一种抗压裂陶粒支撑剂的制备方法技术

本发明专利技术公开了一种抗压裂陶粒支撑剂的制备方法，属于钻井助剂技术领域。本发明专利技术将钠长石，铝矾土，高岭土，粉煤灰，白云石，冰晶石，正硅酸乙酯改性稻壳纤维，油泥，肪酸，改性胶粉，多元醇，磷脂，矿粉，碳酸氢钠和硅烷偶联剂，混合球磨，得混合粉体；将壳聚糖与水混合，静置溶胀后，加热搅拌溶解，即得壳聚糖液；按重量份数计，将30～50份混合粉体，20～30份壳聚糖液，3～5份对苯二甲醛混合，造粒，过滤，干燥，烧结，即得抗压裂陶粒支撑剂。本发明专利技术提供的抗压裂陶粒支撑剂具有优异的抗压性能和渗透性能。

Preparation of a Fracture Resistant Ceramic Granule Propellant

The invention discloses a preparation method of a fracturing resistant ceramsite proppant, which belongs to the technical field of drilling aids. In the invention, albite, bauxite, kaolin, fly ash, dolomite, cryolite, tetraethyl orthosilicate are used to modify rice husk fiber, oil sludge, fatty acid, modified rubber powder, polyols, phospholipids, mineral powder, sodium bicarbonate and silane coupling agent, and mixed by ball milling to obtain mixed powder; after mixing chitosan with water, static swelling, heating, stirring and dissolving, the chitosan solution is obtained by weight. Fracture-resistant ceramsite proppant can be obtained by mixing 30-50 portions of mixed powder, 20-30 portions of chitosan solution and 3-5 portions of terephthalaldehyde, granulating, filtering, drying and sintering. The fracturing ceramsite proppant provided by the invention has excellent compressive and permeability properties.

【技术实现步骤摘要】
一种抗压裂陶粒支撑剂的制备方法
本专利技术公开了一种抗压裂陶粒支撑剂的制备方法，属于钻井助剂

技术介绍
目前，油气开采技术日趋成熟，然而常规油田的产量依然难以突破。另外，其他非常规能源，比如风能、核能等，因其局限性未能大规模使用在人类生产中。随着油田的不断开采，浅井、渗透力强的矿床越来越少，不靠压裂技术已很难开采油气。目前，在油气勘探和开采过程中，水力压裂技术是增产与提高采收率的主要手段。石油压裂支撑剂是水力压裂技术的关键材料，其性能的优劣直接影响油气的开采率；并且其成本占据开采较大部分，因此研制成本低廉、性能优良的石油压裂支撑剂既是热点也是难点，综上所述，随着社会对油气需求量的不断增大和内页岩气能源的发现，陶粒压裂支撑剂需求量必会急剧增加。因此，研制性能优良、规格多样的可选陶粒压裂支撑剂不仅成为无机材料的研究热点之一，而且将会对石油天然气开采产生巨大的意义。总之，随着油气井深度的不断增加和世界刚起步的“页岩气革命”，高性能陶粒压裂支撑剂将迎来巨大的机遇和挑战。现阶段很多研究在获得低密度的同时，抗压强度也随之降低，所制备的陶粒只适合浅层油气井的压裂，所以应继续加大对低密度高强度陶粒压裂支撑剂的研究，找到二者关系的一个平衡点，在降低密度的同时提高其抗压强度。陶粒压裂支撑剂的发展方向主要是制备各种密度的高强度石油压裂支撑剂来提高产能，为中深油气井和页岩气井压裂开采提供性能优良的支撑剂。为适应深层高闭合压力下的水力压裂，除对现有陶粒支撑剂制备工艺改进外，研制和开发新型低密高强高导流陶粒支撑剂已势在必行。目前传统的陶粒压裂支撑剂还存在渗透率和力学性能无法同时提升的问题，因此还需对其进行研究。
技术实现思路
本专利技术主要解决的技术问题是：针对传统抗压裂陶粒支撑剂渗透性能和力学性能无法同时提升的问题，提供了一种抗压裂陶粒支撑剂的制备方法。为了解决上述技术问题，本专利技术所采用的技术方案是：（1）按重量份数计，将30～50份钠长石，40～60份铝矾土，20～30份高岭土，30～50份粉煤灰，10～20份白云石，10～20份冰晶石，5～8份正硅酸乙酯，5～8份改性稻壳纤维，3～5份油泥，5～8份脂肪酸，10～30份改性胶粉，5～8份多元醇，3～5份磷脂，3～5份矿粉，8～10份碳酸氢钠和3～5份硅烷偶联剂，混合球磨，得混合粉体；（2）将壳聚糖与水按质量比1：50～1：100混合，静置溶胀后，加热搅拌溶解，即得壳聚糖液；（3）按重量份数计，将30～50份混合粉体，20～30份壳聚糖液，3～5份对苯二甲醛混合，造粒，过滤，干燥，烧结，即得抗压裂陶粒支撑剂。步骤（1）所述改性稻壳纤维的制备过程为：按重量份数计，将20～30份稻壳纤维，2～3份沼液，30～50份水混合发酵，接着加入稻壳纤维质量0.1～0.2倍的硝酸铁溶液搅拌混合，过滤，干燥，即得改性稻壳纤维。步骤（1）所述改性胶粉为：按重量份数计，依次取60～80份海藻酸钠液，40～50份明胶液，10～20份戊二醛溶液，10～20份盐酸和10～20份氧化石墨烯，将海藻酸钠液与明胶液搅拌混合，并依次加入盐酸，戊二醛溶液和氧化石墨烯，搅拌混合后，过滤，切块，洗涤，真空干燥，得改性胶粉。步骤（1）所述多元醇为乙二醇，丙三醇或1，3-二氯-2-丙醇中的任意一种。步骤（1）所述磷脂为牛奶磷脂，蛋黄磷脂或大豆磷脂中的任意一种。步骤（1）所述矿粉为铜矿粉，铁矿粉或锌矿粉中的任意一种。步骤（1）所述硅烷偶联剂为硅烷偶联剂KH-550，硅烷偶联剂KH-560或硅烷偶联剂KH-570中的任意一种。本专利技术的有益效果是：本专利技术通过添加改性胶粉，碳酸氢钠和正硅酸乙酯，改性胶粉中含有对pH敏感的凝胶结构，在加入产品中后，在蛋白质等电点附近时，其凝胶呈收缩状态，在偏离等电点时，可随环境的pH的改变而发生膨胀或收缩，在使用过程中，碳酸氢钠受热分解，并形成碳酸钠溶液，使得体系的pH上升，当接触碱性物质时，凝胶周围pH上升，羧基离子化，带同种负电荷相互排斥，使得改性胶粉在体系中膨胀，同时，碳酸钠水溶液使得胶粉中的氧化石墨烯片层结构边沿上的羧基离子化，使得氧化石墨烯带负电荷，由于同种电荷间相互排斥，接着，体系中的正硅酸乙酯与水反应，生成纳米二氧化硅，并分散在改性胶粉中，在高温反应成中随着体系的温度逐渐上升，使得膨胀凝胶中的有机质炭化，并形成大量的空隙，使得体系的渗透率得到提升，随着温度继续上升，在氮气氛围下，体系中的二氧化硅，炭质和氮气反应，生成氮化硅骨架，使得体系的抗压强度得到提升。具体实施方式按重量份数计，将20～30份稻壳纤维，2～3份沼液，30～50份水置于发酵釜中，于温度为30～35℃，转速为100～200r/min条件下，混合发酵3～5天，接着向发酵釜中加入稻壳纤维质量0.1～0.2倍质量分数为10～20%的硝酸铁溶液，于转速为300～500r/min条件下，搅拌混合40～60min后，过滤，得滤渣，接着将滤渣置于烘箱中，于温度为105～110℃条件下，干燥至恒重，即得改性稻壳纤维；将海藻酸钠与水按质量比为1：50～1：100置于1号烧杯中，用玻璃棒搅拌混合10～20min后，静置溶胀2～4h，并将1号烧杯置于数显测速恒温磁力搅拌器中，于温度为80～90℃，转速为300～500r/min条件下，加热搅拌溶解40～60min，得海藻酸钠液；将明胶与水按质量比1：50～1：100置于2号烧杯中，用玻璃棒搅拌10～20min后，静置溶胀3～4h，并将单口烧瓶置于数显测速恒温磁力搅拌器中，于温度为80～85℃，转速为300～500r/min条件下，加热搅拌溶解30～50min，即得明胶液；按重量份数计，依次取60～80份海藻酸钠液，40～50份明胶液，10～20份质量分数为20～30%的戊二醛溶液，10～20份质量分数为20～30%的盐酸和10～20份的氧化石墨烯，将海藻酸钠液与明胶液置于三口烧瓶中，并将三口烧瓶置于数显测速恒温磁力搅拌器中，于温度为50～60℃，转速为300～500r/min条件下，恒温搅拌混合30～50min，并依次向三口烧瓶中加入质量分数为20～30%的盐酸，质量分数为20～30%的戊二醛溶液和氧化石墨烯，于温度为28～38℃，转速为250～300r/min的条件下搅拌混合10～12h，得混合浆液，再将混合浆液过滤，得凝胶，将凝胶切块，并用去离子水洗涤5～6天，每隔10～12h换一次去离子水，将洗涤后的凝胶块于室温条件下真空干燥3～5h，得改性胶粉；按重量份数计，将30～50份钠长石，40～60份铝矾土，20～30份高岭土，30～50份粉煤灰，10～20份白云石，10～20份冰晶石，5～8份正硅酸乙酯，5～8份改性稻壳纤维，3～5份油泥，5～8份脂肪酸，10～30份改性胶粉，5～8份多元醇，3～5份磷脂，3～5份矿粉，8～10份碳酸氢钠和3～5份硅烷偶联剂置于球磨机中混合球磨40～60min，得混合粉体；将壳聚糖与水按质量比为1：50～1：100置于3号烧杯中，用玻璃棒搅拌混合10～20min后，静置溶胀2～4h，并将3号烧杯置于数显测速恒温磁力搅拌器中，于温度为80～90℃，转速为300～500r/min条件下，加热搅拌溶解40～60min，得壳聚糖液；按重量份数计，将30本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种抗压裂陶粒支撑剂的制备方法，其特征在于具体制备步骤如下：（1）按重量份数计，将30～50份钠长石，40～60份铝矾土，20～30份高岭土，30～50份粉煤灰，10～20份白云石，10～20份冰晶石，5～8份正硅酸乙酯，5～8份改性稻壳纤维，3～5份油泥，5～8份脂肪酸，10～30份改性胶粉，5～8份多元醇，3～5份磷脂，3～5份矿粉，8～10份碳酸氢钠和3～5份硅烷偶联剂，混合球磨，得混合粉体；（2）将壳聚糖与水按质量比1：50～1：100混合，静置溶胀后，加热搅拌溶解，即得壳聚糖液；（3）按重量份数计，将30～50份混合粉体，20～30份壳聚糖液，3～5份对苯二甲醛混合，造粒，过滤，干燥，烧结，即得抗压裂陶粒支撑剂。

【技术特征摘要】
1.一种抗压裂陶粒支撑剂的制备方法，其特征在于具体制备步骤如下：（1）按重量份数计，将30～50份钠长石，40～60份铝矾土，20～30份高岭土，30～50份粉煤灰，10～20份白云石，10～20份冰晶石，5～8份正硅酸乙酯，5～8份改性稻壳纤维，3～5份油泥，5～8份脂肪酸，10～30份改性胶粉，5～8份多元醇，3～5份磷脂，3～5份矿粉，8～10份碳酸氢钠和3～5份硅烷偶联剂，混合球磨，得混合粉体；（2）将壳聚糖与水按质量比1：50～1：100混合，静置溶胀后，加热搅拌溶解，即得壳聚糖液；（3）按重量份数计，将30～50份混合粉体，20～30份壳聚糖液，3～5份对苯二甲醛混合，造粒，过滤，干燥，烧结，即得抗压裂陶粒支撑剂。2.根据权利要求1所述一种抗压裂陶粒支撑剂的制备方法，其特征在于：步骤（1）所述改性稻壳纤维的制备过程为：按重量份数计，将20～30份稻壳纤维，2～3份沼液，30～50份水混合发酵，接着加入稻壳纤维质量0.1～0.2倍的硝酸铁溶液搅拌混合，过滤，干燥，即得改性稻壳纤维。3...

【专利技术属性】
技术研发人员：裴泽民，仲华，
申请(专利权)人：裴泽民，
类型：发明
国别省市：江苏,32