[发明专利]含油田钻井固体废弃物的油田压裂支撑剂及其制备方法

说明书

本发明公开了一种用于制备油田压裂支撑剂的激发增强剂，包含该激发增强剂并以油田钻井固体废弃物为原料的油田压裂支撑剂，和该油田压裂支撑剂的制备方法，所述激发增强剂包括如下组分：按质量分数计，包括如下组分：聚二甲基二烯丙基氯化铵5～10％、6wt％浓度的聚合氯化铝水溶液3～5％、聚氧乙烯月桂基醚0.1～0.2％、双氧水2～5％、铝酸钠4～8％、氧化钙20～30％、羟甲基纤维素钠5～10％、偏硅酸钠5～15％、环氧乙烷10～15％、二氧六环1～3％、8‑羟基喹啉0.5～1.0％、乙二胺四乙酸10～15％、纤维素醚5～15％；其中，所述的聚二甲基二烯丙基氯化铵的分子量不高于3万。

技术领域

本发明涉及一种油田压裂支撑剂及其制备方法，尤其涉及一种含油田钻井固体废弃物的油田压裂支撑剂及其制备方法，属于油田环保技术领域。

背景技术

国内油、气田在钻井过程中，利用油基钻井液润滑钻头、保护井壁、将钻屑等固体颗粒和粉末携带到地面。通过固控设备(振动筛、除砂器、除泥器、离心机等设备)将泥浆中携带出来的钻屑等地层物质从泥浆中分离出来。这些被分离出来的钻井岩屑以及夹杂在一起的废弃泥浆、钻井添加剂、石油类、高分子有机物、水分和盐分等混合物，称之为钻井固体废弃物。国内每钻一口油气井，钻井固体废弃物的总量大概为1500～2500立方米。我国油气田每年使用油基泥浆钻井2万口，则钻井固体废弃物的产生量为：近2千万立方米，加上以往常年积存的未经处理的泥浆，我国目前共计废弃油基泥浆和岩屑总量达到上亿立方米，急需按危废法对其进行环保无害化处理，并进行资源化综合利用或填埋处理，达到环保减量化、资源化、无害化的处理要求。

油田压裂支撑剂是使得地层深处的岩层裂缝保持开裂状态的高强度颗粒支撑物，其作用在于支撑已开裂的裂缝两壁，即使停止高压泵注，井底压力下降到小于岩层闭合压力时，通向地层中各个油气眼的裂缝仍保持张开状态，进而大大提高油气层的渗透性，增加油气田的产量。

目前使用的油田压裂支撑剂主要有三类:石英砂、树脂包砂和烧制陶粒支撑剂。石英砂因为强度低，并且破裂后的碎屑会堵塞裂缝，降低导流率，不能满足深井开采的要求；各种树脂包裹的腹膜砂解决了石英砂强度低的难题，但生产成本高，工艺复杂；陶粒支撑剂的发展始于上世纪70年代，美国研制出了烧结铝矾土和熔炼氧化锆支撑剂并成功应用于市场。我国的陶粒支撑剂是从80年代开始发展的，最早产品是喷吹的铝矾土高强度支撑剂。目前的陶粒压裂支撑剂一般是以铝矾土为原料，加以各种辅料，造粒后由回转窑烧结而成，按密度分为三种:低密度、中密度和高密度陶粒。烧结铝矾土和熔炼氧化锆陶粒支撑剂强度高，化学稳定性好，优越的性价比已被越来越多的油田广泛采用，但是其密度偏高，容易对压裂设备造成损害，尤其铝矾土是国家比较珍贵的矿物资源，目前每个省的高品位铝矾土矿的开采量规定仅为：100万吨/年。

发明内容

本发明针对油田钻井固体废弃物环保无害化处理的需求以及目前的陶瓷烧制压裂支撑剂所存在的问题，提供一种包含钻井固体废弃物的油田压裂支撑剂、油田压裂支撑剂的制备方法以及制备油田压裂支撑剂的过程中使用到的复配的激发增强剂。

本发明解决上述技术问题的技术方案如下：

一种用于制备油田压裂支撑剂的激发增强剂，按质量分数计，包括如下组分：聚二甲基二烯丙基氯化铵5～10％、6wt％浓度的聚合氯化铝水溶液3～5％、聚氧乙烯月桂基醚0.1～0.2％、双氧水2～5％、铝酸钠4～8％、氧化钙20～30％、羟甲基纤维素钠5～10％、偏硅酸钠5～15％、环氧乙烷10～15％、二氧六环1～3％、8-羟基喹啉0.5～1.0％、乙二胺四乙酸10～15％、纤维素醚5～15％。

一种以油田钻井固体废弃物为原料且包含上述激发增强剂的油田压裂支撑剂，按质量分数计，包括如下组分：