[发明专利]一种低密度有机控水支撑剂及其制备方法

说明书

本发明公开了一种低密度有机控水支撑剂，通过下述过程制备得到：将低密度有机支撑剂基体的表面进行高温氧化活化，使其表面产生活性基团，然后通过接枝涂层材料在活化后的低密度有机支撑剂基体表面接枝形成接枝涂层，再通过控水涂层材料在接枝涂层表面接枝形成控水涂层，得到所述低密度有机控水支撑剂。本发明使用低密度有机支撑剂，其密度与水相当，具有优异的携带性能，在完井充填和压裂作业中可以大幅度提高井筒与地层的充填效率；同时通过对低密度有机支撑剂表面进行疏水改性，使低密度有机支撑剂具备控水功能，延长油井生命周期；本发明的低密度有机控水支撑剂在油井完井或压裂作业中实现了支撑剂的低密度和控水的双重功效。

技术领域

本发明属于石油天然气开采技术领域，具体涉及一种低密度有机控水支撑剂及其制备方法。

背景技术

支撑剂是油田压裂增产措施中产生高导流裂缝的关键材料，目前压裂作业常用的石英砂、陶粒等支撑剂存在易沉降、在裂缝中分布不均匀、对压裂液性能及泵送条件要求高的缺点。同时，完井支撑剂也是油井完井过程砾石充填防砂作业的关键材料，目前砾石充填作业常用支撑剂为不同粒度的石英砂系列，但是石英砂存在充填效率不高的缺点，进一步影响了油井防砂效果。

另外，在石油天然气开发过程中，由于储层非均质性、天然裂缝、流体特性差异等原因，边底水锥进现象突出，导致油井过早见水，一旦边底水突破进入井筒，油井的含水率将迅速上升，既增加了能耗和地面水处理工作量，又大大降低了油田的采收率，严重影响油田整体开发效益。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种低密度有机控水支撑剂及其制备方法。

本发明的技术目的通过下述技术方案予以实现。

一种低密度有机控水支撑剂，通过下述过程制备得到：将低密度有机支撑剂基体的表面进行高温氧化活化，使其表面产生活性基团，然后通过接枝涂层材料在活化后的低密度有机支撑剂基体表面接枝形成接枝涂层，再通过控水涂层材料在接枝涂层表面接枝形成控水涂层，得到所述低密度有机控水支撑剂。

在上述低密度有机控水支撑剂中，所述低密度有机支撑剂基体为聚苯乙烯小球、聚氯乙烯小球、环氧树脂小球、酚醛树脂小球、聚氨酯小球、果壳颗粒中的一种，所述低密度有机支撑剂基体的粒径为16目～80目。

在上述低密度有机控水支撑剂中，所述接枝涂层材料包括下述组分中的一种或多种：水玻璃、脲醛树脂、酚醛树脂、聚丙烯酸树脂、环氧树脂、缩水甘油醚硅烷；所述接枝涂层材料的含量为所述低密度有机支撑剂基体质量的0.1～3wt％。

在上述低密度有机控水支撑剂中，所述缩水甘油醚硅烷为γ-(2,3-环氧丙氧)丙基三甲氧基硅烷。

优选地，所述接枝涂层材料为环氧树脂、质量比为(1-2)：6的γ-(2,3-环氧丙氧)丙基三甲氧基硅烷和环氧树脂、或质量比为1:3的γ-(2,3-环氧丙氧)丙基三甲氧基硅烷和酚醛树脂。

在上述低密度有机控水支撑剂中，所述控水涂层材料包括下述组分中的一种或多种：聚乙烯树脂、聚丙烯树脂、石油树脂、有机硅树脂、改性聚氟树脂；所述控水涂层材料的含量为所述低密度有机支撑剂基体质量的0.5～5wt％。

本发明还公开了上述低密度有机控水支撑剂在油田完井充填和压裂作业中的应用，所述低密度有机控水支撑剂在油田完井充填或压裂作业中具有低密度和控水的双重效果。

一种低密度有机控水支撑剂的制备方法，包括下述步骤：

步骤1：将低密度有机支撑剂基体加热至200℃～350℃后，保持温度1min以上，对所述低密度有机支撑剂基体进行表面活化；

在步骤1中，保持温度1min～2h，以对所述低密度有机支撑剂基体进行表面活化；