[发明专利]一种耐磨损支撑剂

说明书

技术领域

本发明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。

背景技术

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。而支撑剂在由压裂液携带至岩层的过程中，通常会发生剧烈的摩擦和碰 撞，使得支撑剂基体表面的包覆膜破损，最终导致支撑剂的抗破碎率降低。

此外，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 成基体包覆层的腐蚀、降解、脱落等，如何提高基体上基体包覆层的耐环境侵 蚀能力也成为人们研究的一个重要方向。

发明内容

为此，本发明所要解决的技术问题在于：现有技术中支撑剂具有基体包覆 层耐磨损性能差的缺陷。

为解决上述技术问题，本发明提供了一种耐磨损支撑剂，包括基体和基体 包覆层，所述基体包覆层是由树脂粘结剂经固化而成，所述树脂粘结剂中添加 有碳纳米管，其中所述树脂粘结剂与所述基体的重量比为0.1-15∶100，所述碳 纳米管占所述树脂粘结剂重量的0.1-5wt％。

所述碳纳米管的直径为1-20nm，轴向长度为0.1-5μm。所述碳纳米管为单 壁和/或多壁碳纳米管。

所述基体平均粒径为0.3-1.2mm，优选平均粒径为0.45-0.85mm。

所述树脂粘结剂中还添加有固化剂，所述固化剂占所述树脂粘结剂重量的 5-30wt％。所述树脂粘结剂还包括增塑剂，所述增塑剂占所述树脂粘结剂重量 的1-30wt％。

所述树脂粘结剂还包括润滑剂，所述润滑剂占所述树脂粘结剂重量的 0.1-10wt％，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、硬脂酸钙、硬脂酸锌中的一种或多种。

所述树脂粘结剂与基体的重量比为2-10∶100，所述固化剂占所述树脂粘结 剂重量的10-20wt％，所述润滑剂占所述树脂粘结剂重量的2-5wt％，所述碳纳 米管占所述树脂粘结剂重量的0.5-1wt％，所述增塑剂为邻苯二型甲酸酯、脂肪 族二元酸酯、磷酸酯中的一种或多种，所述增塑剂占所述树脂粘结剂重量的 10-20wt％。

所述树脂粘结剂为酚醛树脂，其对应的所述固化剂为多聚甲醛、六亚甲基 四胺的一种或多种；或

所述树脂粘结剂为呋喃树脂，其对应的所述固化剂为苯磺酸、甲苯磺酸、二 甲苯磺酸的一种或多种；或

所述树脂粘结剂为环氧树脂，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

所述树脂粘结剂为不饱和聚酯树脂，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

所述树脂粘结剂为乙烯基树脂，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。

与现有技术相比本发明具有以下优点：

(1)本发明中在基体表面的基体包覆层中引入碳纳米管，且碳纳米管均 匀的分散于树脂层中。由于碳纳米管呈管状结构，树脂大分子通过物理键或拓 扑键的形式紧密的缠结于碳纳米管周围，并以每个碳纳米管为核心，向各个方 向排布，形成较规整的交联网络结构，即极大的提高了树脂粘结剂内部网络的 规整性，从而大大提高树脂粘结剂的强度和耐磨损能力。同时，由于碳纳米管 本身具有优良的耐磨损、抗冲击、耐酸碱侵蚀的特性，在复杂的岩层环境中不 易受到破坏，故以其为和核心的树脂粘结剂的强度和抗磨损性能得到了极大的 保障。

(2)此外，由于在树脂粘结剂基体包覆层中加入碳纳米管，使得树脂粘 结剂中高分子网络更加规整紧密，耐环境中的水分子或其它盐类离子侵蚀的能 力也得到明显的提高。

具体实施方式

通过具体实施例对本发明的耐磨损支撑剂作进一步说明。

实施例1