本發明屬油氣增產技術領域，具體涉及一種制備自懸浮支撐劑的控制粒徑粉碎造粒工藝。

背景技術：

自懸浮支撐劑綜合了傳統壓裂液和支撐劑的特性，在油氣田水力壓裂改造的過程中，采用自懸浮支撐劑代替傳統壓裂支撐劑，利用清水代替傳統壓裂液，實現壓裂增產。相對傳統支撐劑,其具有的優點主要為不需要增稠劑、降阻劑，能夠大幅降低壓裂工程施工成本；水化層在2℃～193℃穩定膨脹，耐溫性好；每個支撐劑顆粒遇水膨脹，體積密度遇水后從2.4g/cm³降低到1.3g/cm³，密度低；外水凝膠層在混砂、泵入、微裂縫過程中剪切穩定；121℃～176℃范圍內，清水壓裂液體粘度在25～900cps不等，運移能力是普通支撐劑3倍；清水壓裂施工可降低設備泵壓需求，不會形成砂堵；無需添加交聯劑，無需使用傳統壓裂液作為攜砂液，裂縫尖端支撐面積更大，獲得相比傳統壓裂更高的壓裂效率和產量；不需要大型混配車，不需要配液灌，分為泵入混砂車和低壓管匯兩部分；實現完全實時混配，攜砂液為支撐劑和水一起泵入混砂車；應用范圍廣，常規油氣井、非常規油氣井都可以應用該壓裂施工方法；泵入的壓裂液增稠劑含量少，儲層傷害小。

在制備自懸浮支撐劑過程中，聚合單體濃度、加砂量影響覆膜厚度，粉碎機的工作時間、轉速、刀片與底盤之間的間隙，將影響制備自懸浮支撐劑粒徑的大小。通過膠體磨剪切力、螺旋沖擊力、高頻振動、摩擦力等多重物理作用下，聚合物被研磨破碎和分散，形成粒徑可控的分散體系。支撐劑通過改性后也能作為油藏深部調驅轉向劑，使其具有封堵水驅高滲層的調驅功能。因此，控制粒徑造粒生產出的自懸浮支撐劑，具有環境友好、適應水力壓力造縫不同縫寬的需求，還具有調驅功能特征，從而提高了自懸浮支撐劑市場應用的經濟效益。

技術實現要素：

針對制備自懸浮支撐劑過程中工藝的不足，本發明的目的是提供一種制備自懸浮支撐劑的控制粒徑粉碎造粒工藝。具體技術方案如下：

一種制備自懸浮支撐劑的控制粒徑粉碎造粒工藝，是制備過程中加砂量提高到聚合物單體的8～15倍以降低廢料質量，調節單體比例控制支撐劑覆膜厚度，調節粉碎機的轉速、粉碎時間、刀片間隙控制自懸浮支撐劑粒徑為20～40目/30～50目/40～70目。采用篩分方式(工業條件下采取旋風分離器)分離聚合物與自懸浮支撐劑，分離后的廢料聚合物使用膠體磨，在剪切力、螺旋沖擊力、高頻振動、摩擦力等多重物理作用下，聚合物被研磨破碎，分散，形成粒徑可控的分散體系。

所述的制備自懸浮支撐劑的控制粒徑粉粹造粒工藝，其特征在于控制自懸浮支撐劑粒徑的粉碎機轉速1000～10000rpm，粉碎時間0～2min，刀片間隙0.5～1.5cm。通過改變單一變量，得到三個粉碎機轉速、粉碎時間、粉碎機刀片與物料底盤距離與支撐劑粒徑大小的關系。

所述的制備自懸浮支撐劑的控制粒徑粉粹造粒工藝，其特征在于篩孔尺寸20～40目為425～800μm；30～50目為300～600μm；40-70目為212～425μm。

所述的制備自懸浮支撐劑的控制粒徑粉粹造粒工藝，其特征在于為自懸浮支撐劑制備過程中，控制覆膜厚度單體比例加量分別為10％、15％、20％、25％、30％，烘干造粒粉碎后測定得到的支撐劑經振動篩篩析后在目標目數篩網間的百分比。

所述的制備自懸浮支撐劑的控制粒徑粉粹造粒工藝，其特征在于實驗室采取篩析法分離水膨體與自懸浮支撐劑，水膨體為上篩細料，自懸浮支撐劑為下篩物料。工業上采取旋風分離法，根據密度分異收集廢料聚合物，得到的廢料使用膠體磨進行研磨。

所述的制備自懸浮支撐劑的控制粒徑粉粹造粒工藝，其特征在于膠體磨為臥式膠體磨或立式膠體磨。通過改變單一變量，得到變量粉碎機轉速、粉碎時間與聚合物廢料粒徑大小的曲線。

所述的制備自懸浮支撐劑的控制粒徑粉粹造粒工藝，其特征在于考察不同粒徑2.0μm、3.0μm、5.0μm以及9.0μm的聚合物廢料在一系列不同滲透率填砂管中的注入能力與封堵能力，進而得到廢料聚合物粒徑與地層滲透率的匹配性關系。

附圖說明

圖1：自懸浮支撐劑落在20/40目篩網百分比隨粉碎機轉速變化

圖2：自懸浮支撐劑落在20/40目篩網百分比隨粉碎時間變化

圖3：自懸浮支撐劑落在20/40目篩網百分比隨刀片距底盤距離變化

圖4：自懸浮支撐劑在目標目數篩網間的百分比隨單體比例變化

圖5：廢料粒徑大小與膠體磨轉速關系

圖6：廢料粒徑大小與膠體磨剪切時間關系

圖7：高、低滲管在注入廢料聚合物前后的分流量數據圖

具體實施方式

下面結合附圖對本發明專利的具體實施作進一步描述。

實施例1：

調節粉碎機的轉速，剪切時間為15s，刀片與粉碎機底盤距離為1cm，自懸浮支撐劑落在20/40目篩網百分比。(圖1)

實施例2：

調節粉碎機粉碎時間，保持轉速為4000rpm，刀片與粉碎機底盤距離為1cm，自懸浮支撐劑落在20/40目篩網百分比。(圖2)

實施例3：

調節粉碎機刀片與粉碎機底盤距離，控制粉碎時間9s，保持轉速為4000rpm，自懸浮支撐劑落在20/40目篩網百分比。(圖3)

實施例4：

控制粉碎時間9s，保持轉速為4000rpm，刀片與粉碎機底盤距離為1cm，覆膜厚度單體比例加量分別為10％、15％、20％、25％、30％，自懸浮支撐劑經振動篩篩析后在目標目數篩網間的百分比。(圖4)

實施例5：

通過改變膠體磨在廢料處理過程中的參數大小，選取轉速為變量。控制膠體磨工作時間為5min，廢料粒徑大小與轉速關系。(圖5)

實施例6：

通過改變膠體磨在廢料處理過程中的參數大小，選取工作時間為變量。控制膠體磨工作時間為5min，廢料粒徑大小與轉速關系。(圖6)

實施例7：

考察不同粒徑2.0μm、3.0μm、5.0μm以及9.0μm的聚合物廢料在一系列不同滲透率填砂管中的注入能力與封堵能力，為了保證凍膠分散體具有良好的注入性和封堵效果，認為封堵率大于85％的地層滲透率滿足該粒徑的適應性，進而得到廢料聚合物粒徑與地層滲透率的匹配性關系。

表1不同粒徑廢料聚合物在不同滲透率條件下的封堵效果

實施例8：

通過雙填砂管物理模擬實驗，即高滲管和低滲管用來模擬非均質地層，對廢料聚合物的剖面改善能力進行測定。得到聚合物廢料剖面改善性能。(圖7)

表2高、低滲管在注入廢料聚合物前后的分流量數據表