低密度环氧树脂压裂支撑剂的制备工艺、系统及控制系统技术方案

本发明专利技术公开低密度环氧树脂压裂支撑剂的制备工艺、系统及控制系统，属于石油天然气开采开发技术领域。提供的制备工艺，包括配料、预固化、加热、一级反应、二级反应、三级反应、后固化及分离；还提供制备系统和控制系统；最终，得满足石油天然气开采开发要求的环氧树脂压裂支撑剂，保证密度≤1.18g/cm3，圆度≥0.9，球度≥0.9，抗破碎率≤3％，酸溶解度≤0.2％，尺寸分布范围为300～2000μm，有助于油气的导出，返排量小，大幅提高产油气效率。其中，制备工艺、制备系统和控制系统的限定，不仅能得到性能优异的环氧树脂压裂支撑剂；而且能保证制备生产线的稳定性、有序性和可控性，满足工业化大生产要求。大生产要求。大生产要求。

【技术实现步骤摘要】
低密度环氧树脂压裂支撑剂的制备工艺、系统及控制系统


[0001]本专利技术涉及低密度环氧树脂压裂支撑剂的制备工艺、系统及控制系统，属于石油天然气开采开发


技术介绍

[0002]水力压裂技术是提高油气产量的主要措施。在石油开采过程中，高闭合压力低渗透矿床经过压裂处理后，油气岩层裂开，压裂支撑剂随同高压压裂液进入地层并填充在裂缝中，压裂支撑剂主要是起到支撑裂缝不因应力释放而闭合的作用，从而促使岩层保持高导流能力，增加石油天然气的产量。压裂支撑剂在压裂技术中扮演着不可缺少的重要角色，其材料的选择、使用、运移等问题都对油气的开采效率有着重要影响。目前，广泛应用的石英砂型和陶粒型支撑剂分别存在强度低和密度大等缺点，且采用了对环境有污染的聚合物压裂液。国内外尚未发现兼备高强度、低密度和环保优点的压裂支撑剂，因此，新型低密度、高强度、耐温性良好、施工难度低的压裂支撑剂成为发展的趋势。
[0003]较新技术的压裂支撑剂有树脂包覆压裂支撑剂，以酚醛树脂居多，少量使用环氧树脂，可部分降低压裂支撑剂的密度，提高抗破碎能力。但包覆支撑剂密度偏大；除此本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.低密度环氧树脂压裂支撑剂的制备工艺，其特征在于，包括如下步骤：S1配料：将环氧树脂、固化剂、促进剂、增韧剂及表面助剂分别投料至配料罐中，混合，得树脂混合液；其中，控制以环氧树脂、固化剂、促进剂、增韧剂及表面助剂重量份数计，配比关系为100：10～100：0.1～10：1～30：0.1～10；S2预固化：将惰性介质储罐中的冷惰性介质通入至树脂混合液暂存罐，将配料罐中的树脂混合液通入至树脂混合液暂存罐中，控制每升冷惰性介质中含有0.05～0.5kg树脂混合液，得分散相；S3加热：将冷惰性介质通入至惰性介质加热罐中，加热，得热惰性介质；S4一级反应：将热惰性介质通入至一级反应釜中，待一级反应釜内热惰性介质温度稳定在100～150℃后，控制将分散相通入至一级反应釜中，进行一级反应，控制得尺寸分布范围为3～6mm的一级反应液；S5二级反应：将一级反应液通入至二级反应釜中，进行二级反应，控制得尺寸分布范围为0.30～2mm的二级反应液；S6三级反应：将二级反应液通入至三级反应釜中，进行三级反应；S7后固化：将三级反应液通入至盘管反应器中，进行管道后固化，得固化完全的产品液；S8分离：将固化完全的产品液通入至分离筒内，经分离筒中滤网过滤，即得环氧树脂压裂支撑剂。2.根据权利要求1所述的低密度环氧树脂压裂支撑剂的制备工艺，其特征在于，所述环氧树脂压裂支撑剂的指标包括：密度为≤1.18g/cm3，圆度≥0.9，球度≥0.9，抗破碎率≤3％，酸溶解度≤0.2％，尺寸分布范围为300～2000μm。3.根据权利要求1所述的低密度环氧树脂压裂支撑剂的制备工艺，其特征在于，环氧树脂、固化剂、促进剂、增韧剂及表面助剂的加料流量分别为450～550cm3/min、450～550cm3/min、200～300cm3/min、100～200 cm3/min及50～100cm3/min；冷惰性介质的加料流量为120～140cm3/min；树脂混合液的加料流量为450～550cm3/min；热惰性介质的加料流量为800～1200cm3/min；分散相的加料流量为100～200cm3/min；一级反应的加料流量为180～220cm3/min；二级反应液的加料流量为230～270cm3/min；三级反应液的加料流量为120～180cm3/min；固化完全的产品液的加料流量为180～220cm3/min。4.根据权利要求1所述的低密度环氧树脂压裂支撑剂的制备工艺，其特征在于，在步骤S1的配料工序中，控制：搅拌转速为30～100r/min，搅拌时间为20～40min；在步骤S3的加热工序中，控制：冷惰性介质在100～150℃及常压的条件下，进行加热；在步骤S4的一级反应工序中，控制：在100～150℃、转速为80～120r/min及压力为0.08～0.12MPa的条件下搅拌，进行一级反应；在步骤S5的二级反应工序中，控制：在100～150℃、转速为80～120r/min及压力为0.08
～0.12MPa的条件下搅拌，进行二级反应；在步骤S6的三级反应工序中，控制：在100～150℃、转速为80～120r/min及压力为0.08～0.12MPa的条件下搅拌，进行三级反应；在步骤S7的后固化工序中，控制：在100～150℃及常压的条件下，进行管道后固化。5.根据权利要求1所述的低密度环氧树脂压裂支撑剂的制备工艺，其特征在于，在步骤S8中，滤网目数为10～50目。6.根据权利要求1所述的低密度环氧树脂压裂支撑剂的制备工艺，其特征在于，在步骤S8中，将经过滤所得的惰性介质直接回用至惰性介质加热罐。7.低密度环氧树脂压裂支撑剂的制备系统，其特征在于，包括环氧树脂储罐（1）、固化剂储罐（2）、促进剂储罐（3）、增韧剂储罐（4）、表面助剂储罐（5）、配料罐（6）、树脂混合液暂存罐（7）、一级反应釜（8）、二级反应釜（9）、三级反应釜（10）、盘管反应器（11）和分离筒（12），环氧树脂储罐（1）通过环氧树脂进料管（15）与配料罐（6）连接，固化剂储罐（2）通过固化剂进料管（16）与配料罐（6）连接，促进剂储罐（3）通过促进剂进料管（17）与配料罐（6）连接，增韧剂储罐（4）通过增韧剂进料管（18）与配料罐（6）连接，表面助剂储罐（5）通过表面助剂进料管（19）与配料罐（6）连接；配料罐（6）出料口通过输送管Ⅰ（20）与树脂混合液暂存罐（7）进料口连接，树脂混合液暂存罐（7）设在配料罐（6）的工位后侧；树脂混合液暂存罐（7）进料口还连接有冷惰性介质输送管（21）；树脂混合液暂存罐（7）出料口通过输送管Ⅱ（22）与一级反应釜（8）进料口连接，一级反应釜（8）设在树脂混合液暂存罐（7）的工位后侧，一级反应釜（8）连接有热惰性介质输送管（23）；一级反应釜（8）出料口通过输送管Ⅲ（24）与二级反应釜（9）进料口连接，二级反应釜（9）设在一级反应釜（8）的工位后侧；二级反应釜（9）出料口通过输送管Ⅳ（25）与三级反应釜（10）进料口连接，三级反应釜（10）设在二级反应釜（9）的工位后侧；三级反应釜（10）出料口通过输送管
Ⅴ
（2601）与盘管反应器（11）进料口连接，盘管反应器（11）设在三级反应釜（10）的工位后侧；盘管反应器（11）出料口通过输送管
Ⅵ
（2602）与分离筒（12）进料口连接，分离筒（12）设在盘管反应器（11）的工位后侧；分离筒（12）出料口连接有环氧树脂压裂支撑剂暂存罐；配料罐（6）、树脂混合液暂存罐（7）、一级反应釜（8）、二级反应釜（9）、三级反应釜（10）、盘管反应器（11）和分离筒（12）之间形成环氧树脂压裂支撑剂制备的连续通路。8.根据权利要求7所述的低密度环氧树脂压裂支撑剂的制备系统，其特征在于，所述分离筒（12）上惰性介质出口通过回收管（2604）与惰性介质加热罐（14）回流口连接。9.低密度环氧树脂压裂支撑剂的控制系统，其特征在于，设置在环氧树脂压裂支撑剂制备系统中，所述控制系统包括DCS控制器（26），DCS控制器（26）通过数据输入接口连接有人机界面（27），DCS控制器（26）通过数据反馈接口连接有数据采集单元（28），DCS控制器（26）通过数据输出接口连接有执行单元（29）；所述DCS控制器（26）包括配料控制模块（261）、预固化控制模块（262）、一级反应控制模块（263）、二级反应控制模块（264）、三级反应控制模块（265）、后固化控制模块（266）和分...

【专利技术属性】
技术研发人员：李晓娟，王洪，王峰，柯杰曦，宋恒杰，
申请(专利权)人：中蓝晨光化工有限公司，
类型：发明
国别省市：