[发明专利]一种水力压裂支撑剂及其制备方法和应用

权利要求书

1.一种水力压裂支撑剂，其特征在于：包括支撑剂内核（1）以及由内而外依次包裹于支撑剂内核（1）外部的固态防蜡层（2）、保护层（3）；

所述支撑剂内核（1）为用硅烷偶联剂处理过的陶粒或石英砂；固态防蜡层（2）由主防蜡剂、溶解速度控制剂、分散剂、粘结剂组成；保护层（3）为可降解纳米材料；

所述主防蜡剂为醋酸乙烯酯-顺丁烯二酸酐-丙烯酰胺三元共聚物或聚丙烯酸高碳醇酯；

所述溶解速度控制剂为醋酸乙烯酯-马来酸酐共聚物；

所述分散剂为聚氧乙烯脱水山梨醇单油酸酯；

所述粘结剂为酚醛树脂、环氧树脂、不饱和聚酯树脂中的一种或几种组成的混合物；

所述可降解纳米材料由以下重量百分比的组份组成：淀粉35%-45%，纳米粉体30%-40%，增塑剂15%-20%，聚乙烯醇10%-15%；

所述水力压裂支撑剂的制备方法，包括以下步骤：

S101，制备可降解纳米材料，具体制备方法为：将配方量的淀粉、纳米粉体、聚乙烯醇、增塑剂依次加入反应釜中，在140-160℃进行熔融共混，即得所述可降解纳米材料；

S102，通过硅烷偶联剂对陶粒或石英砂进行表面处理，并取用硅烷偶联剂处理过的陶粒或石英砂放入混砂锅中搅拌加热至250-300℃；

S103，向步骤S102的混砂锅中加入粘结剂，搅拌降温至150-200℃时加入分散剂，然后在温度降至120-150℃时分别加入主防蜡剂和溶解速度控制剂；最后在温度降至100-120℃时加入步骤S101所制得的可降解纳米材料；

S104，搅拌混合后分散均匀、晾干，得到所述水力压裂支撑剂。

2.根据权利要求1所述的一种水力压裂支撑剂，其特征在于，其由以下重量份数的组份组成：

用硅烷偶联剂处理过的陶粒或石英砂70-75份；

主防蜡剂15-20份，溶解速度控制剂4-6份，分散剂3-4份，粘结剂3-4份；

可降解纳米材料1-2份。

3.根据权利要求1所述的一种水力压裂支撑剂，其特征在于：所述硅烷偶联剂为乙烯基三乙氧基硅烷、乙烯基三甲氧基硅烷、乙烯基三(2-甲氧基乙氧基)硅烷、γ-氨丙基三甲氧基硅烷、γ-氨丙基三乙氧基硅烷中的一种或几种组成的混合物。

4.根据权利要求1所述的一种水力压裂支撑剂，其特征在于：所述醋酸乙烯酯-顺丁烯二酸酐-丙烯酰胺三元共聚物的分子量为2000-10000kDa；所述聚丙烯酸高碳醇酯为聚丙烯酸十四酯、聚丙烯酸十六酯或聚丙烯酸十八酯；所述醋酸乙烯酯-马来酸酐共聚物的分子量为300-12000kDa。

5.根据权利要求1所述的一种水力压裂支撑剂，其特征在于：所述增塑剂为邻苯二甲酸酯、己二酸酯、壬二酸酯、癸二酸酯、硬脂酸酯、磷酸酯、甘油中的一种或几种组成的混合物。

6.根据权利要求1所述的一种水力压裂支撑剂，其特征在于：所述硅烷偶联剂占支撑剂内核（1）总质量的0.5%-1%；所述陶粒或石英砂的粒径为0.11-0.85mm。

7.根据权利要求1-6任一项所述的一种水力压裂支撑剂的应用，其特征在于，该水力压裂支撑剂的应用方法为：在水力压裂前置液阶段完成后，将3-20方的水力压裂支撑剂注入地层后，再继续进行压裂作业。