[发明专利]用于非常规储层水力压裂的覆膜支撑剂及制备和应用

权利要求书

1. 一种用于非常规储层水力压裂的多功能覆膜支撑剂，其中，所述支撑剂包含：

A. 以基于所述支撑剂总重量70-99.99%的量存在的粒子，和

B. 包覆在粒子表面并以基于所述支撑剂总重量0.01-30%的量存在的纳米颗粒增强复合材料涂层，所述纳米颗粒增强复合材料包含纳米颗粒和复合材料；纳米颗粒的重量为纳米颗粒增强复合材料涂层总重量的10-20%；所述纳米颗粒选自碳量子点、单壁碳纳米管、双壁及多壁碳纳米管、石墨烯、磁性石墨烯、聚苯乙烯微球、二硫化钼、纳米金、二维过渡金属碳化物、二维过渡金属氮化物或碳氮化物、纳米荧光颗粒中的一种或多种的组合，以纳米颗粒总重量为100%计，磁性石墨烯添加量在总纳米颗粒中的重量百分比大于等于5%；所述复合材料选自酚醛树脂、环氧树脂、呋喃树脂、聚氨酯、和聚脲型聚合物中的一种或多种的组合；且，所述复合材料中至少含有一种树脂材料；

其中，

所述纳米颗粒增强复合材料涂层还包括多元醇类树脂、固化剂和胺类添加剂，所述支撑剂由包括如下步骤的方法制备得到：

（1）将粒子加热至230-260℃，倒入混砂容器进行混砂；

（2）将复合材料加入混砂容器中，待混砂容器内温度降至210℃以下时，加入固化剂进行覆膜；

（3）将多元醇树脂和纳米颗粒混合均匀，并加热至140-160℃得到混合物备用；

（4）待混砂容器内温度降至80-150℃时，先后将步骤（3）的混合物、催化剂、胺类添加剂加入到混砂容器中进行混砂；

（5）待混砂容器内的温度降至40-70℃时出砂，冷却、过筛后包装既得；

或者，

所述纳米颗粒增强复合材料涂层还包括表面改性剂和固化剂，所述支撑剂由包括如下步骤的方法制备得到：

（1）将粒子加热至250℃，倒入混砂容器进行混砂；

（2）将复合材料加入混砂容器中，待混砂容器内温度降至210℃时，加入固化剂进行覆膜；

（3）待混砂容器内温度下降到150℃，将配制的表面改性剂水溶液喷入混砂锅；

（4）待混砂容器内温度降至120℃时，在混砂容器转速不低于150转/min条件下，将纳米颗粒的超纯水溶液用热风吹入方式加入混砂容器；

（5）待混砂容器内的温度降至40-70℃时出砂，冷却、晾晒、过筛后包装既得；

所述多元醇类树脂为聚酯多元醇聚氨酯；所述固化剂为过氧二苯甲酰；所述表面改性剂为硅烷偶联剂；所述胺类添加剂为乙胺、乙二胺、胺端基乙二醇、二乙烯三胺、和三乙胺中的一种或多种的组合。

2.根据权利要求1所述的支撑剂，其中，所述粒子的材料选自矿物、陶瓷、石英砂、坚果壳、砾石、尾矿、煤灰、岩石、熔炉渣、硅藻土、碎木炭、云母、锯屑、木屑和聚合物粒子中的一种或多种的组合。

3.根据权利要求1所述的支撑剂，其中，所述多元醇类树脂为羟基当量为50-100的聚酯多元醇聚氨酯；所述表面改性剂为甲基乙烯基二乙氧基硅烷或3-缩水甘油醚基氧基丙基甲基二甲氧基硅烷。

4.根据权利要求1所述的支撑剂，其中，当多元醇类树脂、固化剂、表面改性剂和胺类添加剂各自独立存在时，多元醇类树脂、固化剂、和胺类添加剂的重量含量为：以所述涂层中的树脂材料总重量为100%计，多元醇类树脂1-6%、固化剂10-40%、胺类添加剂1-10%；表面改性剂的重量含量为：以所述粒子总重量为100%计，为1-50%。

5.根据权利要求1所述的支撑剂，其中，所述纳米颗粒的分散相为一维或者多维，所述纳米颗粒的粒径为0.1-500nm。

6.根据权利要求1~5任意一项所述的支撑剂，其中，所述支撑剂体积密度小于1.7g/cm³。

7.根据权利要求6所述的支撑剂，其中，所述支撑剂具有在69Mpa的抗破碎能力测试中低于10%的破碎率。