一种支撑剂的制备方法技术

本发明专利技术涉及一种支撑剂的制备方法，包括如下步骤：（ａ）将支撑剂的基体加热至１００－２４０℃；（ｂ）向加热后的所述基体中加入树脂并搅拌形成混合料，以使所述树脂在所述基体表面覆膜，再加入固化剂并搅拌，以使覆膜于所述基体上的所述树脂开始固化；（ｃ）所述树脂－基体的混合料开始结块前加入润滑剂以及高分子表面活性剂并搅拌；（ｄ）经冷却、破碎、筛分步骤ｃ中得到的混合物后得到前支撑剂；（ｅ）采用疏水性高分子的有机溶液喷涂、浸渍或浸泡所述前支撑剂，最后经干燥得到成品支撑剂。本发明专利技术制备出的支撑剂具有耐环境侵蚀能力稳定的优点。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于油田开采领域中的油、气井支撑剂，具体的说是涉及油田开采 领域中的油、气井支撑剂的制备方法。
技术介绍
由于油田原油粘稠度大，岩层空隙率低，空隙连通性差，给采油工作带来 很大的困难。为了提高原油收率以及采油速度，人们普遍采用支撑剂来提高岩 层空隙和空隙连通性。最初人们直接采用石英砂、陶粒砂等作为支撑剂，但是 由于在使用过程中需要承受较大的冲击力和闭合应力，会产生大量碎片和细粉 砂，这些物质会堵塞裂缝从而降低裂缝的导流能力。因此目前人们通常在石英 砂、陶粒砂等支撑剂的基体上包覆一层或多层树脂膜，以提高支撑剂的抗破碎 能力。但由于井下环境非常复杂，支撑剂表面的树脂膜会受到岩层中油、油气、 水、盐水，以及通常伴随的蒸汽、酸碱腐蚀性液体、微生物等的侵蚀，造成包 覆层的腐蚀、降解、脱落等，从而造成岩层裂缝导流能力的大大降低。美国专利US2005244641中公开了 一种表面改性的油、气井水力压裂支撑 剂的制备方法，即在支撑剂基体表面涂覆一层疏水性物质，从而提高支撑剂的 耐环境腐蚀性能。具体的实施方式是将砂粒浸泡于疏水性物质中，几十分钟后 将砂粒取出并干燥即可。但是该现有技术中的方法仍然存在以下缺陷采用涂 敷的方法来达到改性支撑剂表面树脂层的目的，疏水性高分子附着于树脂层 上，并且由于树脂层内外的浓度差，疏水性高分子通过渗透作用向树脂层内部 迁移并缠绕于树脂网络中，从而提高树脂层的耐腐蚀性能。但一方面，疏水性 高分子仅仅通过作用力较弱的物理缠绕固定于树脂层表层，疏水性高分子与树 脂层间没有更强的作用力将二者紧密结合在一起；另一方面，由于存在物质表 面势能降低的趋势，而疏水性高分子表面势能较低，易向树脂外层迁移而不容易向树脂网络内部迁移，使得疏水性高分子与树脂层间的作用力降低，因而在压裂液的冲击下，疏水层极易脱落而失去提高支撑剂耐腐蚀能力的作用；此外 将疏水物质配制成水溶液势必造成所使用的喷涂液或浸渍液浓度不高，从而使 得包覆于支撑剂表面的疏水性物质含量很低，其起到的改性作用不明显。
技术实现思路
为此，本专利技术所要解决的技术问题在于克服现有技术中的方法制备得到 的支撑剂表面疏水膜极易脱落所导致支撑剂耐腐蚀性能不稳定的缺陷，提供一 种耐腐蚀性能稳定的支撑剂的制备方法。为解决上述技术问题，本专利技术提供了，包括如下步骤(a) 将支撑剂的基体加热至100-240°C;(b) 向加热后的所述基体中加入树脂并搅拌形成混合料，以使所述树脂 在所述基体表面覆膜，再加入固化剂并搅拌，以使覆膜于所述基体上的所述树 脂开始固化，所述树脂与基体的重量比为0.1-15:100,所述固化剂的加入量为 所述树脂重量的5-30wt%;(c )所述树脂-基体的混合料开始结块前加入润滑剂以及高分子表面活 性剂并搅拌，所述润滑剂的加入量为所述树脂重量的0.1-10wt%,所述高分子 表面活性剂的加入量为所述树脂重量的0.1-5wt%;(d) 经冷却、破碎、筛分步骤c中得到的混合物后得到前支撑剂；(e) 采用疏水性高分子的有机溶液喷涂、浸渍或浸泡所述前支撑剂，最 后经干燥得到成品支撑剂。所述疏水性高分子为聚硅氧烷、聚硅氧烷衍生物、聚烯烃、卣代聚烯烃中 的一种或多种。步骤c中加入的所述高分子表面活性剂中的憎水单元与随后步骤e中的所 述疏水性高分子中的憎水基团相对应。其中举例说明所述的相对应的涵义，如果高分子表面活性剂为聚醚二曱基硅氧，其中重复的憎水单元为二甲基硅氧， 疏水性高分子的憎水基团为二曱基硅氧烷，则说高分子表面活性剂中的憎水单 元与疏水性高分子中的憎水基团相对应。所述疏水性高分子的有机溶液的重量百分含量为10wt。/。以上。所述有机溶液的有机溶剂为二氯曱烷、乙醇、乙醚、氯仿、二硫化碳中的 一种或多种。步骤b中，加入固化剂前包括加入增塑剂的步骤，所述增塑剂的加入量为 所述树脂重量的l-30wt%。所述增塑剂为邻苯二型曱酸酯、脂肪族二元酸酯、磷酸酯中的一种或多种， 所述增塑剂的加入量为所述树脂重量的10-20wt%。所述树脂与基体的重量比为2-10:100，所述固化剂的加入量为所述树脂重 量的10-20wt%,所述润滑剂的加入量为所述树脂重量的2-5wt%，所述高分子 表面活性剂的加入量为所述树脂重量的0.2-lwt%。所述树脂为酚醛树脂，其对应的所述固化剂为多聚甲醛、六亚曱基四胺的 一种或多种；或所述树脂为呋喃树脂，其对应的所述固化剂为苯石黄酸、曱苯石黄 酸、二甲苯^t酸的一种或多种；或所述树脂为环氧树脂，其对应的所述固化剂 为脂肪族胺及其加成物、叔胺及其盐、芳香族胺及其改性体、咪唑的一种或多 种；或所述树脂为不饱和聚酯树脂，其对应的所述固化剂为过氧化酰类、过氧 化酯类的一种或多种；或所述树脂为乙烯基树脂，其对应的所述固化剂为过氧 化酰类、过氧化酯类的一种或多种。所述基体为石英砂和/或陶粒砂，所述润滑剂为聚乙烯蜡、氧化聚乙烯蜡、 硬脂酸酰胺、乙撑双硬脂酸酰胺、硬脂酸4丐、硬脂S臾锌中的一种或多种。为了达到本专利技术要提高支撑剂耐环境腐蚀，尤其是水的侵蚀的性能及稳定 性，本专利技术采用将高分子表面活性剂引入至基体表面包覆的树脂层中，并通过 在树脂膜外部再次包覆疏水性高分子膜，以提高整个支撑剂的抗腐蚀能力，尤 其是抗水侵蚀能力。其中，所述的疏水性高分子优选硅氧烷、硅氧烷衍生物、6烷衍生物，主要 是其具有不易挥发以及良好的润滑性能。接下来对具体作用机理进行描述。本专利技术在步骤C中加入的高分子表面活性剂， 一方面相对于低分子表面活 性剂而言，高分子表面活性剂的分散性、增稠性更优，可以使加入的润滑剂在包覆有树脂膜的基体周围分散的更加均匀；另一方面，由于表面张力趋于减小 趋势的存在，在树脂固化的过程中长链的高分子表面活性剂上非极性的憎水单 元不断向树脂膜外层迁移，从而形成非憎水单元与树脂固化时生成的交联网络 紧密缠结而大部分憎水单元存在于树脂膜的表层，同时由于随后步骤e中引入 并包覆于树脂膜表面的疏水性高分子中的憎水基团与该高分表面活性剂中憎 水单元相对应，而相同的基团具有很强的亲和能力，使得疏水性高分子与处于 树脂层表层的高分子表面活性剂上的憎水单元间形成很强的静电引力作用，而 这种作用力在酸碱性环境下以及高压冲击下不易受到破坏，疏水性高分子可以 牢固地包覆于前支撑剂表面，具有很强的稳定性。其中需要说明的是，通常高 分子表面活性剂具有亲水单元和憎水单元，由于具有这样的结构故可以起到表 面活性剂的作用。与现有技术相比本专利技术具有以下优点(1) 本专利技术中在基体表面包覆的树脂层中引入憎水单元与最外层包覆 的疏水性高分子中憎水基团相对应的高分子表面活性剂，大大增强了最外层疏 水膜与前支撑剂间的相互作用力，提高了表面改性后的支撑剂在岩层中耐环境 侵蚀能力的稳定性。(2) 采用有机溶剂配制高分子表面活性剂溶液，可以大大提高支撑剂 中高分子表面活性剂的负载量，同时由于不采用水作溶剂， 一方面可以避免增 加支撑剂中水分子的引入，进一步防止支撑剂受到水分子的侵蚀，另一方面， 由于有机溶剂通常容易挥发，可以缩短千燥过程，缩短支撑剂的制备工期。具体实施例方式实施例l将10kg石英砂20/40目加热至300。C后放入混砂机中搅拌再降温到200°C。 向加热后的石英砂中加入lkg本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种支撑剂的制备方法，包括如下步骤：　　（ａ）将支撑剂的基体加热至１００－２４０℃；　　（ｂ）向加热后的所述基体中加入树脂并搅拌形成混合料，以使所述树脂在所述基体表面覆膜，再加入固化剂并搅拌，以使覆膜于所述基体上的所述树脂开始固化，所述树脂与基体的重量比为０．１－１５∶１００，所述固化剂的加入量为所述树脂重量的５－３０ｗｔ％；　　（ｃ）所述树脂－基体的混合料开始结块前加入润滑剂以及高分子表面活性剂并搅拌，所述润滑剂的加入量为所述树脂重量的０．１－１０ｗｔ％，所述高分子表面活性剂的加入量为所述树脂重量的０．１－５ｗｔ％；　　（ｄ）经冷却、破碎、筛分步骤ｃ中得到的混合物后得到前支撑剂；　　（ｅ）采用疏水性高分子的有机溶液喷涂、浸渍或浸泡所述前支撑剂，最后经干燥得到成品支撑剂。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：秦升益，
申请(专利权)人：北京仁创科技集团有限公司，
类型：发明
国别省市：11[中国|北京]