專利名稱：一種覆膜改性支撐劑及其制備方法和應(yīng)用的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及用于石油、天然氣油井壓裂開采領(lǐng)域的一種覆膜改性支撐劑及其制備方法和應(yīng)用。
背景技術(shù)：
石油壓裂支撐劑主要用于石油、天然氣深井開采時(shí)，特別是井深在2000米以上的油、氣開采時(shí)必須使用的材料，將高強(qiáng)度支撐劑填充到低滲透礦床的巖層裂縫中，進(jìn)行高閉合壓裂處理，以支撐裂縫不因應(yīng)力釋放而閉和，讓油、氣從裂縫通道中匯集而出，從而保持油、氣的高導(dǎo)流能力，增加油、氣產(chǎn)量，延長油、氣井服務(wù)年限，提高采油、氣經(jīng)濟(jì)效益。
目前國內(nèi)外壓裂工藝所用的支撐劑主要以石英砂和陶粒為主，但石英砂是目前常用的支撐劑，相對密度約為2. 5。因?yàn)樗鼉r(jià)廉，對中淺井的各類地層使用石英砂為支撐劑都有一定的成功率。而石英砂強(qiáng)度不夠高(開始破碎的壓力約為28MPa)，故不能用于深井壓裂中。在閉合壓力較高的情況下，砂粒就會(huì)破碎，產(chǎn)生大量的碎片和細(xì)粉狀砂。這些細(xì)粉砂在裂縫中遷移并堵塞流動(dòng)通道，從而大大降低裂縫的導(dǎo)流能力。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種覆膜改性支撐劑及其制備方法和應(yīng)用，解決了上述問題。本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是通過以下技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn)的一種覆膜改性支撐劑，其特征在于由基體和均勻包覆在基體外表面的樹脂層組成；所述的基體為庫布其石英砂；所述的樹脂層占基體的I-IOwt% ；所述的樹脂層包括樹脂粘結(jié)劑和固化劑，所述樹脂粘結(jié)劑為雙酚A型環(huán)氧樹脂、聚氨酯樹脂或其組合物，所述的固化劑為脂肪族多胺或脂環(huán)族多胺類固化劑，固化劑用量占樹脂層的10_50wt%。優(yōu)選所述的樹脂層占基體的3_7wt% ;固化劑用量占樹脂層的27_40wt%。所述的覆膜改性支撐劑，其特征在于所述的樹脂粘結(jié)劑中添加疏水性高分子。所述的覆膜改性支撐劑，其特征在于所述樹脂粘結(jié)劑為環(huán)氧樹脂和聚氨酯樹脂組合時(shí)，聚氨酯樹脂為樹脂粘結(jié)劑的5-50Wt%。所述的覆膜改性支撐劑，其特征在于所述的聚氨酯樹脂為脂肪族多元醇和多異氰酸酯聚合而成。所述的覆膜改性支撐劑，其特征在于所述的多異氰酸酯為甲苯二異氰酸酯、二苯基甲烷二異氰酸酯、1，6_己二異氰酸酯、異佛爾酮二異氰酸酯之一或其組合物。所述的覆膜改性支撐劑，其特征在于所述疏水性高分子為硅樹脂；所述硅樹脂占樹脂層的I-IOwt%。所述的覆膜改性支撐劑，其特征在于所述硅樹脂為r-氨基丙基三乙氧基硅烷、r-縮水甘油醚氧丙氧基丙基三甲氧基硅烷、N- ( β -氨乙基)-r-氨丙基甲基二甲氧基硅烷或其混合物。所述的覆膜改性支撐劑，其特征在于所述的庫布其石英砂的砂粒粒徑為
O.106mm-3. 35mm。所述的覆膜改性支撐劑的制備方法，由以下步驟組成(a)將庫布其石英砂加熱至200_300°C，倒入混砂機(jī)中；(b)當(dāng)庫布其石英砂180_200°C時(shí)加入疏水性高分子，攪拌30-90s ；(c)加入樹脂粘結(jié)劑，攪拌60-100S ；(d)加入固化劑攪拌100-180S，致使沙漠沙完全分散；(e)冷卻、過篩、密封包裝。所述的覆膜改性支撐劑在石油、天然氣油井壓裂開采領(lǐng)域的應(yīng)用。本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種覆膜改性支撐劑，通過高科技手段在石英砂骨料表面包覆一層高分子材料而構(gòu)成，具有相對密度小、強(qiáng)度高、低破碎率、圓度、球度和化學(xué)惰性好以及能在井下低溫固結(jié)等特點(diǎn)。可廣泛應(yīng)用于油田壓裂及防砂工藝，利于提高砂比，減少壓裂液用量，有效防止支撐劑返吐現(xiàn)象，減輕支撐劑嵌入，提高裂縫導(dǎo)流能力，延長壓裂有效期。有利于提高油產(chǎn)量，降低出水量，對解決低滲油田開采具有重大意義。
具體實(shí)施例方式實(shí)施例I準(zhǔn)確稱量原料(Kg):砂粒粒徑為O. 106mm-3. 35mm的庫布其石英砂100，雙酚A型環(huán)氧樹脂O. 85，脂肪族多胺類固化劑O. 1，r-氨基丙基三乙氧基硅烷O. 05。所述的覆膜改性支撐劑的制備方法，由以下步驟組成(a)將庫布其石英砂加熱至200-30(TC，倒入混砂機(jī)中；(b)當(dāng)庫布其石英砂180_200°C時(shí)加入疏水性高分子，攪拌30_90s ；(c)加入樹脂粘結(jié)劑，攪拌60-100S ；(d)加入固化劑攪拌100-180S，致使沙漠沙完全分散；(e)冷卻、過篩、密封包裝。實(shí)施例2準(zhǔn)確稱量原料(Kg):砂粒粒徑為O. 106mm-3. 35mm的庫布其石英砂100，聚氨酯樹脂2. 15，脂肪族多胺類固化劑O. 81，r-縮水甘油醚氧丙氧基丙基三甲氧基硅烷O. 04。所述的覆膜改性支撐劑的制備方法，由以下步驟組成(a)將庫布其石英砂加熱至200_300°C，倒入混砂機(jī)中；(b)當(dāng)庫布其石英砂180_200°C時(shí)加入疏水性高分子，攪拌30_90s ；(c)加入樹脂粘結(jié)劑，攪拌60-100s ；(d)加入固化劑攪拌100-180S，致使沙漠沙完全分散；(e)冷卻、過篩、密封包裝。實(shí)施例3準(zhǔn)確稱量原料(Kg):砂粒粒徑為O. 106mm-3. 35mm的庫布其石英砂100，聚氨酯樹脂和雙酚A型環(huán)氧樹脂共3. 85，聚氨酯樹脂占5wt%，脂環(huán)族多胺類固化劑2. 8，Ν-(β -氨乙基)-r_氨丙基甲基二甲氧基硅烷O. 35。
所述的覆膜改性支撐劑的制備方法，由以下步驟組成(a)將庫布其石英砂加熱至200_300°C，倒入混砂機(jī)中；(b)當(dāng)庫布其石英砂180_200°C時(shí)加入疏水性高分子，攪拌30_60s ；(c)加入樹脂粘結(jié)劑，攪拌60-100S ；(d)加入固化劑攪拌100-180S，致使沙漠沙完全分散；
(e)冷卻、過篩、密封包裝。實(shí)施例4準(zhǔn)確稱量原料(Kg):砂粒粒徑為O. 106mm-3. 35mm的庫布其石英砂100，聚氨酯樹脂和雙酚A型環(huán)氧樹脂共4，聚氨酯樹脂占50wt%，脂環(huán)族多胺類固化劑5，r-氨基丙基三乙氧基硅烷I。所述的覆膜改性支撐劑的制備方法，由以下步驟組成(a)將庫布其石英砂加熱至200_300°C，倒入混砂機(jī)中；(b)當(dāng)庫布其石英砂180_200°C時(shí)加入疏水性高分子，攪拌30_60s ；(c)加入樹脂粘結(jié)劑，攪拌60-100s ；(d)加入固化劑攪拌100-180S，致使沙漠沙完全分散；(e)冷卻、過篩、密封包裝。實(shí)施例5準(zhǔn)確稱量原料(Kg):砂粒粒徑為O. 106mm-3. 35mm的庫布其石英砂100，聚氨酯樹脂和雙酚A型環(huán)氧樹脂共2. 75，聚氨酯樹脂占25wt%，脂肪族多胺類固化劑I. 75，疏水性高分子O. 5，疏水性高分子為r-氨基丙基三乙氧基硅烷、r-縮水甘油醚氧丙氧基丙基三甲氧基硅烷和Ν-( β -氨乙基)-r-氨丙基甲基二甲氧基硅烷等比例混合。所述的覆膜改性支撐劑的制備方法，由以下步驟組成(a)將庫布其石英砂加熱至200_300°C，倒入混砂機(jī)中；(b)當(dāng)庫布其石英砂180_200°C時(shí)加入疏水性高分子，攪拌30-60s ；(c)加入樹脂粘結(jié)劑，攪拌60-100s ；(d)加入固化劑攪拌100-180S，致使沙漠沙完全分散；(e)冷卻、過篩、密封包裝。實(shí)施例6按照實(shí)施例1-5制備的覆膜改性支撐劑在石油、天然氣油井壓裂開采領(lǐng)域的應(yīng)用。
檢測項(xiàng)目酸溶解度％濁度NTU28Mpa破碎％~
實(shí)施例IL2615068
實(shí)施例 2173117077
實(shí)施例 3173517080
庫布其石英砂 9 738913.4權(quán)利要求
1.一種覆膜改性支撐劑，其特征在于由基體和均勻包覆在基體外表面的樹脂層組成；所述的基體為庫布其石英砂；所述的樹脂層占基體的I-IOwt% ； 所述的樹脂層包括樹脂粘結(jié)劑和固化劑，所述樹脂粘結(jié)劑為雙酚A型環(huán)氧樹脂、聚氨酯樹脂或其組合物，所述的固化劑為脂肪族多胺或脂環(huán)族多胺類固化劑，固化劑用量占樹脂層的10-50wt%。
2.如權(quán)利要求I所述的覆膜改性支撐劑，其特征在于所述的樹脂層占基體的3-7wt% ;固化劑用量占樹脂層的27-40wt%。
3.如權(quán)利要求I或2所述的覆膜改性支撐劑，其特征在于所述的樹脂粘結(jié)劑中添加疏水性高分子；所述疏水性高分子為硅樹脂；所述硅樹脂占樹脂層的l-10wt%。
4.如權(quán)利要求I或2所述的覆膜改性支撐劑，其特征在于所述樹脂粘結(jié)劑為環(huán)氧樹脂和聚氨酯樹脂組合時(shí)，聚氨酯樹脂為樹脂粘結(jié)劑的5-50wt%。
5.如權(quán)利要求I所述的覆膜改性支撐劑，其特征在于所述的聚氨酯樹脂為脂肪族多元醇和多異氰酸酯聚合而成。
6.如權(quán)利要求4所述的覆膜改性支撐劑，其特征在于所述的多異氰酸酯為甲苯二異氰酸酯、二苯基甲烷二異氰酸酯、1，6_己二異氰酸酯、異佛爾酮二異氰酸酯之一或其組合物。
7.如權(quán)利要求3所述的覆膜改性支撐劑，其特征在于所述硅樹脂為r-氨基丙基三乙氧基硅烷、r-縮水甘油醚氧丙氧基丙基三甲氧基硅烷、N- ( β -氨乙基)-r-氨丙基甲基二甲氧基硅烷或其混合物。
8.如權(quán)利要求I或2所述的覆膜改性支撐劑，其特征在于所述的庫布其石英砂的砂粒粒徑為 O. 106mm-3. 35mm。
9.權(quán)利要求1-8之一所述的覆膜改性支撐劑的制備方法，由以下步驟組成 (a)將庫布其石英砂加熱至200-300°C，倒入混砂機(jī)中； (b)當(dāng)庫布其石英砂180-200°C時(shí)加入疏水性高分子，攪拌30-90s； (c)加入樹脂粘結(jié)劑，攪拌60-100S； (d)加入固化劑攪拌100-180S，致使沙漠沙完全分散； (e)冷卻、過篩、密封包裝。
10.權(quán)利要求1-8之一所述的覆膜改性支撐劑在石油、天然氣油井壓裂開采領(lǐng)域的應(yīng)用。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種覆膜改性支撐劑及其制備方法和應(yīng)用，覆膜改性支撐劑，由基體和均勻包覆在基體外表面的樹脂層組成；所述的基體為庫布其石英砂；所述的樹脂層占基體的1-10wt％；所述的樹脂層包括樹脂粘結(jié)劑和固化劑，所述樹脂粘結(jié)劑為雙酚A型環(huán)氧樹脂、聚氨酯樹脂或其組合物，所述的固化劑為脂肪族多胺或脂環(huán)族多胺類固化劑，固化劑用量占樹脂層的10-50wt％。所述的覆膜改性支撐劑的制備方法，是將基體外表面包覆樹脂層。所述的覆膜改性支撐劑能在石油、天然氣油井壓裂開采領(lǐng)域應(yīng)用，利于提高砂比，減少壓裂液用量，有效防止支撐劑返吐現(xiàn)象，減輕支撐劑嵌入，提高裂縫導(dǎo)流能力，延長壓裂有效期。有利于提高油產(chǎn)量，降低出水量，對解決低滲油田開采具有重大意義。
文檔編號(hào)C04B26/14GK102942334SQ201210406270
公開日2013年2月27日 申請日期2012年10月24日 優(yōu)先權(quán)日2012年10月24日
發(fā)明者高雙之, 仲曉東 申請人:億利沙材料科技有限責(zé)任公司