[发明专利]一种疏水性树脂组合物及其制备方法和应用

说明书

技术领域

本发明涉及一种疏水性树脂组合物及其制备方法，本发明进一步涉及该疏水性树脂组合物在制备压裂支撑剂中的应用。

背景技术

在石油天然气的开采过程中，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。

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，其堵水能力还有待于进一步提高。

发明内容

本发明的目的在于提供一种疏水性树脂组合物，将该组合物与原砂混合制备的压裂支撑剂具有更高的堵水能力。

本发明提供了一种疏水性树脂组合物，该疏水性树脂组合物含有环氧树脂、聚硅氧烷和含氟化合物，所述聚硅氧烷和含氟化合物各自通过偶联剂与至少部分环氧树脂连接在一起，所述偶联剂具有至少两个异氰酸酯基，所述至少部分环氧树脂具有羟基，所述聚硅氧烷和含氟化合物各自具有能够提供质子的基团，所述偶联剂的一端通过第一偶合部分与所述至少部分环氧树脂共价连接在一起，所述偶联剂的另一端通过第二偶合部分与聚硅氧烷或含氟化合物共价连接在一起，所述第一偶合部分由所述偶联剂中的异氰酸酯基与所述至少部分环氧树脂中的羟基形成，所述第二偶合部分中的一部分由所述偶联剂中的异氰酸酯基与聚硅氧烷中的能够提供质子的基团形成，所述第二偶合部分中的另一部分由所述偶联剂中的异氰酸酯基与含氟化合物中的能够提供质子的基团形成。

本发明还提供了一种制备疏水性树脂组合物的方法，该方法包括将环氧树脂与偶联剂进行第一接触，并将得到的混合物与聚硅氧烷和含氟化合物进行第二接触，至少部分环氧树脂具有羟基，所述聚硅氧烷和含氟化合物各自具有能够提供质子的基团，所述偶联剂具有至少两个异氰酸酯基，所述第一接触的条件使得所述至少部分环氧树脂中的羟基与所述偶联剂中的部分异氰酸酯基形成共价连接，所述第二接触的条件使得所述聚硅氧烷和含氟化合物中能够提供质子的基团各自与所述偶联剂中剩余的异氰酸酯基形成共价连接。

本发明进一步提供了根据本发明的疏水性树脂组合物或者由本发明的方法制备的疏水性树脂组合物在制备压裂支撑剂中的应用。

将本发明的疏水性树脂组合物与原砂混合经固化制备的压裂支撑剂，具有高的堵水能力。并且，由本发明的疏水性树脂组合物制备的压裂支撑剂还具有较高的抗破碎强度，能够有效地支撑裂缝，防止其闭合。

具体实施方式

本发明提供了一种疏水性树脂组合物，该疏水性树脂组合物含有环氧树脂、聚硅氧烷和含氟化合物。

根据本发明的组合物，所述聚硅氧烷和含氟化合物各自通过偶联剂与至少部分环氧树脂连接在一起，所述偶联剂具有至少两个异氰酸酯基，至少部分所述环氧树脂具有羟基，所述聚硅氧烷和含氟化合物各自具有能够提供质子的基团，所述偶联剂的一端通过第一偶合部分与至少部分环氧树脂共价连接在一起，所述偶联剂的另一端通过第二偶合部分与聚硅氧烷或含氟化合物共价连接在一起，所述第一偶合部分由所述偶联剂中的异氰酸酯基与环氧树脂中的羟基形成，所述第二偶合部分中的一部分由所述偶联剂中的异氰酸酯基与聚硅氧烷中的能够提供质子的基团形成，另一部分由所述偶联剂中的异氰酸酯基与含氟化合物中的能够提供质子的基团形成。

根据本发明的组合物，所述环氧树脂中的羟基用于与偶联剂反应，进而将环氧树脂与聚硅氧烷和含氟化合物通过化学键连接在一起，所述羟基的含量可以根据预期的聚硅氧烷和含氟化合物的量进行适当的选择。从进一步提高由该组合物制备的压裂支撑剂的堵水性能的角度出发，所述环氧树脂的羟值优选为0.02-0.4mol/100g，更优选为0.04-0.2mol/100g。羟值满足上述要求的环氧树脂可以商购得到，也可以采用本领域常用的各种方法合成，本文不再详述。所述羟值可以根据黄笔武等在《环氧树脂羟基值测定方法》的第3.1-3.3节（热固性树脂，4：42-45，1995年）中公开的方法测定，也可以由商购得到的环氧树脂的产品说明中获知。本发明实施例中，环氧树脂的羟值来自于商购得到的环氧树脂的产品说明。