[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

说明书

本发明提供了一种用于非常规储层水力压裂的覆膜支撑剂及制备和应用。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。通过在树脂和聚合物粉末中加入纳米颗粒增强，形成的支撑剂覆膜与骨料之间亲和力更好，骨料与覆膜之间的粘附更强，覆膜后的支撑剂表面完整，且覆膜后的支撑剂圆球度高。

技术领域

本发明涉及石油化工领域，具体的说，本发明涉及一种用于非常规储层水力压裂的覆膜支撑剂及制备和应用。

背景技术

随着石油、天然气等常规化石能源的枯竭，非常规资源尤其是页岩气的开发利用受到越来越多的关注。中国非常规资源储量巨大，由于复杂的地质条件及低效的油气采集方法，中国的非常规能源明显未被充分利用。

非常规储层大多具有低孔隙度，低渗透率的特点，需要借助水力压裂对其进行储层增产改造后才能投产。水力压裂主要通过产生裂缝及裂缝网络增加地层渗透率，提供油气由地层运移至井筒的通道。

为了保持裂缝的张开状态，提供稳定的油气渗透通道，支撑剂在压裂过程中随着压裂流体一起注入地层，在停止向地层泵注压裂液后，井底压力逐渐下降至低于闭合压力，此时裂缝中原位沉降的支撑剂将支撑裂缝，通过阻止裂缝闭合从而为油气提供畅通的流动通道。因此增产效果的好坏及有效增产的时间很大程度上取决于支撑剂的选择。

非常规储层物性较差，为避免外来流体污染，水力压裂时往往采用较低密度的压裂液，且压裂时产生的裂缝更加曲折，缝网结构更加复杂，对支撑剂的质量提出了更高的要求。常规使用的支撑剂主要是石英砂和陶粒，其密度分别为2.65g/cm3和3.4g/cm3。该类支撑剂施工中要求的携砂液密度较高，能量耗散极大，在压裂液中悬浮能力差较差，容易沉沙，很难运移到裂缝深处，很明显难以满足非常规储层压裂对支撑剂的要求。

覆膜是指在传统的支撑剂外部人工包覆一种高分子材料(多为树脂)。覆膜支撑剂相比于传统支撑剂具有高强度，低密度耐腐蚀等特点，但覆膜在支撑剂上的树脂膜一般很薄，覆膜不完整时骨料与树脂膜之间的界面容易遭到破坏，此外由于其沉降较快，成本偏高，仍不能很好地满足现场需求。

因此在本行业中仍需要开发用于非常规储层压裂的支撑剂，该支撑剂相对廉价，且具有悬浮能力强，高强度，低密度，多功能，适应非常规储层压裂等特点。

发明内容

本发明的一个目的在于提供一种用于非常规储层水力压裂的多功能覆膜支撑剂。该支撑剂覆膜与骨料粒子之间亲和力更好，覆膜后的支撑剂表面完整，圆球度高。

本发明的另一目的在于提供所述的支撑剂的制备方法。

本发明的再一目的在于提供所述的支撑剂的应用。

为达上述目的，一方面，本发明提供了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。

该支撑剂具有优异的温度、PH值及矿化度响应能力，多功能覆膜中使用的纳米增强颗粒的特殊结构使其能够响应特定的PH值或矿化度，增加或降低在携砂液中的悬浮能力。

此外该支撑剂可响应于外界波长220-1400nm荧光及课件光、电刺激与磁刺激，根据外界刺激类型及强弱，得益于支撑剂多功能的覆膜结构，实现所期望的润湿性、黏附性、热固性等性能的改变。