一种磁性疏水支撑剂及其制备方法技术

本发明专利技术涉及一种磁性疏水支撑剂及其制备方法，该支撑剂包括支撑剂骨料，所述的支撑剂骨料表面包覆有磁性疏水树脂，所述的磁性疏水树脂包括磁性材料和疏水树脂。将支撑剂骨料与包含磁粉的液态疏水树脂胶液共混，然后固化，即得。本发明专利技术采用含磁粉的疏水树脂胶液包覆改性支撑剂骨料，通用性强，适用于原砂、陶粒等多种常规支撑剂，适用于成吨级支撑剂的制备，操作简单易行。不仅使得磁性疏水支撑剂密度降低，而且大大降低了制备成本。而且大大降低了制备成本。

【技术实现步骤摘要】
一种磁性疏水支撑剂及其制备方法


[0001]本专利技术涉及一种磁性疏水支撑剂及其制备方法，属于石油、天然气开采过程中的水力压裂


技术介绍

[0002]水力压裂是油气井增产改造的重要技术手段，无论是常规的低渗透、特低渗透油气藏，还是非常规油气藏的页岩、致密砂岩储层，水力压裂都起着关键的增产作用，尤其是非常规储层，没有水力压裂，地下的油气难于开采出来。水力压裂就是利用高压泵组，将压裂液泵入地层，在地层中形成一条或多条具有一定几何尺寸的裂缝，裂缝长度一般从几十米到几百米，高度从几米到几十米高，宽度几个毫米宽。然后将带有支撑剂的携砂液(压裂液与支撑剂的混合物)注入到裂缝。压裂结束后，压裂液破胶返排到地面，支撑剂在留在裂缝中，起到支撑裂缝的作用，保持裂缝处于张开状态，支撑剂颗粒之间的孔隙为地层油气水提供流通通道，从而起到压裂增产的效果。支撑剂是增产效果好坏的关键因素之一，良好的支撑剂具有较高的导流能力(裂缝的宽度乘以裂缝的渗透率)，能为油气水提供畅通的流通通道。
[0003]传统支撑剂主要有天然砂、树脂覆砂、陶粒三大类，一般而言，强度和导流能力依次增强。根据实施压裂区域的地层特征及深度特点等，选择不同类型的支撑剂，主要包括：天然石英砂、人造陶粒、玻璃微珠、胡桃壳、高分子合成微球等。支撑剂泵注到地层后，可能出现回流、嵌入、溶解、破碎等不利因素，对油水没有选择性。一口油气井压裂需要支撑剂从几十吨到几百吨，页岩等非常规储层压裂往往需要几千吨到几万吨支撑剂。
[0004]油井压裂的目的是增加油的产量，尽可能降低水的产量。而常规的压裂支撑剂并没有控水增油的效果，导致一些油井压裂后含水过高，导致开发成果高，增产效果不理想。
[0005]中国专利文献CN 106546658A公开了一种测量支撑剂在岩层中分布的装置及其测量方法。其中提到制作磁性支撑剂的具体过程为：选取若干小铁粒，并将其磁化；过筛选取合格产品；将油页岩渣、铝矾土、锰矿粉、铁粉和粘结剂以一定比例混合后贴附于小铁粒外表面，并在小铁粒的最外层均匀涂抹上一层树脂，制成支撑剂。由此可知，该磁性支撑剂主要实体材料为铁材料，比传统砂子、陶粒密度大、成本高。
[0006]中国专利文献CN105670600A公开了一种水酸敏形变磁性示踪功能自悬浮支撑剂及其制备方法，该磁性支撑剂所用的磁性添加剂为磁性稀土材料，成本高，且添加量少，磁强度低，主要关键性能为包覆水花层产生的自悬浮功能。
[0007]中国专利文献CN109423271A公开了一种体膨型磁性自悬浮支撑剂及其制备方法；中国专利文献CN109423270A公开了一种有益裂缝监测的增黏型磁性自悬浮支撑剂及其制备方法。两种方法所用磁性支撑剂骨料均为Fe3O4、γ-Fe2O3、CoFe2O4、MnFe2O4和NiFe2O4中的至少一种，同样比传统砂子、陶粒密度大、成本高。
[0008]总之，目前磁力支撑剂在压裂过程中的应用多有研究，但存在制备或改性成本高、磁性材料密度大、制备流程复杂等不足。
[0009]因此，开发一种操作简便、工艺流程简单、通用性强的高磁力支撑剂，同时降低成本、减少对人体和环境危害程度，十分必要。

技术实现思路

[0010]针对现有技术的不足，尤其是目前的磁性支撑剂多以磁性物质为骨料导致的密度大、成本高的缺陷，本专利技术提供一种磁性疏水支撑剂及其制备方法。本专利技术的支撑剂除加入磁性疏水胶液之外，无需添加其他化学添加剂的工序，改进后的支撑剂具有良好的较强的磁性能，且适用于原砂、陶粒等多种支撑剂，减少了传统改性过程的化学反应和操作实施的复杂性。该方法通用性强，适用于不同尺寸、不同种类支撑剂，可降低支撑剂疏水改性的成本，适合于大规模工业化应用。
[0011]本专利技术是通过如下技术方案实现的：
[0012]一种磁性疏水支撑剂，包括支撑剂骨料，所述的支撑剂骨料表面包覆有磁性疏水树脂，所述的磁性疏水树脂包括磁性材料和疏水树脂。
[0013]根据本专利技术，优选的，所述的支撑剂骨料为石英砂或陶粒等常用支撑剂或核桃壳、玻璃球等多类型支撑剂。优选的，所述的支撑剂骨料粒径为20-140目。本专利技术可采用常规支撑剂作为骨料，不仅应用性广，而且密度小，成本低，十分有利于大规模推广应用。
[0014]根据本专利技术，优选的，所述的磁性材料为磁粉，是一种硬磁性的单畴颗粒，可市场采购。磁粉也可为将铁粉磁化得到。磁粉的粒径范围为100纳米-5微米。
[0015]根据本专利技术，优选的，所述的疏水树脂为氟化丙烯酸树脂、氟化多巴胺树脂、多巴胺树脂、丙烯酸酯树脂、有机硅树脂、聚氨酯树脂、环氧树脂或者其他具有类似性能的树脂等。本专利技术选择上述疏水性树脂，不仅将磁性支撑剂赋予疏水的功能，同时可以增加支撑剂的强度、防止支撑剂嵌入、降低支撑剂在地层高温高压条件下的溶解程度、阻止破碎支撑剂碎屑的运移等。
[0016]根据本专利技术，优选的，所述的磁性疏水树脂中磁粉与疏水树脂的质量比为100：(60-90)，进一步优选100：(70-80)。
[0017]根据本专利技术，优选的，所述的支撑剂骨料和磁性疏水树脂的质量比为100：(10-50)，进一步优选100：(20-40)。磁性材料比重过小，将导致包覆程度差，包覆不均匀，陶粒裸露；磁性材料比重过大，将导致多余的磁性材料与支撑剂材料分离，陶粒裸露现象改善程度较小。
[0018]根据本专利技术，上述磁性疏水支撑剂的制备方法，包括步骤如下：
[0019]将支撑剂骨料与包含磁粉的液态疏水树脂胶液共混，然后固化，即得。
[0020]根据本专利技术，优选的，固化的方式为使用的支撑剂骨料预热或加入液态疏水树脂胶液后加热，使液态疏水树脂胶液固化；
[0021]进一步优选的，支撑剂骨料与包含磁粉的液态疏水树脂胶液共混后在搅拌条件下加热至30-90℃，加热时间0.2-6小时，进行固化。
[0022]根据本专利技术磁性疏水支撑剂的制备方法，一种优选的实施方式，包括步骤如下：
[0023](1)将支撑剂骨料用水或酸液或碱液进行清洗，清洗时间0.5-3小时，得清洗后的支撑剂骨料；
[0024](2)将磁粉加入到液态疏水树脂胶液中，混合均匀，得磁性疏水树脂胶液；
[0025](3)向清洗后的支撑剂骨料，加入磁性疏水树脂胶液，匀速搅拌5-60分钟，使支撑剂骨料与磁性疏水树脂胶液进行共混，得共混物；
[0026](4)将共混物在搅拌条件下加热至30-90℃，加热时间0.2-6小时，进行固化，得到磁性疏水改性支撑剂。
[0027]本专利技术使用的液态疏水树脂胶液为常规疏水胶液，可购买或实验室制备，如丙烯酸类、丙烯酸酯类、多巴胺类、环氧类、聚氨酯类、有机硅类疏水胶液等，根据胶液的种类和疏水效果的差异，选择疏水时间。本专利技术所用原料及设备，如无特殊说明，均为现有技术。
[0028]本专利技术的有益效果如下：
[0029]1、本专利技术采用含磁粉的疏水树脂胶液包覆改性支撑剂骨料，通用性强，适用于原砂、陶粒等多种常规支撑剂，适用于成本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种磁性疏水支撑剂，包括支撑剂骨料,其特征在于，所述的支撑剂骨料表面包覆有磁性疏水树脂，所述的磁性疏水树脂包括磁性材料和疏水树脂。2.根据权利要求1所述的磁性疏水支撑剂，其特征在于，所述的支撑剂骨料为石英砂、陶粒、核桃壳或玻璃球。3.根据权利要求1所述的磁性疏水支撑剂，其特征在于，所述的支撑剂骨料粒径为20-140目。4.根据权利要求1所述的磁性疏水支撑剂，其特征在于，所述的磁性材料为磁粉，优选的磁粉的粒径范围为100纳米-5微米。5.根据权利要求1所述的磁性疏水支撑剂，其特征在于，所述的疏水树脂为氟化丙烯酸树脂、氟化多巴胺树脂、多巴胺树脂、丙烯酸酯树脂、有机硅树脂、聚氨酯树脂、环氧树脂或者其他具有类似性能的树脂等。6.根据权利要求1所述的磁性疏水...

【专利技术属性】
技术研发人员：牟绍艳，温庆志，房堃，
申请(专利权)人：青岛大地新能源技术研究院，
类型：发明
国别省市：