[发明专利]自悬浮支撑剂及其制备方法

说明书

本申请公开了一种自悬浮支撑剂及其制备方法，所述自悬浮支撑剂包括骨料、低密高强包覆层和疏水层，其中，所述低密高强包覆层包覆在所述骨料的表面，所述疏水层包覆在所述低密高强包覆层的表面；所述低密高强包覆层为轻质多孔结构，所述低密高强包覆层包括以下重量份的组分：偶氮氨基苯溶液2‑5份，热固性树脂40‑100份，工程塑料粉末20‑50份，所述偶氮氨基苯溶液由有机溶剂和重量比为2‑5％的偶氮氨基苯的混合溶液。本申请的自悬浮支撑剂通过高强度的轻质多孔覆膜和超疏水性能实现自悬浮，不再使用增稠剂或高分子吸水材料，能够避免伤害地层和堵塞裂缝内的孔道和喉道。

技术领域

本申请属于油气田压裂开采技术领域，具体涉及一种自悬浮支撑剂及其制备方法。

背景技术

水力压裂是油气田增产、增注的重要措施，在油气藏的增产改造中取得了良好的效果。它是利用地面高压泵车组，将高粘液体注入井中，在井底形成高压，当井底压力大于地层的破裂压力时，产生裂缝，继续注入带有支撑剂的携砂液，裂缝向前延伸并填以支撑剂，关井返排后裂缝闭合在支撑剂上，使裂缝得以支撑，从而在储层层内形成具有高导流的填砂裂缝，最终达到增产增注的目的。

由于需要用压裂液携入，因此，支撑剂需要具有悬浮特性。目前，支撑剂一般由骨料、低密高强包覆层、水溶性高分子材料(或溶胀性高分子、增稠剂)以及固化剂等构成。甚至，为了保证支撑剂的悬浮特性，采用粉体造粒技术制成质量密度较低的骨料。其中，增稠剂在使用过程中溶于携砂液，从而使支撑剂悬浮，然而，增稠剂的存在必然会造成地层伤害，同时可能会导致破胶不完全而造成裂缝内孔道和喉道的堵塞；溶胀性高分子在使用时吸水膨胀，从而使支撑剂悬浮，这类支撑剂虽然对地层伤害较小，但是溶胀性高分子被挤压时容易变形，从而造成裂缝内孔道和喉道的堵塞。

基于上述原因，急需开发出一种无需在携砂液内或支撑剂添加增稠剂 (增粘剂、溶胀剂的)、破胶的自悬浮支撑剂，从而减少地层伤害，增加开采效率。

发明内容

本申请实施例提供一种自悬浮支撑剂及其制备方法，该自悬浮支撑剂通过高强度的轻质多孔覆膜和超疏水性能实现自悬浮，不再使用增稠剂或高分子吸水材料，能够避免伤害地层和堵塞裂缝内的孔道和喉道。

根据本申请实施例的第一方面，提供一种自悬浮支撑剂，包括骨料、低密高强包覆层和疏水层，其中，所述低密高强包覆层包覆在所述骨料的表面，所述疏水层包覆在所述低密高强包覆层的表面；所述低密高强包覆层为轻质多孔结构，所述低密高强包覆层包括以下重量份的组分：偶氮氨基苯溶液2-5份，热固性树脂40-100份，工程塑料粉末20-50份，所述偶氮氨基苯溶液由有机溶剂和重量比为2-5％的偶氮氨基苯的混合溶液。

在一些可选实施例中，所述热固性树脂选自酚醛树脂、环氧树脂、氨基树脂、不饱和聚酯树脂以及硅醚树脂等中的一种。

在一些可选实施例中，所述工程塑料粉末至少包括聚碳酸酯、聚芳香尼龙、聚醚醚酮、聚苯硫醚等中的一种。

在一些可选实施例中，所述低密高强包覆层包括多层覆膜，所述多层覆膜由内而外堆积形成所述低密高强包覆层。

在一些可选实施例中，所述疏水层选自聚四氟乳液、氟硅烷偶联剂、含氟胶黏剂中的一种。

根据本申请实施例的第二方面，提供一种自悬浮支撑剂的制备方法，包括：

将偶氮氨基苯溶液、热固性树脂和工程塑料粉末按照2-5：40-100： 20-50的重量比混合均匀得到低密高强包覆层材料，备用；其中，所述偶氮氨基苯溶液由有机溶剂和重量比为2-5％的偶氮氨基苯的混合溶液；

将陶粒骨料加热至160-220℃后，放入混砂机中，降温至200℃；

将制备的低密高强包覆层材料加入混砂机中，搅拌20-25s，形成低密高强包覆层；

将疏水材料加入混砂机中，搅拌10-15s，形成疏水层。