一种压裂用高强度石英砂制备方法技术

本发明专利技术公开了一种压裂用高强度石英砂制备方法，包括步骤a：清洗、步骤b：球磨筛分、步骤c：包覆改性、步骤d：烘干、步骤e：烧结，能够有效提高石英砂的强度。

【技术实现步骤摘要】
一种压裂用高强度石英砂制备方法
本专利技术涉及石油工业领域，具体是一种压裂用高强度石英砂制备方法。
技术介绍
随着世界油气开采工业的迅猛发展，开采难度正在逐步加大，油气井的深度越来越深，低渗透型矿床越来越多，对高强度压裂支撑剂产品的需求量也逐步增大。在石油领域，压裂是指采油或采气过程中，利用水力作用，使油气层形成裂缝的一种方法，又称水力压裂。水力压裂技术指的是在高压情况下，将压裂液泵入油井中，导致井底产生高压，当该压力足以压裂岩层时，地层就会生成裂缝并向前扩展出一定空间。为了使裂缝保持张开，在岩层压裂后需在裂缝中随压裂液填入支撑剂。输送完支撑剂后，降低压裂液粘性并使之回流，这样导流率高的裂缝就产生了。压裂支撑用的一般为石英砂，其中SiO2含量通常在80%左右，好的压裂石英砂的评判的标准一般分为球度与圆度、酸溶解度、浊度和抗破碎能力。球度是指的是压裂支撑剂（即石英砂）接近球形的程度。圆度为工件的横截面接近理论圆的程度。简单来讲圆度可以理解为“圆润度”，颗粒棱角越多越尖锐则圆度越差；反之棱角圆滑，圆度就好。酸溶解度是指在规定的酸溶液及反应条件下，一定质量的支撑剂被酸溶解的质量与总支撑剂质量的百分比。耐酸性是压裂支撑剂的重要指标，有良好耐酸性的支撑剂可以在酸性岩层中工作更长时间，并保持良好的导流能力。支撑剂的浊度为在规定体积的蒸馏水中加入一定质量的支撑剂，经摇动并放置一定时间后液体的浑浊程度，单位是福氏浊度单位（FTU）。浊度主要表征了支撑剂表面光洁度，体现其表面所沾微粒的多少与大小。按照规定，压裂用石英砂的浊度应不高于100FTU。抗破碎能力是对一定量的石英砂支撑剂，在额定压力下进行承压测试所确定的破碎率，表征了支撑剂抗破碎能力。影响破碎率的主要因素是石英砂支撑剂圆度、球度、表面光洁度、显微结构等。伴随水力压裂技术的迅速发展促使压裂支撑剂需求量急速增加，高纯、高强度的石英砂有较大的需求。
技术实现思路
本专利技术的目的在于解决现有技术的上述问题，提供了一种压裂用高强度石英砂制备方法，能显著提升压裂石英砂的强度。一种压裂用高强度石英砂制备方法，其特征在于：包括如下步骤：步骤a：清洗：采用机械擦洗机对石英砂进行擦洗，而后酸洗烘干备用；步骤b：球磨筛分：对石英砂进行湿法球磨，球磨后过50目筛，得到石英砂粉体；步骤c：包覆改性：将石英砂粉体加热至150℃后保温1h，在真空环境下与改性剂混合均匀，在90-95℃条件下超声波震荡搅拌2-3h；所述改性剂包括N二甲基甲脒衍生物、C100E树脂、硅酸钠、铝酸三苄酯、呋喃树脂和助剂，改性剂制备方法为：将助剂加热到40-45℃，加入C100E树脂和铝酸三苄酯混合均匀，将混合液温度升高到55-60℃，加入N二甲基甲脒衍生物和呋喃树脂，搅拌混匀，将硅酸钠放入120-150℃烘箱中烘制1-2h，取出后立即放入混合液中，搅拌均匀，制得所述改性剂；所述助剂包括乙炔基三甲基硅烷、乙醇、硅油和碱液，所述碱液制备方法为：称取15g氢氧化钠溶解于500ml去离子水中，溶解完全后加入6g碳酸氢钠，搅拌均匀，最后加入3g乙二胺，混合均匀，将混合液放入冰水中冷却10-15min，制得所述助剂；步骤d：烘干：将步骤c处理后的石英砂粉体置于150-160℃烘箱中烘干3-4h；步骤e：烧结：将烘干后的石英砂粉体放入氮气保护炉中烧结，制得改性石英砂，烧结温度为500-600℃，烧结时间2-3h。进一步的，步骤b中球磨助剂选用乙醇，石英砂、球和乙醇的质量比为1:2:0.5。进一步的，步骤c中石英砂粉体和改性剂的质量比为1：(0.05-0.07)。进一步的，步骤c改性剂中C100E树脂、硅酸钠、铝酸三苄酯、呋喃树脂和助剂的质量比为7:6:5:3:6:5。本专利技术提供了一种改性石英砂制备方法，其有益效果为：1.采用球磨工艺将石英砂球磨到更小粒度，有利于石英砂粉体更好的分散；2.在较高温度搅拌对石英砂粉体进行作用，使得所有石英砂表面裂缝暴露，在真空环境下有利于改性剂和树脂进入裂缝，提高石英砂的强度；3.烧结过程能够将改性剂中的挥发性物质去除，同时使得包覆材料组织更加致密，与石英砂基体结合力更强，使石英砂表面强度更稳定。具体实施方式为使本专利技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本专利技术实施例，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。实施例1：一种改性石英砂制备方法，包括以下步骤：步骤a：清洗：采用机械擦洗机对石英砂进行擦洗，而后酸洗烘干备用；步骤b：球磨筛分：对石英砂进行湿法球磨，球磨后过50目筛，得到石英砂粉体；步骤c：包覆改性：将石英砂粉体加热至150℃后保温1h，在真空环境下与改性剂混合均匀，在90℃条件下超声波震荡搅拌2h；所述改性剂包括N二甲基甲脒衍生物、C100E树脂、硅酸钠、铝酸三苄酯、呋喃树脂和助剂，改性剂制备方法为：将助剂加热到40-45℃，加入C100E树脂和铝酸三苄酯混合均匀，将混合液温度升高到55-60℃，加入N二甲基甲脒衍生物和呋喃树脂，搅拌混匀，将硅酸钠放入120-150℃烘箱中烘制1-2h，取出后立即放入混合液中，搅拌均匀，制得所述改性剂；所述助剂包括乙炔基三甲基硅烷、乙醇、硅油和碱液，所述碱液制备方法为：称取15g氢氧化钠溶解于500ml去离子水中，溶解完全后加入6g碳酸氢钠，搅拌均匀，最后加入3g乙二胺，混合均匀，将混合液放入冰水中冷却10min，制得所述助剂；步骤d：烘干：将步骤c处理后的石英砂粉体置于150℃烘箱中烘干4h；步骤e：烧结：将烘干后的石英砂粉体放入氮气保护炉中烧结，制得改性石英砂。所述步骤b中球磨助剂选用乙醇，石英砂、球和乙醇的质量比为1:2:0.5。所述步骤c中石英砂粉体和改性剂的质量比为1：0.5。所述步骤c改性剂中N二甲基甲脒衍生物、C100E树脂、硅酸钠、铝酸三苄酯、呋喃树脂和助剂的质量比为7:6:5:3:6:5。所述步骤e中烧结温度为580℃，烧结时间2h。实施例2：一种改性石英砂制备方法，包括以下步骤：步骤a：清洗：采用机械擦洗机对石英砂进行擦洗，而后酸洗烘干备用；步骤b：球磨筛分：对石英砂进行湿法球磨，球磨后过50目筛，得到石英砂粉体；步骤c：包覆改性：将石英砂粉体加热至150℃后保温1h，在真空环境下与改性剂混合均匀，在95℃条件下超声波震荡搅拌2h；所述改性剂包括N二甲基甲脒衍生物、C100E树脂、硅酸钠、铝酸三苄酯、呋喃树脂和助剂，改性剂制备方法为：将助剂加热到40℃，加入C100E树脂和铝酸三苄酯混合均匀，将混合液温度升高到56℃，加入N二甲基甲脒衍生物本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种压裂用高强度石英砂制备方法，其特征在于：包括如下步骤：/n步骤a：清洗：采用机械擦洗机对石英砂进行擦洗，而后酸洗烘干备用；/n步骤b：球磨筛分：对石英砂进行湿法球磨，球磨后过50目筛，得到石英砂粉体；/n步骤c：包覆改性：将石英砂粉体加热至150℃后保温1h，在真空环境下与改性剂混合均匀，在90-95℃条件下超声波震荡搅拌2-3h；/n所述改性剂包括N二甲基甲脒衍生物、C100E树脂、硅酸钠、铝酸三苄酯、呋喃树脂和助剂，改性剂制备方法为：将助剂加热到40-45℃，加入C100E树脂和铝酸三苄酯混合均匀，将混合液温度升高到55-60℃，加入N二甲基甲脒衍生物和呋喃树脂，搅拌混匀，将硅酸钠放入120-150℃烘箱中烘制1-2h，取出后立即放入混合液中，搅拌均匀，制得所述改性剂；/n所述助剂包括乙炔基三甲基硅烷、乙醇、硅油和碱液，所述碱液制备方法为：称取15g氢氧化钠溶解于500ml去离子水中，溶解完全后加入6g碳酸氢钠，搅拌均匀，最后加入3g乙二胺，混合均匀，将混合液放入冰水中冷却10-15min，制得所述助剂；/n步骤d：烘干：将步骤c处理后的石英砂粉体置于150-160℃烘箱中烘干3-4h；/n步骤e：烧结：将烘干后的石英砂粉体放入氮气保护炉中烧结，制得改性石英砂，烧结温度为500-600℃，烧结时间2-3h。/n...

【技术特征摘要】
1.一种压裂用高强度石英砂制备方法，其特征在于：包括如下步骤：
步骤a：清洗：采用机械擦洗机对石英砂进行擦洗，而后酸洗烘干备用；
步骤b：球磨筛分：对石英砂进行湿法球磨，球磨后过50目筛，得到石英砂粉体；
步骤c：包覆改性：将石英砂粉体加热至150℃后保温1h，在真空环境下与改性剂混合均匀，在90-95℃条件下超声波震荡搅拌2-3h；
所述改性剂包括N二甲基甲脒衍生物、C100E树脂、硅酸钠、铝酸三苄酯、呋喃树脂和助剂，改性剂制备方法为：将助剂加热到40-45℃，加入C100E树脂和铝酸三苄酯混合均匀，将混合液温度升高到55-60℃，加入N二甲基甲脒衍生物和呋喃树脂，搅拌混匀，将硅酸钠放入120-150℃烘箱中烘制1-2h，取出后立即放入混合液中，搅拌均匀，制得所述改性剂；
所述助剂包括乙炔基三甲基硅烷、乙醇、硅油和碱液，所述碱液制备方法为：称取15g氢氧化钠溶解于500ml去离子水中，溶解完全后加入6g碳...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘远，孙立波，张路军，
申请(专利权)人：盘锦市兴隆台区锐华工贸有限公司，
类型：发明
国别省市：辽宁;21