[发明专利]OTS自组装抑水石英砂及其制备方法与应用

说明书

技术领域

本发明涉及OTS自组装抑水石英砂的制备方法与应用，属于油气田防砂及压裂用支撑剂技术领域。

背景技术

随着疏松砂岩油藏的深入开发，越来越多油田进入高含水、特高含水开发后期，压裂防砂技术是这类油藏增产增注的重要措施，然而在储层中所压出的具有高导流能力的裂缝既是增产的油流通道，也是地层水产出的优势通道，这势必会影响采油速度，对于边底水油藏这一矛盾尤为突出。

目前压裂防砂所用的支撑剂主要为石英砂或陶粒，通过改变支撑剂的表面性质是解决这一难题行之有效的方法。通常在支撑剂表面涂覆一层疏水性物质(如树脂、有机硅化物、含氟化合物等)来改变其表面润湿性，达到抑水亲油的目的，从而实现增加油相渗透率，提高采油速度。

专利CN101665686A(申请号200810146577.8)提供了一种制备疏水型支撑剂的制备方法，包括如下步骤：(1)将支撑剂的基体加热至100～240℃；(2)向加热后的所述基体中加入树脂并搅拌形成混合料，以使所述树脂在所述基体表面覆膜，再加入高分子表面活性剂、固化剂并搅拌，以使覆膜于所述基体上的所述树脂开始固化；(3)所述树脂-基体的混合料开始结块前加入润滑剂以及疏水性高分子并搅拌；(4)经冷却、破碎、筛分步骤(3)中得到的混合物后得到支撑剂。该专利在制备过程中需进行高温加热，并使用多种疏水性物质及添加剂，制备复杂、成本高、不益于环保。

中国专利文献CN102443387A(申请号201010500399.1)提供了一种疏水性支撑剂及其制备方法，包括如下步骤：(1)将疏水树脂加热至熔融状态，加入纳米粒子，搅拌，冷却至室温，得到纳米粒子均匀分布于所述疏水树脂中的覆膜树脂；(2)将骨料颗粒加热，加入步骤(1)制备得到的覆膜树脂以及硅烷偶联剂，搅拌10-60s混匀，使所述覆膜树脂均匀包覆在所述骨料颗粒表面；(3)使所述覆膜树脂固化。该制备方法复杂，原料成本较高，不适合油田现场大排量施工与应用。中国专利文献CN103848957A采用环氧树脂、含氟化合物、偶联剂制备疏水型支撑剂，该方法使用的疏水性物质及添加剂种类较多，增加制备成本，不益于环保。

虽然在电子半导体制造领域涉及在石英基板上增覆具有疏水性和化学惰性的自组装单层，中国专利文献CN101266403A(申请号200710143734.5)公开了一种疏水性表面的掩模，该掩模包括：一基板；多个图案，形成于该基板上；以及一形成于未覆盖所述图案的该基板上的自组装单层，该自组装单层包括一通过汽化工艺或溶液工艺形成的烷基三氯硅烷层，例如十八烷基三氯硅烷层或全氟十烷基三氯硅烷层，但上述发明制备疏水性掩膜的主要目的是延长基板的使用寿命；采用汽化工艺或溶液工艺(牺牲层蚀刻、表面氧化、自组装单层的形成、清洗干燥)成型，工艺复杂、成本高，不适用于油气田防砂及压裂用支撑剂技术领域；并且所制备的疏水掩膜在改变石英砂表面润湿性，改善表面稳定性、耐酸蚀、耐水蚀性能以及提高石英砂强度和导流能力方面，均无法满足防砂及压裂对支撑剂的要求。

发明内容

本发明的目的是提供一种OTS自组装抑水石英砂及其制备方法。

本发明还提供OTS自组装抑水石英砂的应用。

本发明的目的通过以下技术方案实现：

本发明所需药品：十八烷基三氯硅烷(OTS)、甲苯、石英砂、铬酸洗液。

一种OTS自组装抑水石英砂的制备方法，步骤如下：

(1)将十八烷基三氯硅烷(OTS)与甲苯按比例配制成十八烷基三氯硅烷(OTS)/甲苯溶液，十八烷基三氯硅烷(OTS)的浓度为6～12mmol/L，制得反应液；

(2)将水洗、烘干后的普通压裂用石英砂用铬酸洗液进行表面处理，再经水洗、干燥，制得处理后石英砂；

(3)将步骤(2)制得的处理后石英砂置于步骤(1)制得的反应液中，浸泡反应0.5～2.0h，过滤，取沉淀，经洗涤、干燥，制得OTS自组装抑水石英砂。

根据本发明优选的，所述步骤(1)中十八烷基三氯硅烷的浓度为10mmol/L。

根据本发明优选的，所述步骤(2)中铬酸洗液的浓度10～14wt％；进一步优选的，铬酸洗液的浓度12wt％。

根据本发明优选的，所述步骤(2)中表面处理的时间为0.5h。

根据本发明优选的，所述步骤(2)中水洗均为采用蒸馏水冲洗2～3次。

根据本发明优选的，所述步骤(3)中浸泡反应时间为1.0h。

根据本发明优选的，所述步骤(3)中洗涤为依次采用甲苯、丙酮、无水乙醇和蒸馏水分别冲洗。