[发明专利]一种支撑剂及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种支撑剂及其制备方法。

背景技术

压裂采油是石油、天然气低渗透油气井开采的重要新技术。支撑剂(proppant)则是压裂采油工艺的关键材料。目前，油田应用较多的支撑剂主要是陶粒或石英砂。其中，陶粒可适用于中高闭合压力，但陶粒破碎率高，在储层中压碎的陶粒易发生迁移，导流能力差。另外，陶粒是以铝矾土为主要原料并经过800℃以上的高温烧结而成的，制备工艺复杂，而且铝矾土为矿产资源，其在我国的储量有限，因此成本较高，且陶粒的生产能耗较高。而石英砂只适用于闭合压力为28MPa以下的储层，导流能力差，而且强度低，应用范围较窄。表1为常规支撑剂性能和标准要求。

表1

  序号  检测参数  石英砂  陶粒  1  破碎率(52MPa)，％  5.3(28MPa)  3.52  2  单颗粒强度，N  34  80  3  导流能力，μm²·cm(闭合压力69MPa)  30(28MPa)  50

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术中的支撑剂强度低、易破碎、导流能力差、不能应用于中高闭合压力下的储层的缺点，提供一种能应用于中高闭合压力下的储层，且强度高、破碎率低、导流能力优异的支撑剂及其制备方法。

本发明提供一种支撑剂，所述支撑剂含有硅砂、无机粘结剂、有机粘结剂，以100重量份硅砂为基准，无机粘结剂的含量5-35重量份，有机粘结剂的含量为0.5-15重量份。

本发明还提供一种支撑剂的制备方法，所述方法包括将硅砂、无机粘结剂在溶剂存在下混合均匀后，放入140-160℃的烘箱中烘制烘制1.5-2.5小时后，在190-210℃下与有机粘结剂混合均匀并冷却至室温。

本发明提供的支撑剂能应用于中高闭合压力下的储层，且该支撑剂强度高，具有很好的抗破碎能力，导流能力优于陶粒。本发明提供的支撑剂的制备方法简单，免除了现有技术中的烧结等工艺步骤，且硅砂容易获得，应用范围广。

具体实施方式

本发明提供一种支撑剂，所述支撑剂含有硅砂、无机粘结剂、有机粘结剂和固化剂，以100重量份硅砂为基准，无机粘结剂的含量5-35重量份，有机粘结剂的含量为0.5-15重量份，优选以100重量份硅砂为基准，无机粘结剂的含量10-30重量份，有机粘结剂的含量为1-10重量份。

根据本发明，所述无机粘结剂含有磷酸二氢盐和金属氧化物，在无机粘结剂中，对磷酸二氢盐和金属氧化物的比例没有特别的限定，优选情况下，所述磷酸二氢盐和金属氧化物的重量比为1∶1至1∶5。对于所述金属磷酸盐没有特别的限制，优选磷酸二氢铝、磷酸二氢钾和磷酸二氢铵中的一种或几种，更加优选磷酸二氢铝。对于所述金属氧化物也没有特别的限制，优选氧化铜、氧化镁、氧化锌和氧化钙中的一种或几种，更加优选氧化铜、氧化镁和氧化锌。即，本发明的无机粘结剂优选使用磷酸二氢铝与氧化铜、磷酸二氢铝与氧化镁、磷酸二氢铝和氧化锌。