[发明专利]一种压裂支撑剂及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种压裂支撑剂的制备方法、以及由该方法制备得到的压裂 支撑剂。

背景技术

在石油、天然气深井开采及超深井的开采过程中，高闭合压力低渗透性 矿床经压裂处理后，使含油气岩层裂开，油气从裂缝形成的通道中汇集而出， 压裂支撑剂随同高压溶液进入地层充填在岩层裂隙中，起到支撑裂隙不因应 力释放而闭合的作用，从而保持高导流能力，使油气畅通，增加石油天然气 的产量。因此，压裂支撑剂需要有一定的强度和导流能力，以满足不同深度 地层的闭合应力要求。

现有的压裂支撑剂主要是陶粒（一般以铝矾土为主要原料，并经过800 ℃以上的高温烧结而成）和石英砂。但是陶粒和石英砂的破碎率高，在储层 中压碎的陶粒易发生迁移，导流能力差。树脂包覆砂支撑剂近年来也得到了 广泛的应用。该支撑剂可通过调节树脂的类型而得到各种不同性能的支撑 剂，例如，在采集石油时，采用亲油性树脂可以提高采收率。现有的制备树 脂包覆砂的方法通常是将含有骨料颗粒、树脂和固化剂的混合物混合均匀后 固化。

发明内容

本发明的目的在于提供一种新的压裂支撑剂的制备方法、以及由该方法 制备得到的压裂支撑剂。

本发明提供了一种压裂支撑剂的制备方法，该方法包括将骨料颗粒、环 氧树脂和固化剂混合均匀并固化，其中，所述固化剂为含有酸酐固化剂和胺 类固化剂的固化剂组合物，且以所述固化剂组合物的总重量为基准，所述酸 酐固化剂的含量为80-99.8重量%、所述胺类固化剂的含量为0.2-20重量%。

本发明还提供了由上述方法制备得到的压裂支撑剂。

现有技术在压裂支撑剂的制备过程中，通常可以采用将骨料颗粒、环氧 树脂和酸酐固化剂混合均匀后固化，使得到表面包覆有环氧树脂层的压裂支 撑剂。然而，本发明的发明人发现，尽管采用酸酐固化剂得到的压裂支撑剂 能够在一定程度上提高石油和天然气的采收率，但是，制备得到的压裂支撑 剂的破碎率较高、导流能力较差。而本发明的固化剂组合物在以酸酐固化剂 为主体固化剂的基础上加入少量的胺类固化剂，能够使得到的压裂支撑剂的 破碎率较低、导流能力较高。推测其原因，可能是由于：将所述固化剂组合 物中的酸酐固化剂与胺类固化剂的含量控制在上述范围内，不仅能够提高树 脂层与骨料颗粒之间的附着力，从而使得树脂层牢固粘合在骨料表面上；而 且还能够控制固化速率，从而使得树脂能够得以均匀固化，得到性能更为稳 定的压裂支撑剂。

具体实施方式

本发明提供的压裂支撑剂的制备方法包括将骨料颗粒、环氧树脂和固化 剂混合均匀并固化，其中，所述固化剂为含有酸酐固化剂和胺类固化剂的固 化剂组合物，且以所述固化剂组合物的总重量为基准，所述酸酐固化剂的含 量为80-99.8重量%、所述胺类固化剂的含量为0.2-20重量%。

根据本发明，尽管只要将所述酸酐固化剂和胺类固化剂的含量控制在上 述范围内便能够使得到的压裂支撑剂的破碎率较低、导流能力较高，但为了 使得到的压裂支撑剂具有更为优异的综合性能，优选情况下，以所述固化剂 组合物的总重量为基准，所述酸酐固化剂的含量为90-99重量%、所述胺类 固化剂的含量为1-10重量%。

根据本发明，所述胺类固化剂的种类为本领域技术人员公知，可以为现 有的各种既能够促进环氧树脂的开环反应、又能够作为环氧树脂固化剂的带 氨基基团的物质，例如，可以选自乙二胺、二乙烯三胺、二胺基二苯砜、二 胺基二苯甲烷、间苯二胺、双氰胺、聚醚胺、二亚乙基三胺和己二胺中的一 种或多种。其中，所述聚醚胺例如可以为购自无锡市博宇辰物资有限公司， 牌号为D230的聚醚胺。从进一步提高固化速度的角度出发，所述胺类固化 剂特别优选选自乙二胺、二乙烯三胺和己二胺中的一种或多种。