一种压裂用高效气悬浮支撑剂及其制备方法技术

本发明专利技术涉及一种压裂用高效气悬浮支撑剂及其制备方法，涉及油气田开发技术领域，其中制备方法包括：提供支撑剂颗粒、表面改性处理液、改性剂溶液、有机分子连接剂；利用所述表面改性处理液对所述支撑剂颗粒在25～120℃的条件下搅拌进行表面粗糙化处理，分离，干燥，得到表面粗糙化处理的支撑剂颗粒；将所述表面粗糙化处理后的支撑剂颗粒与所述改性剂溶液、有机分子连接剂混合，进行改性反应，分离，干燥，得到改性支撑剂；本发明专利技术还公开了一种压裂用高效气悬浮支撑剂，该支撑剂可以大幅降低对压裂液的要求，在不同水基压裂液中均能达到良好的悬浮效果，大幅提高了作业效果，达到大幅增产的目的。目的。目的。

【技术实现步骤摘要】
一种压裂用高效气悬浮支撑剂及其制备方法


[0001]本专利技术涉及油气田开发
，尤其涉及一种压裂用高效气悬浮支撑剂及其制备方法。

技术介绍

[0002]加砂压裂是目前最主要的提高油气井产量储层改造方式之一，支撑剂在裂缝中的铺置及其本身的性能是影响压裂效果的关键因素之一。
[0003]为了携带并在裂缝中有效铺置支撑剂，业界开发了多种类型的压裂液，包括植物胶压裂液、人工线性聚合物压裂液、VES清洁压裂液以及疏水缔合聚合物压裂液等。然而传统压裂液的强携砂性、低伤害性以及低成本优点往往很难同时获得。因此提高支撑剂本身的性能也成为一项重要研究。
[0004]目前压裂中使用的支撑剂包扩石英砂、陶粒以及相关的树脂覆膜产品等，支撑剂改性主要目的是提高支撑剂的强度，降低其破碎率。部分支撑剂进行了特殊的功能改性，如进行表面疏水处理达到一定的阻水效果，而从提高支撑剂悬浮性能角度出发的研究却较少。
[0005]气悬浮支撑剂是近年来的一项新型技术，主要做法是对支撑剂进行表面改性，使其具有吸附气体的功能，支撑剂吸附气体后体积密度降低，在压裂中呈现漂浮状态而易于携带，使得在裂缝中形成更好的铺置，从而大幅增加油气井压裂后的产量。CN202011562454.X《一种气囊壳充气悬浮支撑剂及其制备方法》、CN201611170927.5《一种用于滑溜水压裂的气悬浮支撑剂及其制备方法和使用方法》及CN201711418051.6《一种用于滑溜水压裂的泡腾气悬浮支撑剂及其制备方法》均采用了这一思路，但改性工艺复杂，成本较高。专利CN201911035692.2《一种压裂支撑剂用空气悬浮剂及其施工方法》采用现场喷涂的方式，使得现场可以根据情况实时调整，而且使得改性成本更为低廉。但以上改性方式仅在支撑剂原表面进行成膜改性，改性并不充分，导致对气泡吸附力较弱，气泡吸附数量较少，整体气体吸附率低，使得气悬浮效果大打折扣。

技术实现思路

[0006]本专利技术为了解决上述技术问题提供了一种压裂用高效气悬浮支撑剂的制备方法，增加了支撑剂颗粒表面的表面粗糙度和亲气性。
[0007]本专利技术还提供了一种压裂用高效气悬浮支撑剂。
[0008]本专利技术解决上述技术问题的技术方案如下：一种压裂用高效气悬浮支撑剂的制备方法，包括：
[0009]提供支撑剂颗粒、表面改性处理液、改性剂溶液、有机分子连接剂；
[0010]利用所述表面改性处理液对所述支撑剂颗粒在25～120℃的条件下搅拌进行表面粗糙化处理，分离，干燥，得到表面粗糙化处理的支撑剂颗粒；
[0011]将所述表面粗糙化处理后的支撑剂颗粒与所述改性剂溶液、有机分子连接剂混
合，进行改性反应，分离，干燥，得到改性支撑剂；
[0012]其中，所述表面改性处理液选自于硅酸盐溶液、无机纳米颗粒缓冲溶液、所述改性剂中的任一种；所述改性剂选自于氨基丙基三乙氧基硅烷、十六烷基三甲氧基硅烷、甲基三乙氧基硅烷、苯基三乙氧基硅烷、二乙胺基甲基三乙氧基硅烷、十八烷基酰氯、苯甲酰氯、草酰氯中的任一种。
[0013]可选的，在本申请的一些实施例中，所述硅酸盐选自于甲基硅酸钠、乙烯基硅酸钠、氨丙基硅酸钠、聚醚有机二硅酸钠、偏硅酸钠、胶体二氧化硅、硅酸钾中的一种或几种。
[0014]可选的，在本申请的一些实施例中，所述硅酸盐溶液中所述硅酸盐的质量分数为0.1wt％～10wt％。
[0015]可选的，在本申请的一些实施例中，所述硅酸盐溶液还包括质量分数为0.1wt％～1wt％表面活性剂。
[0016]可选的，在本申请的一些实施例中，所述表面活性剂选自于十二烷基三甲基溴化铵、十六烷基三甲基溴化铵、十二烷基硫酸钠、十二烷基苯磺酸钠中的一种或几种。
[0017]可选的，在本申请的一些实施例中，所述支撑剂颗粒选自于粒径为0.85～0.1mm的石英砂或陶粒。
[0018]可选的，在本申请的一些实施例中，无机纳米颗粒缓冲溶液中包括无机纳米颗粒和缓冲液；所述无机纳米颗粒的浓度为0.001wt％～10wt％。
[0019]可选的，在本申请的一些实施例中，所述无机纳米颗粒选自于纳米铝硅合金、纳米铁镍合金、纳米锡铋合金、纳米锡铜合金、纳米镍锌合金、纳米钨铜合金、纳米铜镍合金、纳米铜锌合金、纳米氧化铝、纳米氧化锆、纳米氧化硅、纳米氧化钛、纳米氧化锌、纳米氧化铁、纳米氧化亚铜和纳米氧化镁中一种或几种；和/或者
[0020]所述缓冲液选自于邻苯二甲
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盐酸缓冲液、磷酸氢二钠
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柠檬酸缓冲液、柠檬酸
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氢氧化钠
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盐酸缓冲液、柠檬酸
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柠檬酸钠缓冲液、乙酸
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乙酸钠缓冲液、邻苯二甲酸氢钾
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氢氧化钠缓冲液、磷酸氢二钠
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磷酸二氢钠缓冲液、磷酸氢二钠
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磷酸二氢钾缓冲液、磷酸二氢钾
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氢氧化钠缓冲液、三(羟甲基)氨基甲烷缓冲液中的一种或几种。
[0021]可选的，在本申请的一些实施例中，所述有机分子连接剂选自于十三烷酸、二乙烯三胺、三乙胺、乙二胺中的任一种或几种。
[0022]本申请实施例还提供一种压裂用高效气悬浮支撑剂，所述压裂用高效气悬浮支撑剂由上述的压裂用高效气悬浮支撑剂的制备方法制备得到。
[0023]本专利技术的有益效果：本专利技术公开的一种压裂用高效气悬浮支撑剂的制备方法，利用硅酸盐溶液、无机纳米颗粒缓冲溶液、所述改性剂中的任一种对支撑剂颗粒表面进行粗糙化处理，并将粗糙化处理后的支撑剂颗粒再利用改性剂进行表面改性，增加了支撑剂颗粒表面粗糙度，使得气泡与支撑剂颗粒表面接触面积增加超过50％，从而增强了支撑剂颗粒表面的亲气性，提高了气体吸附率，使之能够在液相中吸附大量气泡而悬浮。
[0024]其中，利用硅酸盐溶液进行表面粗糙化处理时，先将可溶性硅酸盐溶于水/乙醇混合溶液中，经水解生成纳米级硅酸胶体，与支撑剂混合充分搅拌，干燥后生成附着于支撑剂表面的纳米二氧化硅，形成粗糙表面。
[0025]其中，利用无机纳米颗粒缓冲溶液进行表面粗糙化处理时，缓冲剂具有还原性，无机纳米金属氧化物在缓冲溶液中被温和还原成金属纳米粒子，纳米金属粒子进一步吸附于
支撑剂表面。
[0026]其中，利用改性剂进行表面粗糙化处理时，所使用的硅烷偶联剂与支撑剂表面活性羟基反应形成富含硅烷的基底，进而获得粗糙表面。
[0027]本专利技术公开的一种压裂用高效气悬浮支撑剂的制备方法得到支撑剂可以大幅降低了对压裂液的要求，能够使得各类支撑剂在不同水基压裂液中均能达到良好的悬浮效果，大幅提高作业效果，达到大幅增产的目的。
附图说明
[0028]为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单的介绍，显而易见的，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种压裂用高效气悬浮支撑剂的制备方法，其特征在于，包括：提供支撑剂颗粒、表面改性处理液、改性剂溶液、有机分子连接剂；利用所述表面改性处理液对所述支撑剂颗粒在25～120℃的条件下搅拌进行表面粗糙化处理，分离，干燥，得到表面粗糙化处理的支撑剂颗粒；将所述表面粗糙化处理后的支撑剂颗粒与所述改性剂溶液、有机分子连接剂混合，进行改性反应，分离，干燥，得到改性支撑剂；其中，所述表面改性处理液选自于硅酸盐溶液、无机纳米颗粒缓冲溶液、所述改性剂中的任一种；所述改性剂选自于氨基丙基三乙氧基硅烷、十六烷基三甲氧基硅烷、甲基三乙氧基硅烷、苯基三乙氧基硅烷、二乙胺基甲基三乙氧基硅烷、十八烷基酰氯、苯甲酰氯、草酰氯中的任一种。2.根据权利要求1所述的一种压裂用高效气悬浮支撑剂的制备方法，其特征在于，所述硅酸盐选自于甲基硅酸钠、乙烯基硅酸钠、氨丙基硅酸钠、聚醚有机二硅酸钠、偏硅酸钠、胶体二氧化硅、硅酸钾中的一种或几种。3.根据权利要求1所述的一种压裂用高效气悬浮支撑剂的制备方法，其特征在于，所述硅酸盐溶液中所述硅酸盐的质量分数为0.1wt％～10wt％。4.根据权利要求1所述的一种压裂用高效气悬浮支撑剂的制备方法，其特征在于，所述硅酸盐溶液还包括质量分数为0.1wt％～1wt％表面活性剂。5.根据权利要求4所述的一种压裂用高效气悬浮支撑剂的制备方法，其特征在于，所述表面活性剂选自于十二烷基三甲基溴化铵、十六烷基三甲基溴化铵、十二烷基硫酸钠、十二烷基苯磺酸钠中的一种或几种。6.根据权利要求1所述的一种压裂用高效气悬浮支撑剂的制备方法，其特征在于，所述支撑剂颗粒选自于粒径为0.1～0.85mm的石英砂...

【专利技术属性】
技术研发人员：张浩，杨波，杨荻，钟颖，杨洋，
申请(专利权)人：成都理工大学，
类型：发明
国别省市：