[发明专利]一种树脂覆膜支撑剂及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及石油、天然气和页岩气压裂开采领域，特别涉及一种树脂覆膜支撑剂及其制备方法。

背景技术

对页岩气、低渗透、超低渗透以及旧井改造中采取压裂增产是目前油（气）田增产的主要技术之一，支撑剂作为压裂增产的必需材料由压裂液携带送入地层裂缝，从而起到支撑地层裂缝和提供传导通道的作用，使油、气在支撑剂之间的缝隙中顺利导出油、气井。因此，支撑剂的综合性能决定着油气井的油、气产量并影响着油气井的有效增产。

目前市场上的常规支撑剂以中密陶粒和石英砂为主，中密陶粒支撑剂有着较高的抗破碎能力（52MPa破碎率一般小于5%），圆球度好，导流能力强，但相对密度大，要求携砂液粘度较高，施工难度较大，对输送泵和管道磨损较为严重，使施工费用和设备安全风险无形增加；天然石英砂相对密度较低，便于压裂液携带输送，但由于其强度低，适合地层应力低于35MPa的地层。实际工作中，技术人员在常规支撑剂表面覆膜一层树脂薄膜，称为树脂覆膜支撑剂，树脂覆膜支撑剂能大幅度降低支撑剂的破碎率、浊度、酸溶解度，提高支撑剂的导流能力和延长压裂时效性。因此，树脂覆膜支撑剂的用量在逐渐增加。

中国专利申请200410001002.9公开了一种树脂覆膜石英砂，该树脂覆膜石英砂的树脂膜的热变形温度较低，当地层温度高于树脂膜的热变形温度时，树脂膜对石英砂起不到分散应力的作用；而且小分子增塑剂也降低了树脂膜的耐水性。

中国专利申请200910083223.8公开了一种涉及一种功能型预固化树脂覆膜支撑剂，其包括骨料以及在骨料外覆膜的树脂膜，所述树脂膜包括含有氨基、羟基、羧基、烷氧基和巯基中的一种或多种活性基团的有机硅化合物，固化后树脂膜对油、水具有不同的浸润性，提高了油气同水的分离效果和抗破碎能力，长期导流效果好。中国专利申请200910203794.0公开了一种涉及预固化树脂覆膜支撑剂，该支撑剂强度高，并具有优异的抗静电性能及耐水性能。虽然这两个专利的覆膜支撑剂在浸水后的抗破碎率有所提高，但是还存在不足，同时也不具有自洁功能。

在油、气井压裂增产过程中，为了降低压裂液的用量和减少压裂液对地层的伤害，对支撑剂要求是强度越高和密度越低越好，支撑剂密度越低，压裂液将其携带到地层裂缝的更远距离，对提高裂缝的导流能力有利。目前市场上能供应的低密支撑剂有低密度陶粒（体积密度小于1.4g/cm³，视密小于2.50g/cm³，52MPa破碎率大于15%）和石英砂，这两种支撑剂不仅破碎率高，强度低；而且在压裂施工后采油气过程中，由于地层流体长时间在支撑裂缝中流动，导致地层中矿物质和杂质吸附在陶粒和石英砂表面，致使支撑剂之间的孔隙减小甚至堵塞，造成人工裂缝的导流能力降低，油气井产量递减快，压裂后有效期较短的问题。

因此，目前亟需一种具有自洁功能，而且密度低、强度高的树脂覆膜支撑剂。

发明内容

根据上述领域的需求和不足，本发明提供一种树脂覆膜支撑剂，该支撑剂不仅具有密度低和强度高的特性，而且具有自洁功能。

本发明的技术方案如下：

一种树脂覆膜支撑剂，其特征在于，包括骨料、增强树脂在骨料表面所覆的增强树脂膜、自洁树脂在骨料表面所覆的自洁树脂膜以及用于解决增强树脂膜与自洁树脂膜之间界面问题的界面过渡层；所述增强树脂选自环氧树脂和/或热塑性酚醛树脂；所述自洁树脂为具有自清洁功能的氟树脂，所述界面过渡层采用有机氟改性环氧树脂。

所述增强树脂占骨料重量的0.5～6％；所述自洁树脂占骨料重量的0.5～3%；所述有机氟改性环氧树脂占骨料重量的0.1～2%。该比例的支撑剂不仅具有自洁功能而且具有较高的强度，同时增强树脂同自洁树脂之间的相互粘接作用也比较强，并且制备该支撑剂的材料成本也有一定程度的降低。

所述增强树脂占骨料重量的1.5～3%，所述有机氟改性环氧树脂占骨料重量的0.2～1%。该比例范围的支撑剂的强度以及增强树脂同自洁树脂之间的相互粘接作用进一步提高，材料的成本进一步降低。

当所述增强树脂为双酚A型和/或双酚F环氧树脂；

所用固化剂选自脂环族多胺、芳香族多胺、改性脂环族多元胺和/或改性芳香族多元胺，固化剂的用量占环氧树脂重量的10～40%；