[发明专利]一种压裂支撑剂及其制备方法和应用

说明书

本发明提供了一种压裂支撑剂及其制备方法和应用。该压裂支撑剂制备方法为：将钻屑烘干粉碎后与无害化处理剂、辅助原料混合搅拌反应得到反应产物；向反应产物中加入水进行造粒，造粒制备的颗粒干燥过筛后恒温恒湿养护得到压裂支撑剂。该压裂支撑剂解决了固化填埋处理方式的土地占用和二次环境污染、钻屑资源化单一和钻屑资源化产品附件值等问题，进一步拓展了钻屑资源化途径，并可带来良好的经济效益；能够较好的在常规油气和/或非常规油气增产作业中应用。

技术领域

本发明属于油田环境保护领域，涉及一种压裂支撑剂及其制备方法和应用。

背景技术

钻屑是指油气开采钻井过程中被钻头破坏，经泥浆循环系统携带到地面的地层岩屑，是钻井过程中主要的废弃物之一。随着钻井过程中使用钻井液添加剂种类和数量的增加，其对环境影响程度也随之增加，钻屑中含有有机物、石油类等污染物。传统的处理主要采用固化填埋的方式，但是随着2015年“新环保法”的实施，国家对环境保护的要求更加严格，固化填埋存在潜在的环境风险，部分地区已被地方政府部门开始逐渐禁止，迫切需要钻屑废弃物处理技术升级，实现钻屑废弃物的无害化和资源化。

目前，针对钻屑，油田钻井现场主要采用固化处理方式，部分油田应用钻井废弃物不落地随钻处理技术，钻屑无害化处理后制备成免烧砖和免烧砌块等资源化产品，并在新井场的铺设通井路、护坡修建等钻前工程中使用，实现了钻屑资源化。但目前钻屑处理及资源化利用也存在以下问题：(1)固化填埋需要开挖填埋池，占地面积大，易造成土地资源浪费，同时也存在潜在的二次环境污染风险。(2)现有的钻屑资源化方式单一，制备免烧砌块是一种合理的解决办法，但是油气田勘探过程中每年会产生的钻井废弃物总量将约700万吨，而免烧砌块的应用区块有限，钻屑消耗量少，远远不能解决钻屑处理和资源化产品出路问题。(3)钻屑制备的免烧砖和免烧砌块附加值低。免烧砖和免烧砌块主要用于替代钻前工程中烧结砖和条石的使用，节约了钻前工程成本，但钻屑制备的免烧砖和免烧砌块附加值低，如运输费用高，则会增加钻前工程费用。

压裂支撑剂在常规油气和非常规油气增产作业中均会大量使用，如国内某油田在气田水平分段压裂技术中，单井会进行10段压裂，每段使用压裂支撑剂约100吨，一口井使用的压裂支撑剂近1000吨，某油田一年的压裂支撑剂使用量达到50万吨左右，因此，钻屑制备压裂支撑剂具有广阔的市场前景。

发明内容

针对钻屑处理及资源化利用存在的问题，本发明的目的在于发明一种压裂支撑剂及其制备方法，该压裂支撑剂解决了固化填埋处理方式的土地占用和二次环境污染、钻屑资源化单一和钻屑资源化产品附件值等问题，进一步拓展了钻屑资源化途径，并可带来良好的经济效益。本发明的目的还在于提供该压裂支撑剂在常规油气和/或非常规油气增产作业中的应用。

本发明的目的通过以下技术方案得以实现：

一方面，本发明提供一种压裂支撑剂的制备方法，包括以下步骤：

将钻屑烘干粉碎后与无害化处理剂、辅助原料混合搅拌反应得到反应产物；

向反应产物中加入水进行造粒，造粒制备的颗粒干燥过筛后恒温恒湿养护得到压裂支撑剂；

所述无害化处理剂是按照如下方法制备得到：采用水溶液聚合法，向含第一非离子单体、阴离子单体、钻井废液脱色剂的水溶液中加入第一氧化剂和第一还原剂，反应后得到所述无害化处理剂；

所述第一非离子单体为醇胺类物质，所述阴离子单体为羧酸类物质；

所述钻井废液脱色剂是按如下方法制备得到：采用溶液聚合的方法，向含有络合剂的水溶液中，加入第二非离子单体和阳离子单体，然后加入第二氧化剂和第二还原剂，反应后经提纯和干燥，得到所述钻井废液脱色剂。