一种低密度支撑剂及其制备方法技术

本公开实施例提供一种低密度支撑剂及其制备方法，所述方法包括：将粒径范围为106μm～710μm的坚果壳类颗粒与预设固含量的热固型酚醛树脂，按照质量比为10：(2～5)混合均匀，浸渍、搅拌至表面无明显液体，得到第一半成品颗粒；将第一半成品颗粒转入造粒机中，加入一定量的包覆层材料或粘结剂和坚果壳粉，搅拌至将颗粒表面光滑，然后再预设温度下养护一定时间，经筛分后得到低密度支撑剂。本公开实施例的制备方法中采用低密度的坚果壳类颗粒作为支撑剂颗粒，浸渍在酚醛树脂中增加颗粒强度，再包覆粘结剂和密度较低坚果壳粉或包覆层材料，提高颗粒的圆球度，得到强度高密度低的支撑剂，从而降低支撑剂对泵送和压裂液性能的要求。求。求。

【技术实现步骤摘要】
一种低密度支撑剂及其制备方法


[0001]本公开实施例属于油气井用支撑剂
，具体涉及一种低密度支撑剂及其制备方法。

技术介绍

[0002]压裂增产是石油、天然气井开采增产的重要技术。支撑剂则是压裂施工的关键材料。支撑剂由压裂液带入并支撑在压裂地层的裂隙中，从而有效地将油气导入油气井，大幅度提高油气产量和延长油气井寿命。
[0003]目前常用的压裂支撑剂有石英砂、陶粒及树脂覆膜的颗粒等。其中石英砂的价格最便宜，相对密度低，便于施工泵送，但是石英砂的强度低、圆球度差、破碎率高，从而降低了裂缝的导流能力，特别不适用于闭合压力高的深井。石英砂用树脂覆膜后圆球度有所改善，抗破碎率能力大幅度提高，导流能力比石英砂好，但仍比陶粒低。以铝钒土为主料制造的陶粒支撑剂，圆球度、抗破碎能力和导流能力都比石英砂好，广泛的被深油气井所采用。但是陶粒的密度(视密度一般大于3.0g/cm3)比石英砂(视密度一般大于2.65g/cm3左右)大，对泵送条件及压裂液的性能都提出了更高的要求，加大了施工难度；在应用中容易产生较短的支撑带，堆积在裂缝的端口处，对导流极其不利，从而影响后期出油效果。相比之下，低密度支撑剂具有较好的空隙率，携带更容易，能大大降低压裂液的粘度，减少对管道和泵的伤害，甚至可以实现清水压裂，有效降低施工难度和采油成本；另外低密度支撑剂导流递减率比较低，能产生好的采油效果。因此低密度支撑剂的开发成为支撑剂研究的方向。而且，传统支撑剂需要高温烧结而成，增加能耗。
[0004]现有技术中至少存在如下问题：缺少一种保证强度，降低密度，从而降低对泵送和压裂液性能要求的支撑剂，使得施工时能够减低成本；并且该支撑剂可以避免高温烧结形成，节约能耗。

技术实现思路

[0005]本公开实施例旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一，提供一种低密度支撑剂及其制备方法。
[0006]本公开实施例的一个方面提供一种低密度支撑剂的制备方法。所述方法包括：
[0007]将粒径范围为106μm～710μm的坚果壳类颗粒与预设固含量的热固型酚醛树脂，按照质量比为10：(2～5)混合均匀，浸渍、搅拌至表面无明显液体，得到第一半成品颗粒；
[0008]将所述第一半成品颗粒转入高速造粒机中，加入与所述第一半成品颗粒质量比为(2～3)：(60～75)且粒径不大于45μm的木粉或坚果壳粉，分散均匀后加热固化30min～60min，得到第二半成品颗粒；
[0009]将所述第二半成品颗粒转入所述高速造粒机中，加入一定量的粘结剂，搅拌均匀；再加入一定量的坚果壳粉，搅拌至将坚果壳粉全部包覆于颗粒之上，降低至预设转速后再加入一定量的粉体分散后将其转入到低速造粒机中；
[0010]在所述低速造粒机中转至颗粒表面光滑，然后在预设温度下养护一定时间，经筛分后得到低密度支撑剂。
[0011]可选的，所述粘结剂采用下述步骤制备得到：
[0012]将液体双酚a环氧树脂与预设粘度的液体改性二氨基二苯基甲烷，按照质量比100：(10～30)混合均匀，得到粘结剂。
[0013]可选的，所述第二半成品颗粒、所述粘结剂和所述坚果壳粉的质量比为(125～155)：(2～7)：(10～40)。
[0014]可选的，所述预设转速为500转/分～1000转/分。
[0015]可选的，所述低密度支撑剂的参数包括：
[0016]体积密度范围为0.85g/cm3～1.0g/cm3，视密度范围为1.15g/cm3～1.35g/cm3，酸溶解度范围为1％～4％，圆球度范围为0.7～0.9，52MPa破碎率范围为4％～9％。
[0017]本公开实施例的另一个方面提供一种低密度支撑剂的制备方法。所述方法包括：
[0018]将粒径范围为106μm～710μm的坚果壳类颗粒与预设固含量的热固型酚醛树脂，按照质量比10：(2～5)混合均匀，浸渍、搅拌至表面无明显液体，得到第一半成品颗粒；
[0019]将所述第一半成品颗粒转入造粒机中，加入一定量包覆层材料，在所述造粒机中转至细颗粒完全黏附于粗颗粒表面，同时加入一定量粉体，继续转至颗粒表面光滑，然后在预设温度下养护一定时间，经筛分后得到低密度支撑剂。
[0020]可选的，所述包覆层材料采用下述步骤制备得到：
[0021]将粒径不大于45μm的果壳粉与固含量50％～70％的热固型酚醛树脂按照质量比2:(0.5～1.5)，混合均匀后浸泡一定时间，得到包覆层材料。
[0022]可选的，所述第一半成品颗粒与所述包覆层材料的质量比为(12～15)：(2～3)。
[0023]可选的，所述低密度支撑剂的参数包括：
[0024]体积密度范围为0.8g/cm3～0.95g/cm3，视密度范围为1.05g/cm3～1.25g/cm3，酸溶解度范围为1％～4％，圆球度范围为0.7～0.85，52MPa破碎率范围为6％～9％。
[0025]本公开实施例的另一个方面提供一种低密度支撑剂。采用如上所述的制备方法制得。
[0026]本公开实施例的一种低密度支撑剂制备方法中，采用热固型酚醛树脂浸渍坚果壳类颗粒，使其渗透入坚果壳类颗粒的微孔内，提高坚果壳类颗粒强度；再将粘结剂和坚果壳粉或包覆层材料进一步包覆于颗粒表面，对颗粒表面的缺陷进行修复，增加了颗粒表面材料包覆量，提高颗粒的圆球度和强度；而且本公开实施例的方法能耗低，只进行了低温加热，不需要高温烧结。
附图说明
[0027]图1为本公开实施例的一种低密度支撑剂的制备方法的流程示意图；
[0028]图2为本公开另一实施例的一种低密度支撑剂的制备方法的流程示意图。
具体实施方式
[0029]为使本领域技术人员更好地理解本公开实施例的技术方案，下面结合附图和具体实施方式对本公开实施例作进一步详细描述。
[0030]如图1所示，一种超低密度支撑剂的制备方法，所述方法S100包括：
[0031]S110、将粒径范围为106μm～710μm的坚果壳类颗粒与预设固含量的热固型酚醛树脂，按照质量比为10：(2～5)混合均匀，浸渍、搅拌至表面无明显液体，得到第一半成品颗粒。
[0032]作为一个示例，所述坚果壳类颗粒可以为核桃壳、杏核壳、桃核壳、榛子壳和夏威夷果壳中的一种或几种。所述坚果壳类颗粒是经过粉碎加工的，市面上可以直接购买得到，也可以采用现有的坚果壳类颗粒加工方法获得所需粒径范围的坚果壳类颗粒，这里不赘述。
[0033]本公开实施例可以将1kg粒径范围为106μm～710μm的坚果壳类颗粒与200g～500g固含量为50％～70％的热固型酚醛树脂混合均匀，浸渍、搅拌至颗粒表面无明显液体，得到第一半成品颗粒。需要说明的是，所述热固型酚醛树脂可以将坚果壳类颗粒进行浸渍，渗透入坚果壳类颗粒的微孔内，提高颗粒强度。当搅拌至颗粒表面无明显液体时，说明热固型酚醛树脂已渗入坚果壳类颗粒的微孔内。
[0034]S120、将所述第一半成品颗粒转本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种低密度支撑剂的制备方法，其特征在于，所述方法包括：将粒径范围为106μm～710μm的坚果壳类颗粒与预设固含量的热固型酚醛树脂，按照质量比为10：(2～5)混合均匀，浸渍、搅拌至表面无明显液体，得到第一半成品颗粒；将所述第一半成品颗粒转入高速造粒机中，加入与所述第一半成品颗粒质量比为(2～3)：(60～75)且粒径不大于45μm的木粉或坚果壳粉，分散均匀后加热固化30min～60min，得到第二半成品颗粒；将所述第二半成品颗粒转入所述高速造粒机中，加入一定量的粘结剂，搅拌均匀；再加入一定量的坚果壳粉，搅拌至将坚果壳粉全部包覆于颗粒之上，降低至预设转速后再加入一定量的粉体分散后将其转入到低速造粒机中；在所述低速造粒机中转至颗粒表面光滑，然后在预设温度下养护一定时间，经筛分后得到低密度支撑剂。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述粘结剂采用下述步骤制备得到：将液体双酚a环氧树脂与预设粘度的液体改性二氨基二苯基甲烷，按照质量比100：(10～30)混合均匀，得到粘结剂。3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述第二半成品颗粒、所述粘结剂和所述坚果壳粉的质量比为(125～155)：(2～7)：(10～40)。4.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述预设转速为500转/分～1000转/分。5.根据权利要求1至4任一项所述的方法，其特征在于，所述低密度支撑剂的参数包括：体积密度范围为0.85g/cm3～1.0g/cm3，视...

【专利技术属性】
技术研发人员：任龙强，王光，吕斌，
申请(专利权)人：北京昆仑隆源石油开采技术有限公司，
类型：发明
国别省市：