[发明专利]一种用于清水压裂的自悬浮支撑剂及其制备方法

说明书

本发明提供一种用于清水压裂的自悬浮支撑剂及其制备方法，该用于清水压裂的自悬浮支撑剂包括内核基料颗粒和自内核基料颗粒向外依次包覆的吸附渗透层、隔离层、防粘连层；吸附渗透层物质有部分渗透到内核基料内部，部分吸附在内核基料表面。本发明的自悬浮支撑剂表面以及基核内部渗透的物质，具有在清水中迅速溶出溶解的性能，溶出溶解过程中，各组分协同作用，完成传统压裂工作液的溶胀‑交联‑混砂各程序，实现混砂车直接使用清水将其泵至岩层裂缝区域，压裂施工更容易，简化了水力压裂操作，降低了压裂成本；在裂缝处保持高的导流能力和抗压能力，提高了油气井的生产效率，具有良好的应用前景。

技术领域

本发明属于油气开采用支撑剂技术领域，具体涉及一种用于清水压裂的自悬浮支撑剂及其制备方法。

背景技术

石油天然气的开采通常需要采用水力压裂技术，而支撑剂是压裂施工的关键材料。支撑剂又叫石油压裂支撑剂，在石油天然气深井开采时，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，此时需要流体注入岩石基层，以超过地层破裂强度的压力，使井筒周围岩层产生裂缝，形成一个具有高导流能力的通道。为保持压裂后形成的裂缝保持，保证油气产物能顺畅通过，通过水力压裂将支撑剂和压裂液的混合物以高压和高速泵入井底，进入地层充填在岩层裂隙中，利用支撑剂的抗压能力形成良好的导流通道，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，增加产量。

传统压裂中，支撑剂在压裂液中容易引起沉降，不容易携带，在岩层的裂缝中的目标区域容易引起堆积，通常采用提高压裂液的粘度的方法提高压裂液体系的携砂性能，压裂液粘度过高，压裂体系无法进入到低渗透层，影响施工效果。

发明内容

本发明为解决上述技术问题而提供一种用于清水压裂的自悬浮支撑剂及其制备方法，该用于清水压裂的自悬浮支撑剂具有配液-交联-混砂一次性完成的特点，便于清水泵送，且在裂缝处能保持高的导流能力。

第一方面，本发明提供一种用于清水压裂的自悬浮支撑剂，包括内核基料颗粒和自内核基料颗粒向外依次包覆的吸附渗透层、隔离层、防粘连层；吸附渗透层物质有部分渗透到内核基料内部，部分吸附在内核基料表面。

防粘连层物质的溶解受到吸附渗透层物质的干扰；本发明通过隔离层将吸附渗透层与防粘连层分隔开，当防粘连层物质溶解完毕后，吸附层物质再溶出，与防粘连层物质的溶液反应，就能完全达到现场应用的技术要求，且效果更好。此外，吸附渗透层物质与防粘连层物质反应需要一个从少量接触到全部接触反应的渐进过程，否则反应速率过快会造成产品强度较低；本发明中，吸附层渗透物质在内核基料颗粒内部及表面同时存在，当其溶解时就会有一个渐进的过程，恰好满足其与防粘连层物质接触反应所需的由少量接触到全部接触反应条件的需要。

优选的，内核基料颗粒为陶粒。更优选的，陶粒为符合水力压裂技术要求的通用陶粒或多孔陶粒。

优选的，渗透吸附层包含一种或几种水溶性粘弹性表面活性剂。

优选的，水溶性粘弹性表面活性剂为十六烷基三甲基水杨酸胺、十六烷基卤化吡啶、二十烷基甲基二羟乙基氯化铵、十二烷基三丁基溴化铵、二羟乙基十二烷基胺、十四烷基二甲基氯化胺、十八酰胺丙基甜菜碱、芥酸酰胺羟丙基甜菜碱、油酸酰胺丙基甜菜碱、椰油酰胺丙基甜菜碱、双十八烷基二甲基氯化铵、双十八烷基四醇乙基二溴乙二铵中的一种或几种复合而成。

优选的，隔离层包含一种或几种水溶性成膜树脂。

优选的，水溶性成膜树脂为水溶性改性油树脂、水溶性改性聚丁二烯树脂、水溶性环氧树脂、水溶性醇酚树脂、水溶性氨基树脂、水溶性聚酯树脂、水溶性酚醛树脂、水溶性丙烯酸树脂、水溶性聚氨酯树脂、水溶性有机硅树脂、水溶性有机氟树脂的一种或几种复合而成。

优选的，防粘连层包含一种或几种有机或无机盐。