温至70摄氏度。可选地，所述芯材与所述热固性酚醛树脂溶液的体积比位于1.5:1～3.5:1的范围内，所述芯材与所述疏水性聚合物溶液的体积比位于1:4～1:6的范围内，所述芯材与所述水解聚丙烯酰胺溶液的体积比位于1:5～1:7的范围内。可选地，所述热固性酚醛树脂溶液中所述热固性酚醛树脂的质量占比位于17％～33％的范围内，所述疏水性聚合物溶液中所述疏水性聚合物的质量占比位于0.3％～0.4％的范围内，所述水解聚丙烯酰胺溶液中所述水解聚丙烯酰胺的质量占比位于0.2％～0.6％的范围内。可选地，所述芯材为陶粒或者石英砂，所述芯材的粒径位于70～140目的范围内。可选地，所述热固性酚醛树脂为分子量位于500～800范围内的A阶酚醛树脂，所述疏水性聚合物的分子量位于1000～5000的范围内，所述水解聚丙烯酰胺的分子量位于500～800万的范围内，且所述水解聚丙烯酰胺的水解度不小于20％。本申请提供的技术方案带来的有益效果至少可以包括：本申请通过将将热固性酚醛树脂作为第一包裹层，将疏水聚合物作为第二包裹层，将水解聚丙烯酰胺作为第三包裹层，依次包裹在芯材上，得到支撑剂。由于芯材为粒径位于70～140目的陶粒或者石英砂，从而在保证了支撑剂的体积的同时保证了支撑剂的抗压强度。由于热固性酚醛树脂所具有的粘接性，从而保证了依次包裹在芯材上的第二包裹层和第三包裹层与芯材之间连接稳固性。由于疏水聚合物具有的抗冲刷特性，以及水解聚丙烯酰胺具有的悬浮特性，保证了支撑剂能够悬浮在压裂液中，且能够长时间对地层中形成的裂缝进行支撑。附图说明为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1是本申请实施例提供的一种支撑剂的剖面结构示意图；图2是本申请实施例提供的一种支撑剂的制备方法的流程示意图；图3是本申请实施例提供的一种反应釜的结构示意图。附图标记：1：芯材；2：囊材；21：第一包裹层；22：第二包裹层；23：第三包裹层；3：第一物料筒；31：芯材加入口；32：物料加入口；4：第二物料筒；5：蠕动泵；6：储罐。具体实施方式为使本申请的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本申请实施方式作进一步地详细描述。图1是本申请实施例提供的一种支撑剂的剖面结构示意图。如附图1所示，支撑剂包括：芯材1和囊材2，囊材2包括依次包裹芯材1的第一包裹层21、第二包裹层22和第三包裹层23。芯材1为陶粒或者石英砂，芯材1的粒径位于70～140目的范围内。第一包裹层21为热固性酚醛树脂，第二包裹层22为疏水性聚合物，第三包裹层23为水解聚丙烯酰胺。本申请实施例中，由于支撑剂包括的芯材1为粒径位于70～140目的陶粒或者石英砂，从而在保证了支撑剂的体积的同时保证了支撑剂的抗压强度。在将热固性酚醛树脂作为第一包裹层21包裹在芯材1上后，由于热固性酚醛树脂所具有的粘接性，从而保证了依次包裹在芯材1上的第二包裹层22和第三包裹层23与芯材1之间连接稳固性。由于作为第二包裹层22的疏水聚合物具有的抗冲刷特性，以及作为第三包裹层23的水解聚丙烯酰胺具有的悬浮特性，保证了支撑剂能够悬浮在压裂液中，且能够长时间对地层中形成的裂缝进行支撑。其中，芯材1可以为圆球状，也可以为椭球状，当然也可以为其他不规则形状等，本申请实施例对此不做限定。为了避免在芯材1上依次包裹第一包裹层21、第二包裹层22和第三包裹层23后得到的支撑剂的质量较大，第一包裹层21、第二包裹层22和第三包裹层23的质量总和在支撑剂中的占比位于6.2％～12.4％的范围内，也即是芯本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种支撑剂，其特征在于，所述支撑剂包括：芯材(1)和囊材(2)，所述囊材(2)包括依次包裹所述芯材(1)的第一包裹层(21)、第二包裹层(22)和第三包裹层(23)；/n所述芯材(1)为陶粒或者石英砂，所述芯材(1)的粒径位于70～140目的范围内；/n所述第一包裹层(21)为热固性酚醛树脂，所述第二包裹层(22)为疏水性聚合物，所述第三包裹层(23)为水解聚丙烯酰胺。/n

【技术特征摘要】
1.一种支撑剂，其特征在于，所述支撑剂包括：芯材(1)和囊材(2)，所述囊材(2)包括依次包裹所述芯材(1)的第一包裹层(21)、第二包裹层(22)和第三包裹层(23)；
所述芯材(1)为陶粒或者石英砂，所述芯材(1)的粒径位于70～140目的范围内；
所述第一包裹层(21)为热固性酚醛树脂，所述第二包裹层(22)为疏水性聚合物，所述第三包裹层(23)为水解聚丙烯酰胺。


2.如权利要求1所述的支撑剂，其特征在于，所述第一包裹层(21)、所述第二包裹层(22)和所述第三包裹层(23)的质量总和在所述支撑剂中的占比位于6.2％～12.4％的范围内。


3.如权利要求2所述的支撑剂，其特征在于，所述第一包裹层(21)的质量在所述支撑剂中的占比位于4％～8％的范围内，所述第二包裹层(22)的质量在所述支撑剂中的占比位于1.2％～2.4％的范围内，所述第三包裹层(23)的质量在所述支撑剂中的占比位于1％～4％的范围内。


4.如权利要求1-3任一所述的支撑剂，其特征在于，所述热固性酚醛树脂为分子量位于500～800范围内的A阶酚醛树脂，所述疏水性聚合物的分子量位于1000～5000的范围内，所述水解聚丙烯酰胺的分子量位于500～800万的范围内，且所述水解聚丙烯酰胺的水解度不小于20％。


5.一种支撑剂的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括：
获取芯材，并进行清洗烘干处理；
制备热固性酚醛树脂溶液、疏水性聚合物溶液和水解聚丙烯酰胺溶液；
当清洗烘干处理后的芯材呈流化态漂浮在反应釜中时，将所述热固性酚醛树脂溶液以雾状喷洒在所述芯材上；
对喷洒在所述芯材上的所述热固性酚醛树脂溶液进行干燥处理，且当干燥时长达到时长阈值时得到第一颗粒，所述第一颗粒是指所述热固性酚醛树脂溶液中溶解的热固性酚醛树脂包裹所述芯材形成的颗粒；
将所述疏水性聚合物溶液以雾状...

【专利技术属性】
技术研发人员：颜菲，都芳兰，吴佐浩，但佳敏，徐建华，沈飞，于梦红，刘彝，罗成，姚丹丹，
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