[发明专利]一种用于压裂支撑剂的改性剂及其制备工艺，以及压裂支撑剂的改性工艺

说明书

本发明涉及一种能够对油气开采所用的压裂支撑剂进行有效改性，极大幅度提升其阻水透油能力的压裂支撑剂改性剂及其制备工艺和改性方法，利用石墨制备压裂支撑剂改性剂，对压裂支撑剂进行改性，在压裂支撑剂表面附着一层氧化石墨层并通过还原法将其还原成单层石墨烯片，对压裂支撑剂的疏水性进行强化，制得具有优良阻水透油性能的改性压裂支撑剂。

技术领域

本发明涉及一种支撑剂领域，尤其涉及一种能够对油气开采所用的压裂支撑剂进行有效改性，极大幅度提升其阻水透油能力的用于压裂支撑剂的改性剂及其制备工艺，以及压裂支撑剂的改性工艺。

背景技术

水力压裂技术及压裂支撑剂在石油天然气开发中有着广阔的市场，尤其在低渗透和中后期油气田开发中发挥着非常重要的作用。支撑剂性能指标及其合成工艺直接影响着水力压裂开采的成本、效果和环境。尤其在油田开发的高含水期，含水率达95%，压裂后容易导致水淹，导致含水速度上升，目前主要采用陶粒与石英砂、树脂包砂等压裂支撑剂来增强导流能力。但这些常用的支撑剂对油水没有选择性，二者都可大量透过，这样不但不能提高原油的采收率，还会产生一系列的副作用。因此急需研发出一种能够实现选择性渗透的支撑剂，即对油的渗流有较小的阻力，对水渗流有较大阻力的支撑剂，从而提高油田产量，进而急需一种能够对常规压裂支撑剂进行有效改性得到所需性能的改性剂。

中国专利局于2017年6月23日公开了一种疏水改性支撑剂及其制备方法的发明专利申请，申请公布号CN106883837A，该发明专利采用向支撑剂中加入少量疏水树脂胶，晃动或搅拌使疏水胶液体润湿支撑剂表面，然后固化得到疏水改性支撑剂，其具有一定的疏水阻水的性能，但在其原料中，疏水树脂胶选用氟化丙烯酸类树脂胶和氟化多巴胺类疏水胶等含氟化合物，将对环境产生较大的不利影响，不符合环保要求，并且树脂胶涂层易氧化老化，稳定性不足，无法满足长期使用的需求。

中国专利局还于2013年6月5日公开了一种功能型树脂覆膜支撑剂及其制备方法的发明专利授权，该发明专利采用在树脂覆膜固化的过程中，添加了带有活性基团和疏水基团的有机硅化物与树脂进行反应，将有机硅化合物分子连接到树脂膜交联网上，由于有机硅化合物属于低表面能物质，其带有的疏水基团包覆于树脂的外表面，形成疏水结构，但其外表面上固液相相接触的接触角大于120°，而其外表面是光滑的，水接触角最大也仅为120°，而在深井油层或高驱替压力的环境下使用时其接触角可能大于120°，限制了其在深井油层或高驱替压力的环境下使用的效果。

中国专利局还于2016年8月3日公开了一种疏水支撑剂及其制备方法的发明专利授权，授权公告号CN102443387B，其采用对包覆在骨料颗粒外层的覆膜树脂中添加纳米粒子，并使纳米粒子均匀分布于覆膜树脂中，使得其与水的接触角为120～180°，提高了其在深井油层或高驱替压力的环境下使用的效果，但其原料中仍存在氟化合物，将对环境产生较大的不利影响，不符合环保要求的问题。

发明内容

为解决现有技术中尚未有能够制备高性能、适用范围广且具有选择性渗透的压裂支撑剂的工艺的问题，本发明提供了一种能够对油气开采所用的压裂支撑剂进行有效改性，极大幅度提升其阻水透油能力的用于压裂支撑剂的改性剂及其制备工艺，以及压裂支撑剂的改性工艺，通过所述用于压裂支撑剂的改性剂及其相应的改性工艺能够对支撑剂进行有效改性。

为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

一种用于压裂支撑剂的改性剂，所述用于压裂支撑剂的改性剂制备原料包括以下重量份数的物质：天然石墨15～30份，硝酸钠6～15份，40～80份高锰酸钾，过氧化氢溶液18.5～26.5份。

作为优选，所述用于压裂支撑剂的改性剂制备原料包括以下重量份数的物质：天然石墨18～22.5份，硝酸钠9～11.5份，48～62份高锰酸钾，过氧化氢溶液20.5～21.5份。

作为优选，所述用于压裂支撑剂的改性剂制备原料包括以下重量份数的物质：天然石墨20份，硝酸钠10份，60份高锰酸钾，过氧化氢溶液21.4份。