一种减阻膨胀支撑剂及其制备方法技术

本发明专利技术涉及一种减阻膨胀支撑剂及其制备方法。本发明专利技术的减阻膨胀支撑剂包括支撑剂骨料、减阻膨胀剂以及粘合剂，其中，所述粘合剂包含液体热固性树脂和固化剂，以支撑剂骨料的用量为100重量份计，所述粘合剂的用量为0.2～2重量份；其中，所述减阻膨胀剂为改性的聚丙烯酰胺，以支撑剂骨料的用量为100重量份计，所述减阻膨胀剂的用量为0.2～2.5重量份，所述改性的聚丙烯酰胺为与水性纳米二氧化硅复合而成的聚丙烯酰胺共聚物。本发明专利技术的减阻膨胀支撑剂见水迅速膨胀，增大支撑剂的体积，实现全裂缝充填支撑剂压裂，而且少量溶于水，有利于水的粘度增加和压裂过程降低水的摩阻。同时用量大幅下降，对地层伤害小，能完全降解。

【技术实现步骤摘要】
一种减阻膨胀支撑剂及其制备方法
本专利技术属于油气田开发
，尤其涉及一种减阻膨胀支撑剂及其制备方法。
技术介绍
非常规油气的有效开发已经成为当前能源领域的研究热点，特别是致密储层以及页岩储层，常规的开采方法已经很难适用非常规油气的开发。滑溜水压裂技术由于其储层改造体积大，易扩展沟通天然裂缝，能够在储层中形成以主裂缝为主的复杂缝网系统从而被广泛应用于非常规油气储层的开发。滑溜水压裂液体系在页岩气开采中得到了广泛的应用并取得了显著的经济效益。然而为了在储层中形成高导流能力的填砂裂缝，改善滑溜水压裂效果，就必须尽可能优化施工参数，使得支撑剂有效充填面积最大化。使用滑溜水压裂液主要目的是降低管道与压裂液之间的摩擦阻力，减少能量损耗，从而提高开采的施工效率。但滑溜水压裂液由于粘度低，携砂能力弱、压裂形成的离井远处裂缝支撑剂填充不够，地层裂缝容易闭合，造成油气产量下降快。此外市售的滑溜水压裂液，存在着溶解困难，稳定性差，易分层，有不相容成分等问题；同时还面临着低温相翻转缓慢，生物毒性强，岩心伤害严重，抗盐/抗钙性能差，制备方法复杂等问题。
技术实现思路
专利技术要解决的问题本专利技术的目的是解决上述现有技术中存在如下问题：滑溜水压裂液溶解性差，有不相容成分易分层，现场配置复杂，粘度低，携砂能力差、对离井远处裂缝支撑剂填充不够，造成油气产量下降快。本专利技术提供一种减阻膨胀支撑剂及其制备方法，本专利技术的减阻膨胀支撑剂能够有效解决上述问题，不仅能在水中减阻，而且支撑剂能在水中悬浮，实现真正增大支撑剂的体积、达到压裂过程中支撑剂能全充满压裂裂缝目的。用于解决问题的方案本专利技术提供一种减阻膨胀支撑剂，所述减阻膨胀支撑剂包括支撑剂骨料、减阻膨胀剂以及粘合剂，其中，所述粘合剂包含液体热固性树脂和固化剂，以支撑剂骨料的用量为100重量份计，所述粘合剂的用量为0.2～2重量份；其中，所述减阻膨胀剂为改性的聚丙烯酰胺，以支撑剂骨料的用量为100重量份计，所述减阻膨胀剂的用量为0.2～2.5重量份，所述改性的聚丙烯酰胺为与水性纳米二氧化硅复合而成的聚丙烯酰胺共聚物。根据本专利技术所述的减阻膨胀支撑剂，其中，所述液体热固性树脂为由通用环氧树脂和水性环氧树脂组成，通用环氧树脂和水性环氧树脂重量比为1:0.8～1:0.05。根据本专利技术所述的减阻膨胀支撑剂，其中，所述改性的聚丙烯酰胺的分子量为2000万～3000万。根据本专利技术所述的减阻膨胀支撑剂，其中，所述支撑剂骨料为石英砂、陶粒、覆膜石英砂和覆膜陶粒中的一种或两种以上。根据本专利技术所述的减阻膨胀支撑剂，其中，所述粘合剂包含偶联剂，以粘合剂的总质量计，偶联剂的含量为0.5～2％。根据本专利技术所述的减阻膨胀支撑剂，其中，所述偶联剂为γ-氨丙基三乙氧基硅烷、N,N-双(β-羟乙基)-γ-胺基丙基三甲氧硅烷、苯胺基甲撑三乙氧基硅烷、γ-缩水甘油醚丙基三甲氧基硅烷中的一种或两种以上。本专利技术还提供一种根据本专利技术所述的减阻膨胀支撑剂的制备方法，包含如下步骤：1)加热支撑剂骨料，加入液体热固性树脂搅拌均匀；2)加入减阻膨胀剂搅拌均匀；3)加入固化剂搅拌直至物料完全分散；4)物料冷却、破碎并过筛。根据本专利技术所述的制备方法，其中，在加入液体热固性树脂时加入偶联剂。专利技术的效果本专利技术的减阻膨胀支撑剂见水不仅迅速膨胀，增大支撑剂的体积，有利于悬浮，实现全裂缝充填支撑剂压裂，而且由于减阻膨胀剂少量溶于水，水的粘度增加，有利于压裂过程降低水的摩阻。同时本专利技术的减阻膨胀支撑剂中的减阻膨胀剂的用量大幅下降，对地层伤害小，减阻膨胀剂能完全降解，有利于提高裂缝导流能力。采用本专利技术的减阻膨胀支撑剂，可以现场直接压裂，不需要配压裂液，压裂施工工艺简单、成本低。将水和减阻膨胀支撑剂连续送入混砂罐搅拌直接用泵送入地层，施工方便。具体实施方式本专利技术提供一种减阻膨胀支撑剂，所述减阻膨胀支撑剂包括支撑剂骨料、减阻膨胀剂以及粘合剂，其中，所述粘合剂包含液体热固性树脂和固化剂，为了使减阻膨胀剂同树脂和骨料粘结牢固，以支撑剂骨料的用量为100重量份计，所述粘合剂的用量为0.2～2重量份；优选为0.5～1.5重量份。本专利技术中所使用的支撑剂骨料为符合SY/T5108－2014《水力压裂和砾石充填作业用支撑剂性能测试推荐方法》中的指标规定的支撑剂，为天然石英砂、陶粒、覆膜石英砂和覆膜陶粒中的一种或两种以上。本专利技术的支撑剂的圆球度、破碎率、酸溶解度能够满足水力压裂的指标，在这些支撑剂表面进行功能化处理，可以在保证支撑剂自身的性能的前提下改善减阻膨胀剂的性能。本专利技术中所使用的液体热固性树脂并无特别限定，优选为由通用环氧树脂和水性环氧树脂组成，通用环氧树脂和水性环氧树脂重量比为1:0.8～1:0.05，优选比例为1:0.5～1:0.1。单独使用通用环氧树脂粘结支撑剂和减阻膨胀剂，不利于支撑剂吸水膨胀；单独使用水性环氧树脂粘结支撑剂和减阻膨胀剂，影响减阻膨胀剂的降解和支撑剂骨料的导流能力。通过组合使用通用环氧树脂和水性环氧树脂，有利于减阻膨胀剂在水力压裂过程中在支撑剂表面快速吸水膨胀，有助于支撑剂的悬浮，而且压裂结束后，有利于减阻膨胀剂在支撑剂表面的降解，提高支撑剂骨料的导流能力。其中，所述通用环氧树脂优选为双酚A型环氧树脂、双酚F环氧树脂、氢化双酚A环氧树脂和酚醛环氧树脂中的一种或两种以上，例如选自商购可得的双酚A环氧树脂E-56D、双酚A环氧树脂E-54、双酚A环氧树脂E-52、双酚A环氧树脂E-51，双酚F环氧树脂CYDF-170、双酚F环氧树脂CYDF-180，氢化双酚A环氧树脂XY-3000，酚醛环氧树脂F54、酚醛环氧树脂F54F51中的一种或两种以上。其中，所述水性环氧树脂为自乳化环氧树脂、水溶性环氧树脂中的一种或两种以上，例如选自自乳化环氧树脂HTW-608，水溶性环氧树脂MHR-070海因环氧树脂中的一种或两种。本专利技术中所使用的固化剂并无特别限定，优选为胺类固化剂，以液体热固性树脂的总重量计，固化剂的加入量优选为10～50wt％，优选为15～50wt％，优选为18～40wt％。本专利技术的胺类固化剂优选为脂肪族多胺、改性脂肪族多胺、脂环族多胺、改性脂环族多胺、芳香族多胺和/或改性芳香族多胺。其中，所述脂肪族多胺优选为选自二亚乙基三胺、三亚乙基四胺和四亚乙基五胺中的一种或两种以上。所述脂环族多胺优选为选自异佛尔酮二胺、1,3-双氨甲基环己烷、二氨基二环己基甲烷、邻二胺甲基环戊烷和孟烷二胺中的一种或两种以上。所述芳香族多胺优选为选自间苯二甲胺、二氨基二苯基甲烷、间苯二胺中的一种或两种以上。所述改性脂肪族多胺、改性脂环族多胺和改性芳香族多胺优选为上述脂肪族多胺、脂环族多胺和芳香族多胺对应的改性后的多胺，如可商购得到的T31、R470、TY300、AH-2、L410和L250中的一种或两种以上。其中，所述减阻膨胀剂为改性的聚丙烯酰胺，以支撑剂本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种减阻膨胀支撑剂，其特征在于，所述减阻膨胀支撑剂包括支撑剂骨料、减阻膨胀剂以及粘合剂，/n其中，所述粘合剂包含液体热固性树脂和固化剂，以支撑剂骨料的用量为100重量份计，所述粘合剂的用量为0.2～2重量份；/n其中，所述减阻膨胀剂为改性的聚丙烯酰胺，以支撑剂骨料的用量为100重量份计，所述减阻膨胀剂的用量为0.2～2.5重量份，/n所述改性的聚丙烯酰胺为与水性纳米二氧化硅复合而成的聚丙烯酰胺共聚物。/n

【技术特征摘要】
1.一种减阻膨胀支撑剂，其特征在于，所述减阻膨胀支撑剂包括支撑剂骨料、减阻膨胀剂以及粘合剂，
其中，所述粘合剂包含液体热固性树脂和固化剂，以支撑剂骨料的用量为100重量份计，所述粘合剂的用量为0.2～2重量份；
其中，所述减阻膨胀剂为改性的聚丙烯酰胺，以支撑剂骨料的用量为100重量份计，所述减阻膨胀剂的用量为0.2～2.5重量份，
所述改性的聚丙烯酰胺为与水性纳米二氧化硅复合而成的聚丙烯酰胺共聚物。


2.根据权利要求1所述的减阻膨胀支撑剂，其中，所述液体热固性树脂为由通用环氧树脂和水性环氧树脂组成，通用环氧树脂和水性环氧树脂重量比为1:0.8～1:0.05。


3.根据权利要求1或2所述的减阻膨胀支撑剂，其中，所述改性的聚丙烯酰胺的分子量为2000万～3000万。


4.根据权利要求1-3任一项所述的减阻膨胀支撑剂，其中，所述支撑剂...

【专利技术属性】
技术研发人员：张伟民，康瑞鑫，张文博，尹浦四，
申请(专利权)人：北京奇想达新材料有限公司，彰武奇想达新材料有限公司，
类型：发明
国别省市：北京;11