[发明专利]一种阻垢剂对陶粒支撑剂的改性方法

说明书

本发明主要针对油气田开发过程中出现的结垢问题，对陶粒支撑剂进行阻垢改性，提供一种更加方便、稳定、可持续的原位阻垢技术。所述的制备方法是以HEDP、ATMP或HEDP/ATMP复配阻垢剂为主要原料，将陶粒支撑剂进行吸附改性。各原料浓度为：HEDP3.0‑30.0mg/mL，ATMP3.0‑40.0mg/mL，HEDP/ATMP3.0‑30.0mg/mL。本发明制备的阻垢改性陶粒支撑剂将压裂支撑剂与阻垢剂融为一体，创新了传统的油气田开发阻垢工艺，拓展了陶粒支撑剂的应用领域，具有阻垢效率高、持续时间长且阻垢率稳定等特点，避免大量阻垢剂注入环境，降低了环境风险。

技术领域

本发明涉及一种具有阻垢性能陶粒支撑剂的制备方法，属于石油支撑剂改性技术领域

背景技术

近年来，美国页岩油气的成功开发，引发了全球页岩油气资源的开发热潮，水力压裂技术也随之日趋成熟。石油压裂支撑剂是水力压裂中的重要填充介质，目的是在高压水流压开油气层后，支撑压开的裂缝并使其始终保持张开状态，提高油层的渗透性，同时增加油气井的产量，提高油气井开发效益。目前的支撑剂主要有陶粒支撑剂，石英砂和覆膜支撑剂三大类，其中覆膜支撑剂又分为覆膜砂和覆膜陶粒两种。石英砂支撑剂具有密度较小、成本较低等优点，但其存在强度较低、易破碎、光洁度及圆球度低、导流能力较差等缺点，仅适用于埋藏较浅、闭合压力且油气层均较低的水力压裂中。而陶粒支撑剂具有尺寸均匀、化学性质稳定、与石英砂相容性好、返排容易、耐高温高压、可延长油气井寿命等优点，适用于埋藏较深、渗透性较低、闭合压力及温度较高的水力压裂中。因此，国内外对陶粒支撑剂的需求量不断增加。

目前国内陶粒支撑剂主要以铝矾土为原料，采用烧结法制备技术，但该方法制备的陶粒支撑剂密度都较高，限制了长裂缝带的形成及导流能力的提升。而随着水力压裂技术的发展，对陶粒支撑剂的性能要求越来越高，因此目前国内主要对高强度低密度支撑剂的研发及应用开展了广泛的研究。

除此之外，结垢问题也是影响油气田开发经济效益的一个重要问题。在油田开发过程中，流体会经过油气层从油气藏里面流出，先后经过井筒、井口最后到达地面的集输系统，而地层水中的成垢离子受到油气水平衡状态的变化以及压力、温度变化等的影响，导致无机盐垢沉积而生成垢。尤其是到油气田开发中后期，结垢问题会更加突出，开发成本也相应大幅增加。据报道，美国每年因地面设备及油气井结垢造成的经济损失高达10亿美元。结垢可造成管路堵塞、增加能耗、降低油田油气产量，可诱使水井管线局部发生腐蚀，导致注水管线的漏失更加频繁甚至穿孔，井筒结垢还可造成筛管、泵卡及井下管柱等堵塞，使监测仪器及作业工具无法正常运行。我国越来越多的油田进入了开发中后期，结垢带来的经济效益问题也日益突出。

目前，针对油田水垢的处理技术包括物理法、化学法和工艺法等。其中物理阻垢技术投资较小，但技术不成熟，尚不能单独使用进行防垢；工艺防垢效果不理想，化学阻垢剂投资较少，效果较好，为油田防垢的主要手段。但在实际应用中，间歇加药方式阻垢率随加药周期上下波动，而连续泵注加药工艺需增加设备投入，地层挤注工艺需特殊药液，且用量大、费用较高。因此有必要寻求一种方便、经济、高效的油田阻垢技术。

目前油田中使用最广泛的是有机膦酸类阻垢剂，主要以氨基三亚甲基膦酸(简称ATMP)和羟基乙叉二膦酸(简称HEDP)为主，至今这两种阻垢剂仍广泛使用。因此，针对目前油田开发过程中的结垢问题，本发明首次对陶粒支撑剂进行阻垢改性，并对阻垢剂种类及其阻垢率等进行了研究，该技术可实现油田开发的原位阻垢，提高其经济效益。

发明内容

本发明主要针对油气田开发过程中出现的结垢问题，对陶粒支撑剂进行阻垢改性，提供一种更加方便、稳定、可持续的原位阻垢技术。

本发明以目前油田中常用的阻垢剂羟基乙叉二膦酸(简称HEDP)和氨基三亚甲叉膦酸(简称ATMP)对陶粒支撑剂进行改性，具体方法为：

具有阻垢性能陶粒支撑剂制备工艺，其特征是，