[发明专利]一种微支撑剂水基分散体系及其制备方法

说明书

本发明涉及一种微支撑剂水基分散体系，其由以下组分制成：微支撑剂、分散剂、稳定剂、悬浮剂、调节剂、络合剂、消泡剂、水；其中分散剂有特殊的分子结构式；微支撑剂有特定的要求。还公开了微支撑剂水基分散体系的制备方法。本发明达到的有益效果是：克服了常规粉体状微支撑剂与压裂液混合时发生自聚集的问题，实现对微裂缝的有效支撑，提高压裂效果；利于存储和使用，避免产生粉尘。

技术领域

本发明涉及油气开采技术领域，特别是一种微支撑剂水基分散体系及其制备方法。

背景技术

研究表明，页岩油气、致密油气等非常规油气的储层在水力压裂后，形成的大部分裂缝处于未支撑状态。如果这些未支撑裂缝能够实现支撑，可有效改善裂缝系统的远端渗流能力，实现压后高产稳产。

压裂形成的未有效支撑裂缝以开度范围在50μm～200μm之间的微裂缝为主，目前常用支撑剂的最小粒径为140目(105μm)，根据缝宽与3倍支撑剂粒径架桥理论，大部分支撑剂仍然无法进入微裂缝。因此，可通过进一步减小支撑剂粒径的方法实现对微裂缝的有效支撑。

然而，随着支撑剂粒径减小，比表面不断增大。微支撑剂的粒径极小，表面能效应明显，当其以干燥粉体状态直接加入压裂液中时，在表面能作用下容易发生自聚集，从而增大了支撑剂的等效粒径。等效粒径增大，一方面影响支撑剂与微裂缝的尺度匹配，支撑剂无法进入微裂缝中实现对微裂缝的有效支撑；另一方面将加快支撑剂的沉降速度，影响支撑剂在裂缝中的运移距离。此外，微支撑剂以粉体状存在，现场使用时产生大量粉尘，影响人员操作及健康。

为了既实现微支撑剂对微裂缝的有效支撑，又能避免在使用过程中产生粉尘危害，本发明提供一种微支撑剂的水基分散体系。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的缺点，提供一种微支撑剂水基分散体系及其制备方法，与现有加入方式相比，微支撑剂水基分散体系能够有效避免微支撑剂在压裂液中自聚集，同时能够避免微支撑剂使用时产生的粉尘危害。

本发明的目的通过以下技术方案来实现：

(第一方面)

一种微支撑剂水基分散体系，其由以下组分制成：微支撑剂、分散剂、稳定剂、悬浮剂、调节剂、络合剂、消泡剂、水；

所述分散剂，为具有如下分子结构的一种或多种组合：

其中，多元醇中p为3或4；多元醇的氢原子被取代，取代位置可发生在任意羟基上；

平均取代数n为1～3；

X为氧，或为-NH-，或为-N(CH3)-；

m为2～6的整数；

R为季铵基团-(CH3)3，或为磺酸盐基团-SO3Na，或为羧酸盐基团-COONa；

对于分散剂，优选地，平均取代数n为1～2；R或为磺酸盐基团-SO3Na，或为羧酸盐基团-COONa。

所述微支撑剂为粉末颗粒，该颗粒表面具有能与羟基相结合的原子(如不饱和硅、铝、氧)；

对于微支撑剂，具体地，为石英砂粉、陶粉、微硅粉中的一种或其混合物。优选地，为石英砂粉、陶粉中的一种或其混合物；

石英砂粉为天然石英砂经过粉碎、研磨、筛分等工序加工而成；陶粉为以铝矾土为主料的矿物，经高温烧结、粉碎、研磨、筛分等工序加工而成。石英砂粉和陶粉，两者粒径优选200目～400目；