[发明专利]复合颗粒、包含复合颗粒的压裂支撑剂及其制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及复合颗粒、包含复合颗粒的压裂支撑剂及其制造方法，尤其涉及采油用压裂支撑剂复合颗粒及其制造方法。

背景技术

在采油工艺中，为保持通过对地下层，例如地下油层或地下气层，进行液压破碎所造成的裂缝敞开，业界通常使用支撑剂来提高岩层空隙率及空隙连通率，并且业界渴望的支撑剂应该具有相对密度低、强度高、圆度、球度好等特点。支撑剂相对密度低在井下便于携带，相应的所用压裂液可降低浓度，使用量降低；强度高可避免支撑剂井下破碎，延长有效期；球度好则可使支撑剂颗粒间接触点变小，空隙增加，便于石油渗透，提高导流性。然而，目前，通常使用的支撑剂并不能很好的具备上述性能。其中，常用的支撑剂有石英砂、陶瓷砂及覆膜石英砂。陶瓷砂价格昂贵，高强度的陶瓷砂加工更贵。石英砂虽然价格便宜，但在闭合应力较高的情况下容易破碎。覆膜石英砂在石英砂的表面形成树脂膜，以提高其抗压强度。然而，大颗粒的石英砂覆膜后虽然提高了上述性能，但是，还未使压裂支撑剂达到最佳性能，导流性也却并不理想，不能很好地提高采油产量。

因此，业界急需一种压裂支撑剂，其能够提高支撑剂的综合性能，达到降低开采成本，提高采油产量的目的。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于提供一种复合颗粒、包含复合颗粒的压裂支撑剂及其制造方法，以解决现有技术中压裂支撑剂传导性差的问题。

为实现上述目的，本发明提供了一种复合颗粒，该复合颗粒包括内核态骨料颗粒，包覆于所述内核态骨料颗粒周缘的填料颗粒以及外层的树脂包覆膜，所述填料颗粒及所述内核态骨料颗粒之间存有粘结树脂。

而且，所述骨料颗粒可为覆膜骨料颗粒，所述填料颗粒可为覆膜填料颗粒。

所述的填料颗粒于骨料颗粒外表面相间交错分布。

所述的填料颗粒按层状分布，形成包覆于骨料颗粒外的一层或一层以上包覆层。

所述骨料颗粒占所述复合颗粒的重量比为75～85％之间，所述填料颗粒占所述复合颗粒的重量比为5～12％之间。

所述的骨料颗粒的粒径为275微米至825微米之间，所述填料颗粒的粒径为0.6微米至50微米之间，较佳为2-10微米。

所述骨料颗粒为石英砂颗粒。

所述填料颗粒选自至少一种如下的矿物质：氧化铝、云母、硅酸钙、高岭土、滑石、氧化锆、玻璃、片硅酸盐、二氧化硅、烧石灰。

所述树脂至少选自如下的一种：环氧树脂、酚醛树脂、酚醛清漆树脂、和可熔酚醛树脂、酚醛/呋喃树脂、呋喃树脂、双酚醛清漆树脂、聚酯树脂、环氧改性的酚醛清漆树脂、乙烯基树脂、聚乙烯、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯树脂、聚苯乙烯、聚氯乙烯、氟塑料、多硫化物、聚丙烯、苯乙烯丙烯腈树脂、尼龙、亚苯基氧化物、胶乳。

其中，所述复合颗粒还包含增塑剂，所述增塑剂与树脂的重量比为5-25∶100。所述增塑剂为邻苯型二甲酸酯、脂肪族二甲酸酯、磷酸酯或它们的混合物。

其中，所述复合颗粒还包含固化剂，所述固化剂与所述树脂的重量比为1-25∶100。所述固化剂为多聚甲醛、六次甲基四胺、脂肪族胺、叔胺及其盐、芳香族胺及其改性体、咪唑、高分子预聚体、过氧化酰类、过氧化酯或它们的混合物。

其中，所述复合颗粒还包含润滑剂，其与树脂的重量比可为1-10∶100，其可选自聚乙烯蜡、氧化聚乙烯蜡、硬脂酸酰胺、硬脂酸钙等。

所述复合颗粒的球形度为0.7以上。

所述复合颗粒的粒径在20目至40目之间。

而且，为实现上述目的，本发明还提供一种压裂支撑剂，包括上述的复合颗粒。

而且，为实现上述目的，本发明提供了一种制备复合颗粒的方法，包括如下步骤：

1)将骨料颗粒加热至120-220℃之间；

2)向加热后的骨料颗粒中加入树脂，并充分搅拌，使树脂均匀的分布于骨料颗粒之间；

3)在上述步骤2)的树脂固化之前，逐步加入填料颗粒，并充分搅拌，使填料颗粒均匀且层层的分别于骨料颗粒的周围；

4)将上述步骤3)中的骨料颗粒、填料颗粒及树脂的混合物冷却、破碎、筛分得到包含内核态的骨料颗粒及包覆于内核态骨料颗粒外周缘的填料颗粒的复合颗粒。

其中，在步骤4)中得到的复合颗粒外表面另外涂覆一层树脂层，得到最终产物。即，在步骤4)后的复合颗粒中加入树脂，充分搅拌均匀，使树脂充分均匀的分布在步骤4)的复合颗粒的外层周围，并对其进行破碎、筛分得到产物复合颗粒。