[发明专利]一种轻质高强压裂支撑剂及其制备方法

说明书

本发明公开了一种轻质高强压裂支撑剂，由以下重量份数的组分制成：低品位铝矾土50‑80份、黏土5‑10份、钢渣5‑10份、K₂TiF₆ 1‑2份、Sb₂O₃ 0.5‑1份、硅烷偶联剂1‑2份、可溶性聚酰亚胺3‑5份、烷基苯磺酸钠0.5‑1份。此外，本发明还提供了一种轻质高强压裂支撑剂的制备方法。本发明制备出的轻质高强压裂支撑剂质轻、强度高，使用过程中破碎率低，可有效保持压裂液的导流率，适用于深井压裂，有广阔的市场前景。

技术领域

本发明属于油田化工技术领域，具体涉及一种轻质高强压裂支撑剂及其制备方法。

背景技术

压裂支撑剂是填充并支撑水力压裂裂缝，使之不再重新闭合而具有一定圆度和球度的固体颗粒。在水力压裂过程中，利用地面的高压泵组等压裂设备通过井筒不断地向油层注入超出其吸收能力的、具有高粘度的压裂液而使得油层上形成较高的压力，随着压裂液的不断注入，压力也不断升高，当此压力高于井壁附近地层压力和地层岩石扩张强度时，油层就会被压裂开而形成大小不一，长短不同的裂缝，而支撑剂的作用就是当形成裂缝后由携砂液输送至裂缝中支撑裂缝，使得油层与井筒之间形成一条流体通道，达到增产的效果。

现有的支撑剂主要有三类：石英砂、陶粒和树脂包砂。石英砂强度低，破裂后的碎屑会堵塞裂缝，从而降低导流率；树脂包砂能够解决石英砂强度低的问题，但其生产成本高，工艺复杂；陶粒虽然具有较高的强度，但是目前制备出的陶粒支撑剂的相对密度高达2.7-3.6g/cm³，这对压裂液的黏度、流变性等性能以及设备功率、排量等泵送条件都提出了较高的要求。

目前，国内大量的研究主要集中在提高陶粒支撑剂的强度方面，忽视了视密度的大小，使支撑剂在应用中容易产生较短的支撑带，堆积在裂缝的端口处，对导流极其不利。因此，很有必要研制开发轻质高强压裂支撑剂，以解决上述问题。

发明内容

本发明提供了一种轻质高强压裂支撑剂，解决了现有技术中存在的陶粒支撑剂视密度大，导致其在应用中容易产生较短的支撑带，堆积在裂缝的端口处，对导流极其不利的问题。

本发明的第一个目的是提供一种轻质高强压裂支撑剂，由以下重量份数的组分制成：低品位铝矾土50-80份、黏土5-10份、钢渣5-10份、K₂TiF₆ 1-2份、Sb₂O₃ 0.5-1份、硅烷偶联剂1-2份、可溶性聚酰亚胺3-5份、烷基苯磺酸钠0.5-1份。

优选的，所述轻质高强压裂支撑剂由以下重量份数的组分制成：低品位铝矾土60份、黏土8份、钢渣8份、K₂TiF₆ 1.5份、Sb₂O₃ 0.5份、硅烷偶联剂1.5份、可溶性聚酰亚胺4份、烷基苯磺酸钠1份。

优选的，所述低品位铝矾土中Al₂O₃质量含量为50-55％。

优选的，所述钢渣中各化学组分的质量百分含量为：CaO：40.08％、SiO₂：15.22％、Fe₂O₃：26.51％、MgO：10.10％、Al₂O₃：6.38％、P₂O₅：0.88％、Na₂O：0.31％、TiO₂：0.52％。

优选的，所述硅烷偶联剂为乙烯基三乙氧基硅烷。

本发明的第二个目的是提供上述轻质高强压裂支撑剂的制备方法，包括以下步骤：