[发明专利]一种清水压裂支撑剂及其制备方法

说明书

本发明提供一种清水压裂支撑剂及其制备方法，涉及压裂技术领域。该清水压裂支撑剂，包括支撑剂颗粒和电性材料，所述电性材料涂层涂覆支撑剂颗粒表面上，用来生产清水压裂支撑剂，所述支撑剂颗粒以固体石英砂或陶粒为主体，以树脂、增韧剂、润滑剂与表活剂为辅助材料，一种清水压裂支撑剂的方法，包括，S1、按照所述石英砂或陶粒、树脂、增韧剂、润滑剂与表活剂的质量百分比称取待用，S2、将S1中的石英砂或陶粒加热至150‑160℃，然后加入树脂搅拌均匀，S3、然后向S2中加入增韧剂、润滑剂搅拌均匀，S4、将S3中搅拌均匀的支撑剂降温15‑30分钟，然后加入表活剂搅拌均匀并分筛，得到清水压裂支撑剂。

技术领域

本发明涉及压裂技术领域，具体为一种清水压裂支撑剂及其制备方法。

背景技术

“压裂”是指采油或采气过程中，利用水力作用，使油气层形成裂缝的一种方法，又称水力压裂。油气层压裂工艺过程用压裂车，把高压大排量具有一定粘度的液体挤入油层，当把油层压出许多裂缝后，加入支撑剂(如石英砂等)充填进裂缝，支撑剂在此形成用于保持打开裂缝的填充层和支撑层，提高油气层的渗透能力，以增加注水量(注水井)或产油量(油井)。为了完成在裂缝内部放置支撑剂，将这些颗粒在流体中的悬浮，随后泵至地下目的层。为了放置颗粒沉降，通过需要高粘度流体来悬浮颗粒。通过加入合成的或天然的聚合物来控制流体粘度。在水力压裂操作过程中通常用于悬浮和输送支撑剂的聚合物增强流体系统的三种常见类型：滑溜水、线形胶和交联的凝胶。

在滑溜水系统中，通常加入阴离子或阳离子聚丙烯酰胺作为摩擦降低剂添加剂，允许最大流体以最小泵送能量流动。由于水力压裂的泵送能量要求高在10000-100000马力左右，向滑溜水流体中加入摩擦降低剂，使得具有高泵送速率，同时避免需要甚至更高的泵送能量。虽然这些聚合物作为摩擦降低剂是有效的，但是它们作为增粘剂和悬浮剂并不是高效的。滑溜水聚合物溶液通常1000加仑滑溜水流体含有0.5-2.0加仑摩擦降低剂聚合物，并且该溶液具有低粘度，通常为3-15cps左右。在该低粘度下，一旦湍流流动停止，悬浮的支撑剂颗粒能够容易地从悬浮液沉降出来。出于该原因，滑溜水流体在不具有支撑剂、具有小粒径的支撑剂或低支撑剂载荷的压裂阶段中使用。

第二种类型的聚合物增强的流体系统称为线形凝胶体系。线性凝胶系统通常含有碳水化合物聚合物，例如瓜尔、羟乙基纤维素、羟乙基瓜尔、羟丙基瓜尔和羟丙基纤维素。这些线性凝胶聚合物通常以每1000加仑线性凝胶流体10-50磅聚合物的使用速率加入。线性凝胶聚合物的这些浓度导致相对于滑溜水流体具有改性的支撑剂悬浮特性的流体。在每加仑流体月0.1-1磅支撑剂的载荷水平下，线性凝胶流体用于输送支撑剂。超过该支撑剂载荷水平，通常需要更粘稠的溶液来制备稳定的悬浮液。

交联的凝胶是用于输送支撑剂的最粘稠类型的聚合物增强的流体。在交联的凝胶系统中，如上所述的线性凝胶流体在碱金属存在下与加入的试剂硼酸盐、锆酸盐和钛酸盐交联。当线性凝胶流体交联的凝胶流体时，粘度高得多，并且支撑剂可有效悬浮。线性凝胶和交联的凝胶流体具有某些优点，但是它们需要高剂量速率的昂贵的聚合物。

现有施工材料和设备可以影响输送浆料的流变学性质，使其更加难以将支撑剂递送至裂缝内的期望位置。使用添加剂可干扰在压裂部位内的支撑剂混合的均匀放置。虽然本领域存在已知的方法来解决支撑剂系统的限制，但是仍存在某些问题。因此，本领域需要改进的支撑剂系统，该改进的支撑剂系统允许精确放置、在放置后保持裂缝传导率、保护井生产效率、设备寿命简化水力压裂操作、减少对环境的影响以及促进工人健康和安全性。还期望这样的改进的系统成本高效。

发明内容

（一）解决的技术问题

针对现有技术的不足，本发明提供了一种清水压裂支撑剂及其制备方法，解决了支撑剂放置位置不精准，在放置后无法保持裂缝传导率、保护井生产效率、设备寿命简化水力压裂操作、对环境造成污染影响以及影响工人健康和安全性的问题。

（二）技术方案