[发明专利]一种树脂悬浮剂组合物及其应用

说明书

技术领域

本发明涉及一种固体颗粒处理剂组合物及其应用，特别涉及一种能够使液相中的固体颗粒悬浮于液相的树脂悬浮剂组合物及其应用。

背景技术

压裂是指采油或采气过程中，利用水力作用，使油气层形成裂缝的一种方法，又称水力压裂。油气层压裂工艺过程中用压裂车，把高压大排量具有一定粘度的液体挤入油层，当把油层压出许多裂缝后，加入支撑剂(如石英砂等)充填进裂缝，提高油气层的渗透能力，以增加注水量(注水井)或产油量(油井)。上述具有一定粘度的液体又称压裂液，用于携砂，将支撑剂送入地层目的区域，防止相对密度较高的支撑剂沉降析出。

现有的压裂液，主要是通过增稠剂和交联剂，提高液体粘度，抑制支撑剂沉降的速度。压裂液粘度的提高，只是抑制了支撑剂的相对沉降速度，并没有解决支撑剂沉降析出的根本问题，支撑剂作业后堆积于缝隙底部，铺砂不均匀；同时，增稠剂的加入，产生地层污染和地层伤害，影响油气的产量。对于致密油气地层来说，压裂作业普遍选用低粘度的水基压裂液和支撑剂的混合物，在高速率下泵送至地下。这种滑溜水压裂方案的压裂效果较好，但其低粘度的压裂液会导致输送支撑剂能力变差，增加了支撑剂发生沉积和沙丘现象，同时支撑剂在裂缝中的分布情况也不好，极大的影响油气产量。

公开于该背景技术部分的信息仅仅旨在增加对本发明的总体背景的理解，而不应当被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已为本领域一般技术人员所公知的现有技术。

发明内容

为了改善现有技术的缺陷，本发明的目的在于提供一种树脂悬浮剂组合物及使用该树脂悬浮剂组合物制备得到的悬浮改性固体颗粒支撑剂。该树脂悬浮剂组合物使用方便，能使液相中的固体颗粒悬浮；将该组合物应用于支撑剂可实现支撑剂在清水或污水中的自主悬浮，在高砂比(砂比即沙子总量与携砂液的比值)的情况下，支撑剂在油气层裂缝中的运移过程中不沉降，可以运移至油气层裂缝的远端，从而减少或避免了压裂液增稠剂以及交联剂的使用，解决了使用增稠剂造成的地层伤害和裂缝表面铺砂不均匀的问题。

为了实现上述发明目的，本发明提供了如下技术方案：

一种树脂悬浮剂组合物，包括用于包覆固体颗粒的油溶性阳离子树脂、用于提高所述油溶性阳离子树脂的力学强度的添加剂和用于将所述油溶性阳离子树脂分散于液相中的互溶剂。

上述树脂悬浮剂组合物在另一种实施方式中，所述油溶性阳离子树脂是以选自乙烯基吡啶类、氯乙烯、苯乙烯、马来酸酐、丙烯酸丁酯中的材料作为共聚单体共聚形成的二元或多元共聚物。

上述树脂悬浮剂组合物在另一种实施方式中，所述所述乙烯基吡啶类包括乙烯基吡啶、2-乙烯基吡啶、4-乙烯基吡啶、乙烯氧化吡啶、2-甲基-5-乙烯基吡啶、3-乙烯基-5-溴吡啶。

上述树脂悬浮剂组合物在另一种实施方式中，所述油溶性阳离子树脂为4-乙烯基吡啶、3-乙烯基-5-溴吡啶和苯乙烯为共聚单体形成的三元共聚物。

上述树脂悬浮剂组合物在另一种实施方式中，二元或多元共聚物的制备方式可以为悬浮聚合、溶液聚合等自由基聚合方式。例如，采用乙腈为溶剂、AIBN为引发剂的溶液聚合。

上述树脂悬浮剂组合物在另一种实施方式中，所述二元或多元共聚物的平均分子量为10-300万，如：30万-110万。

上述树脂悬浮剂组合物在另一种实施方式中，所述添加剂为含磷有机化合物；优选地，所述含磷有机化合物可以为氨基三甲叉膦酸、乙二胺四甲叉膦酸、羟基乙叉二膦酸、2-膦酰基丁烷1,2,4-三羧酸、羟基膦酰基乙酸、多氨基多醚基甲叉膦酸、膦酰基羧酸中的一种或几种；例如所述含磷有机化合物选择羟基乙叉二膦酸。

上述树脂悬浮剂组合物在另一种实施方式中，所述互溶剂为油水互溶的有机溶剂；优选地，所述油水互溶的有机溶剂可以为C1-C3的醇，例如可以为甲醇、乙醇、正丙醇、异丙醇；所述油水互溶的有机溶剂可以为酮类，例如可以为丙酮、乙酰丙酮；所述油水互溶的有机溶剂可以为醚类，例如乙醚、乙二醇丁醚。

上述树脂悬浮剂组合物在另一种实施方式中，油溶性阳离子树脂、添加剂和互溶剂的重量比为1：1-4：1-4，如1：2-4：2-4或1：3：2.5。

一种含有上述树脂悬浮剂组合物的悬浮改性固体颗粒支撑剂，通过包含以下步骤的方法获得：将上述树脂悬浮剂组合物、固体颗粒支撑剂、水和气体混合。优选情况下，每添加1L树脂助剂组合物，则加入固体颗粒支撑剂200-1000kg、水500-2000L、气体10-500L；例如，每添加1L树脂助剂组合物，则加入固体颗粒支撑剂1000kg、水500L、气体100L。