一种石油压裂支撑剂及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种石油压裂支撑剂及其制备方法，属于石油支撑剂技术领域，由如下步骤制备：将中空玻璃微珠、矿渣微粉混合后用碱液浸泡再用硅烷偶联剂KH792对其表面进行接枝改性处理；再与氯代聚乙二醇反应，将环氧树脂与固化剂、促进剂、增韧剂、改性支撑料混匀得到环氧树脂混合胶液；用成型设备将环氧树脂混合胶液采用成型设备制成球状颗粒，再滴入已升温的甲基硅油对其固化，得到石油压裂支撑剂。本发明专利技术通过以中空玻璃微珠、矿渣微粉和环氧树脂为原料，获得的石油压裂支撑剂的密度低，因此可不用或少用聚合物型压裂液，可直接用水作为压裂液输送，从而减少压裂液的使用，简化压裂施工工艺。工工艺。

【技术实现步骤摘要】
一种石油压裂支撑剂及其制备方法


[0001]本专利技术属于石油支撑剂
，具体地，涉及一种石油压裂支撑剂及其制备方法。

技术介绍

[0002]在油田油气开采中，为提高油井产量，延长油井高产寿命，开采难动用资源而广泛采用压裂工艺。为防止地下压裂缝的闭合，保留油气通道，保持导流能力，必须使用支撑剂填充裂缝。石油支撑剂又叫石油压裂支撑剂。在石油天然气深井开采时，高闭合压力低渗透性矿床经压裂处理后，使含油气岩层裂开，油气从裂缝形成的通道中汇集而出，此时需要流体注入岩石基层，以超过地层破裂强度的压力，使井筒周围岩层产生裂缝，形成一个具有高层流能力的通道，为保持压裂后形成的裂缝开启，油气产物能顺畅通过。
[0003]近几年，随着国内石油压裂支撑剂的发展，支撑剂已经不再局限于石英砂和陶粒这两种常规类型。各种各样的支撑剂纷纷涌现出来，例如覆膜支撑剂，可固结支撑剂以及选择性透油阻水支撑剂等。树脂覆膜支撑剂的导流能力优于石英砂和陶粒，这主要是由于外层的覆膜树脂将压碎了的石英砂和陶粒包裹在内部，防止破碎了的细颗粒堵塞裂缝通道，降低导流能力。然而树脂覆膜支撑剂一般采用的是密度较大的石英砂或陶瓷等物质，致使压裂支撑剂的密度仍然较大，需采用高分子黏稠压裂液对其进行压入和导出，这无疑造成施工困难，同时也不便于泵入井下。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的在于克服现有技术的缺陷，提供了一种石油压裂支撑剂及其制备方法。
[0005]本专利技术通过以中空玻璃微珠和矿渣微粉作为支撑料，并与环氧树脂共同制备石油压裂支撑剂，获得密度低、强度高、抗破碎能力强的产物。本专利技术获得的石油压裂支撑剂的密度低，因此可不用或少用聚合物型压裂液，可直接用水作为压裂液输送，从而减少压裂液的使用，简化压裂施工工艺。
[0006]本专利技术的目的可以通过以下技术方案实现：
[0007]一种石油压裂支撑剂的制备方法，包括如下步骤：
[0008]第一步、将中空玻璃微珠、矿渣微粉混合后，用碱液浸泡8
‑
10min后，取出、水洗至中性、干燥，再用硅烷偶联剂KH792对其表面进行接枝改性处理，得到预处理支撑料；
[0009]第二步、将预处理支撑料与氯代聚乙二醇反应，得到改性支撑料；
[0010]第三步：将环氧树脂与固化剂、促进剂、增韧剂、改性支撑料按照比例混合，分散均匀，得到环氧树脂混合胶液；
[0011]第四步、将甲基硅油升温至140
‑
150℃，备用；用成型设备将环氧树脂混合胶液采用成型设备制成球状颗粒，再滴入已升温的甲基硅油对其固化，固化时间为0.5
‑
1h，再降至室温，用甲苯和石油醚清洗过滤分离，干燥，得到石油压裂支撑剂。
[0012]进一步地，第一步中，用硅烷偶联剂KH792进行接枝改性处理的具体过程为：
[0013]将干燥后的粉料与乙醇水溶液(体积分数50％)按照1g:15mL的比例混合，超声分散10min，再加入硅烷偶联剂KH792，升高温度至80℃，搅拌回流反应4
‑
5h，过滤、蒸馏水洗涤3
‑
4次，充分干燥，得到预处理支撑料；硅烷偶联剂KH792的加入量为粉料质量的2
‑
3倍。
[0014]进一步地，第二步的具体操作为：按照质量比1:9将氯代聚乙二醇溶解于DMF中，混合溶解均匀，再按照固液比1g:20mL与预处理支撑料混合，搅拌处理4
‑
5h，过滤，用乙醇洗涤3
‑
4次，充分干燥，获得改性支撑料；预处理支撑料表面接枝有硅烷偶联剂KH792的分子链，其上含有的
‑
NH2能够与氯代聚乙二醇反应，从而在其表面接枝聚乙二醇分子链，得到改性支撑料。
[0015]进一步地，矿渣微粉的粒径为15
‑
25μm。
[0016]进一步地，第一步中碱液为氢氧化钠溶液、氢氧化钾溶液和氢氧化钙溶液中的任意一种，碱液的pH值为10
‑
12。
[0017]进一步地，甲基硅油的黏度为10Pa
·
s；固化剂为固化剂MTHPA，促进剂为促进剂DMP
‑
30，增韧剂为聚四氢呋喃增韧剂PTMG3000。
[0018]进一步地，环氧树脂、固化剂、促进剂、增韧剂、改性支撑料、甲基硅油的用量之比为100g:80
‑
85g:2
‑
3g:5
‑
6g:7
‑
10g:3000mL。
[0019]进一步地，空心玻璃微珠与矿渣微粉的质量比为3:2。
[0020]通过以空心玻璃微珠与矿渣微粉经过改性制得改性支撑料；空心玻璃微珠除具有超低密度以外，具有抗压强度高、熔点高、电阻率高、热导系数和热收缩系数小等特点，将其作为支撑料之一，能够获得较高的抗破碎能力；矿渣微粉其粒径小，矿渣本身具有耐高温和高强度的优点，也能提升支撑剂的综合性能；且改性支撑料表面接枝有聚乙二醇分子链，一方面，能够改善支撑料与环氧树脂的界面相容性，进而改善分散性能；另一方面，柔性的聚乙二醇分子链和环氧树脂分子链之间会形成互穿聚合网络，进一步强化对支撑料的携带和分散能力，从而保证最终制备得到的微球强度高、球形度优异。
[0021]本专利技术的有益效果：
[0022]本专利技术通过以中空玻璃微珠和矿渣微粉作为支撑料，并与环氧树脂共同制备石油压裂支撑剂，获得密度低、强度高、抗破碎能力强的产物。本专利技术获得的石油压裂支撑剂的密度低，因此可不用或少用聚合物型压裂液，可直接用水作为压裂液输送，从而减少压裂液的使用，简化压裂施工工艺。
具体实施方式
[0023]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，所描述的实施例仅仅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它实施例，都属于本专利技术保护的范围。
[0024]实施例1
[0025]一种石油压裂支撑剂的制备方法，包括如下步骤：
[0026]第一步、将60g中空玻璃微珠、40g矿渣微粉(粒径为15
‑
25μm)混合后，用氢氧化钠溶液(pH值为10)浸泡8min后，取出、水洗至中性、干燥；
[0027]将干燥后的粉料与乙醇水溶液(体积分数50％)按照1g:15mL的比例混合，超声分散10min，再加入硅烷偶联剂KH792，升高温度至80℃，搅拌回流反应4h，过滤、蒸馏水洗涤3次，充分干燥，得到预处理支撑料；硅烷偶联剂KH792的加入量为粉料质量的2倍；
[0028]第二步、按照质量比1:9将氯代聚乙二醇溶解于DMF中，混合溶解均匀，再按照固液比1g:20mL与预处理支撑料混合，搅拌处理4h，过滤，用乙醇洗涤3次，充分干燥，获得改性支撑料；
[0029]第三步：将1kg环氧树脂与800g固化剂MTHPA、20g促进剂DMP<本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种石油压裂支撑剂的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：第一步、将中空玻璃微珠、矿渣微粉混合后，用碱液浸泡8
‑
10min后，取出、水洗至中性、干燥，再用硅烷偶联剂KH792对其表面进行接枝改性处理，得到预处理支撑料；第二步、将预处理支撑料与氯代聚乙二醇反应，得到改性支撑料；第三步：将环氧树脂与固化剂、促进剂、增韧剂、改性支撑料按照比例混合，分散均匀，得到环氧树脂混合胶液；第四步、将甲基硅油升温至140
‑
150℃，备用；用成型设备将环氧树脂混合胶液制成球状颗粒，再滴入已升温的甲基硅油对其固化，固化时间为0.5
‑
1h，再降至室温，用甲苯和石油醚清洗过滤分离，干燥，得到石油压裂支撑剂。2.根据权利要求1所述的一种石油压裂支撑剂的制备方法，其特征在于，第一步中，用硅烷偶联剂KH792进行接枝改性处理的具体过程为：将干燥后的粉料与乙醇水溶液按照1g:15mL的比例混合，超声分散10min，再加入硅烷偶联剂KH792，升高温度至80℃，搅拌回流反应4
‑
5h，过滤、蒸馏水洗涤3
‑
4次，充分干燥，得到预处理支撑料。3.根据权利要求2所述的一种石油压裂支撑剂的制备方法，其特征在于，硅烷偶联剂KH792的加入量为粉料质量的2
‑
3倍。4.根据权利要求1所述的一种石油压裂支撑剂的制备方法，其特征在于，第二步的具体操作为：按照质量比1:9将氯代聚乙二...

【专利技术属性】
技术研发人员：张贺新，周文，李明权，王吉雪，毛尚斌，
申请(专利权)人：中塑新材料技术吉林有限公司，
类型：发明
国别省市：