[发明专利]一种低密度覆膜材料的制备工艺

说明书

本发明申请属于石油、天然气及页岩气等流体矿产开采技术领域，具体公开了一种低密度覆膜材料的制备工艺，包括以下步骤：(1)将骨料加热并搅拌；(2)向步骤(1)得到的陶粒中加入树脂、固化剂并搅拌形成内层树脂膜；(3)待温度达到60‑130℃后，向步骤(2)得到的混合物中加入多元醇类树脂、催化剂、异氰酸酯和胺类添加剂并搅拌形成外层树脂膜；(4)待温度达到40‑70℃后出锅得到低密度覆膜材料；在步骤(2)中加入减阻剂，或在步骤(3)中加入减阻剂，或在步骤(2)和步骤(3)之中均加入减阻剂，减阻剂的含量为骨料质量的0.8‑2％。本发明主要用于开采石油、天然气，解决了支撑剂使用时需要添加携带液造成使用成本增高和造成环境污染的问题。

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，具体公开了一种低密度覆膜材料的制备工艺。

背景技术

支撑剂是通过在骨料表面包覆膜材料而制成，支撑剂广泛应用于水力压裂技术中。

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。

为了使支撑剂随流体进入岩层，通用的方法是将这些颗粒在流体中悬浮，而传统的压裂支撑剂的密度都比水的密度大，且水本身摩阻较大，如果不添加减阻性的材料，实际施工泵送压力过高，无法正常施工。传统支撑剂为达到施工要求而专门配置了减阻性的携带液，这样就使得支撑剂使用成本增高，携带液中含有化学物质成分，同时会对环境造成污染。

发明内容

本发明的目的在于提供一种低密度覆膜材料的制备工艺，以解决支撑剂使用时需要添加携带液造成使用成本增高和造成环境污染的问题。

为了达到上述目的，本发明的基础方案为：一种低密度覆膜材料的制备工艺，包括以下步骤：

(1)将骨料加热到140-230℃，并搅拌；

(2)向步骤(1)得到的陶粒中加入树脂、固化剂并搅拌形成内层树脂膜；

(3)待温度达到60-130℃后，向步骤(2)得到的混合物中加入多元醇类树脂、催化剂、异氰酸酯和胺类添加剂并搅拌形成外层树脂膜；

(4)待温度达到40-70℃后出锅得到低密度覆膜材料；

在步骤(2)中加入减阻剂，或在步骤(3)中加入减阻剂，或在步骤(2)和步骤(3)之中均加入减阻剂，减阻剂的含量为骨料质量的0.8-2％。

本基础方案的工作原理及有益效果在于：

(1)通过本工艺制备的覆膜材料，在长期实验中发现，采用上述范围内的减阻剂，能大大的降低覆膜材料的膜阻，使覆膜材料在清水中也具有很好的导流性能，达到相应的技术要求，相对于现有技术来说本方案省去了滑溜水等辅助添加剂，降低了施工成本，简化了施工工艺，降低了设备要求。本方案中的覆膜材料的溶解速率快，在3-15s内能够溶解于清水中，在施工时覆膜材料快速溶解于清水，可以实现大排量操作，大大的提高了工作效率。

(2)本发明的覆膜材料覆膜温度低，工艺时间短，产量高，对设备和能源消耗更低。覆膜后的产品指标如：体积密度、视密度、酸溶解度、破碎率等均能满足行业的基本要求。而且覆膜材料还具有清水中悬浮的特性，在压裂过程中不需要添加瓜尔胶等增粘的物质，大大降低了成本，精简了压裂设备和工艺，减少对环境的污染；