[发明专利]轻质多孔油气井压裂支撑剂的制备方法

说明书

技术领域

本发明属于石油压裂支撑剂技术领域，涉及一种轻质多孔油气井压裂支 撑剂的制备方法，该支撑剂尤其适用于浅层井的高导流能力的压裂开采。

背景技术

随着水力压裂技术在油气开采工业上的广泛使用，压裂支撑剂已成为油 气井增产的不可或缺的材料。在水力压裂过程中，通过高速、高压的液体使 地下岩层裂开，在岩层裂缝闭合之前，携带有支撑剂颗粒的压裂液进入岩层 裂缝，进而支撑起裂缝，油气借助地层压力通过这些支撑剂之间的空隙排出， 从而实现油气的压裂开采。

目前，油气井压裂支撑剂分为天然支撑剂和人造支撑剂两类，前者有石 英砂支撑剂、核桃壳支撑剂等，后者主要包括各种烧结陶粒和树脂包裹陶粒。 人造支撑剂具有较高的强度、圆球度和导流能力，对油气井的增产作用明显。 因此，虽然人造支撑剂的成本高于天然支撑剂，但人造支撑剂在油气井开采 过程中的使用比率已逐渐高于天然陶粒。就烧结陶粒而言，密度越高，强度 就越大，所应用的油井也越深。然而，高密度的支撑剂在泵入地下岩层时， 需要高粘度的压裂液携带，同时也需要较高的浆料泵入速度，这将增加开采 成本，同时也增加了对地层断裂面的损害，降低地层渗透率，不利于石油和 天然气的开采。因此，根据油气井的不同深度来选择不同密度和强度的压裂 支撑剂是非常重要的。

在对浅层油气井进行压裂开采时，要求支撑剂满足较高的压裂液携带能 力、高体积砂比和良好的导流能力等特点，这就决定了支撑剂必须具备较低 的密度和较高的渗透率。

通过采用不同原料和对支撑剂进行表面有机涂层，可以获得低密度的人 造支撑剂烧结陶粒。中国发明专利CN02112746.8公开了一种采用熟铝矾土、 粘土和宜兴红泥为主要原料来制备低密度陶粒支撑剂的方法，通过控制原料 混合物中钛、铁和锰金属氧化物的含量，可以得到视密度2.65-2.85g/cm³， 52MPa下的破碎率≤7％的低密度陶粒。中国发明专利CN200410001002.9通 过在石英砂表面包裹一层热固性树脂，得到了抗破碎能力优于石英砂的低密 度陶粒，然而该工艺需要加入一系列的增塑剂、润滑剂、偶联剂和热固性树 脂等高分子化合物，并需要严格控制温度，从而增加了制备工艺的复杂性。

为了提高支撑剂的渗透率，人们通常采用提高支撑剂的圆球度和控制粒 径分布的方法。然而，支撑剂的渗透率还与其微结构息息相关，如果在单颗 粒支撑剂的内部引入气孔，那么在支撑剂堆积体中，不仅在颗粒之间的孔隙 能形成油气通道，而且在单颗粒支撑剂的内部孔隙中也可提供油气的透过通 道，从而，大大提高支撑剂的渗透率和导流能力。因此，本发明通过在原料 中添加造孔剂物质来调控支撑剂的微结构，从而制备出轻质多孔的油气井压 裂支撑剂。

发明内容

本发明的目的是提供一种轻质多孔油气井压裂支撑剂的制备方法，该方 法的原料配方和制备工艺简单、无污染，易于大规模生产。