[发明专利]一种自悬浮覆膜材料的制备工艺

说明书

本发明属于石油、天然气及页岩气等流体矿产开采技术领域，具体公开了一种自悬浮覆膜材料的制备工艺，包括以下步骤，(1)将骨料加热到80‑230℃，将加热后的骨料进行搅拌混合；(2)温度降至75‑200℃，加入内层树脂和内层树脂的固化剂，并搅拌，形成内涂覆层；(3)温度降至40‑130℃，加入催化剂、外层树脂、胺类添加剂和外层树脂的固化剂，搅拌，形成外涂覆层；(4)温度降至35‑90℃，加入减阻剂后搅拌，所述减阻剂质量为骨料的0.5‑1.5％；(5)温度降至30‑70℃，出锅，控制自悬浮覆膜材料视密度范围为1.05‑2.60g/cm³。本制备工艺制得的自悬浮覆膜材料的导流性能好、自悬浮性能好，减少摩阻。

技术领域

本发明属于石油、天然气及页岩气等流体矿产开采技术领域，尤其涉及一种自悬浮覆膜材料的制备工艺。

背景技术

水力压裂技术在国内外已经比较成熟，石油压裂支撑剂作为压裂过程中必不可少的物品之一,其性能优劣将直接影响到水力压裂效果,视密度是评价支撑剂性能的重要指标之一，视密度越低其相对于压裂液的相对密度就越低，当支撑剂与压裂携带液混合后，视密度越低越容易在压裂液中悬浮，从而大大的降低沉降速率。在泵送过程中将泵送得更远。高泵送压力将流体泵送至井中，同时裂开岩层以允许烃类物质更好的通过。然而，除非压力保持，否则新形成的孔口关闭。为了打开和保持路径，在泵送流体的过程中同时注入支撑剂，以产生保持孔口所需的支撑。当形成裂缝时，支撑剂在浆料中通过释放水力压力时传递，支撑剂在此形成用于保持打开裂缝的填充或支撑。

随着国内石油压裂支撑剂生产的发展，各式各样的支撑剂纷纷涌现出来，例如覆膜支撑剂。而目前国内压裂工艺主要以石英砂和陶粒为主，石英砂主要应用于浅层低闭合压力井的压裂作业，陶粒主要应用于中深井压裂工艺，但是石英砂与陶粒的抗破碎能力均有限，难以适应高压环境。而覆膜支撑剂通过在骨料表面覆膜来增强支撑剂的强度，以提高支撑剂抵抗破碎的能力。目前，目前覆膜支撑剂的包覆膜常见的有酚醛树脂膜、环氧树脂膜和聚氨酯树脂膜等。

现在骨料表面包覆酚醛树脂膜、环氧树脂膜和聚氨酯树脂膜等主要是为了提高支撑剂的强度，所以目前基本上是要考虑如何改善树脂膜(覆酚醛树脂膜、环氧树脂膜和聚氨酯树脂膜等)的强度，但是支撑剂的悬浮性能并没有得到改善，使用该种覆膜支撑剂压裂施工时通常需要在配制具有黏弹性的携带液，传统的携带液配制方法是在水中加入大量的增稠剂(瓜尔胶等物质)增加其自身的黏弹性，使覆膜支撑剂能够在携带液中悬浮，但其缺点是添加增稠剂后会导致压裂成本较高、储层伤害严重、对环境造成污染等，因此现在急需一种能够在清水中悬浮的支撑剂。

现有的支撑剂能在水中自悬浮主要有两类技术，一是在骨料石英砂或者陶粒表面覆膜一层材料，这种材料主要是一些水溶性高分子材料，如聚丙烯酰胺、羧甲基纤维素、聚丙烯酸、瓜尔胶、植物胶等。这些材料遇水能迅速膨胀，并能溶进水中增加水的粘度达到悬浮的目的。这种技术的自悬浮支撑剂并没有从根本上改变悬浮的技术，只是把增稠剂覆膜在了骨料上，没有解决环保问题，没有真正的实现降低成本、增产增效。另一种技术是改变骨料的视密度，制作超低密度的陶粒，或者树脂小球。该类产品确实能实现在水中半悬浮，降低支撑剂在水中的沉降速率，但是由于要将视密度大幅度降低，其生产成本大大增加，且支撑剂的性能，如破碎、酸溶、导流等性能会明显降低。而树脂小球的生产效率低，成本高等缺陷，也限制了其推广使用。而且上述支撑剂虽然能够实现水中自悬浮，但是携带液的摩阻均有了较大的提高，使得施工时需要较高的泵压才能将支撑剂泵送到相应的位置，提高了施工成本。

发明内容

本发明的目的在于提供一种自悬浮覆膜材料的制备工艺，本制备工艺制得的自悬浮覆膜材料的导流性能好、自悬浮性能好。

为了达到上述目的，本发明的基础方案为：一种自悬浮覆膜材料的制备工艺，包括以下步骤，

(1)将骨料加热到80-230℃，将加热后的骨料进行搅拌混合；

(2)温度降至75-200℃，加入内层树脂和内层树脂的固化剂，并搅拌，形成内涂覆层；