【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于油气田压裂支撑剂，涉及一种光引发自悬浮支撑剂及其制备方法和应用。
技术介绍
1、压裂技术是非常规油气储层提高单井产量和采收率的重要技术之一，其核心是由压裂液携带支撑剂进入地层并对地层进行压裂，形成具有足够长度、足够宽度及一定导流能力的裂缝网络，从而为油气开采提供渗流通道。而在该项技术中，支撑剂一直以来都是压裂改造效果和压裂成功率的关键。目前石英砂、陶粒和覆膜支撑剂仍是压裂技术中常用的三种支撑剂。因具有成本低、硬度高、耐磨性强和化学稳定性强等优点，石英砂目前是应用最为广泛的压裂支撑剂。
2、近年来，非常规天然油气资源勘探开发难度显著增强而油气开采产量需求却明显增多。这对压裂技术中石英砂支撑剂的性能提出了更高的要求。同时，石英砂支撑剂存在易沉降和无法到达岩缝更远端等问题。因此，石英砂支撑剂的表面改性已经成为油气田开采研究中的热点。近年，一种自悬浮支撑剂是将一层可吸水聚合物包覆在石英砂表面待其在压裂液中吸水膨胀从而降低其沉降速度，并使石英砂能够运移至裂缝的更远端。但是目前改性方法主要为热引发的方式，能耗较高，且大多数热引发自悬浮支撑剂的制备是通过先表面化学改性，然后利用化学键之间的反应将改性剂与基底复合，预先在石英砂表面的化学改性增加了自悬浮支撑剂的制备成本。
技术实现思路
1、针对现有技术中存在的问题，本专利技术提供一种光引发自悬浮支撑剂及其制备方法和应用，从而解决现有技术方法制得的改性石英砂支撑剂表面需要预先构造化学键再进行复合改性的技术问题，同时解决现有技
2、本专利技术是通过以下技术方案来实现：
3、一种光引发自悬浮支撑剂的制备方法，包括以下步骤：
4、s1：将丙烯酰胺、乙烯类单体、磺酸类单体、交联剂以及光引发剂水中，搅拌使其溶解，并调节体系的ph值为3~7，制得改性液；
5、s2：将石英砂加入所述改性液中，进行光引发反应，制得所述悬浮支撑剂。
6、优选的，步骤s1中，丙烯酰胺类、乙烯类单体、磺酸类单体以及交联剂的质量比为(0.2~1):(0.1~0.9):(0.07~0.15):(0.005~0.025)。
7、优选的，步骤s1中，所述光引发剂的用量占改性液质量的0.05%~0.25%。
8、优选的，步骤s1中，采用氢氧化钠、氢氧化钾和碳酸氢钠调节体系的ph值。
9、优选的，步骤s2中，将石英砂加入所述改性液中之前，对所述石英砂进行预处理；所述预处理为将石英砂置于水和乙醇的混合溶液中，搅拌清洗后，烘干。
10、优选的，所述石英砂与水和乙醇的混合溶液的比例为(4~12)g:(50~90)ml。
11、优选的，所述光引发反应过程中，采用的光源的波长为254nm、312nm和365nm中的一种，光引发反应的时间为4~8h。
12、优选的，光引发反应后，对制得产物进行烘干，并将烘干后的产物研磨至40~70目，制得所述悬浮支撑剂。
13、一种光引发自悬浮支撑剂，通过上述的方法制得；所述自悬浮支撑剂的膨胀率为3.0~5.0。
14、上述的一种光引发自悬浮支撑剂在油气开采中的应用。
15、与现有技术相比，本专利技术具有以下有益的技术效果：
16、本专利技术公开一种光引发自悬浮支撑剂的制备方法，通过光引发的方式在石英砂的表面构筑改性聚丙烯酰胺，在改性过程中利用丙烯酰胺、乙烯类单体、磺酸类单体、交联剂以及光引发剂在石英砂的表面生成改性聚丙烯酰胺，聚合反应过程中，在紫外光灯的照射下各个单体逐渐聚合，同时附着在石英砂表面，无需化学试剂预先对石英砂表面进行官能团构造，通过改性聚丙烯酰胺的黏性将其于粘接于石英砂表面，与传统热引发自悬浮支撑剂相比反应方法更简便，化学试剂使用量降低，且光引发改性自悬浮支撑剂的膨胀性能与热引发相比并未降低，节省了自悬浮支撑剂制备的时间和成本。改性聚丙烯酰胺的分子链上含有亲水性基团（如酰胺基、羧基等），这些基团能够与水分子形成氢键，从而增强聚合物对水的吸附能力，同时，光引发聚合形成的聚合物网络结构具有较大的比表面积和孔隙率，能够容纳更多的水分子，提高吸水性能，石英砂表面的改性聚丙烯酰胺吸水溶胀后，有效实现了石英砂的在水中的自悬浮，实现了自支撑过程。本专利技术中的改性方法简单、设计合理、制得的石英砂支撑剂具有优良悬浮性能，可有效降低油气开采成本，提高油气产量，满足非常规油气储层开采的要求。
17、进一步的，步骤s1中，丙烯酰胺类、乙烯类单体、磺酸类单体以及交联剂的质量比为(0.2~1):(0.1~0.9):(0.07~0.15):(0.005~0.025)，有效控制了聚合物的聚合度，控制聚合物的溶胀过程，实现自支撑剂的快速溶胀。
18、进一步的，步骤s1中，所述光引发剂的用量占改性液质量的0.05%~0.25%，光引发剂在紫外光照射下能够迅速产生活性自由基，从而引发聚合反应，适量的光引发剂能够确保聚合反应在较短时间内达到较高的转化率，提高聚合效率；光引发剂的用量直接影响聚合反应的速率和聚合度，适量的光引发剂能够使得聚合反应在适宜的条件下进行，从而控制聚合产物的分子量分布和聚合度，获得性能优异的聚丙烯酰胺产品。
19、进一步的，步骤s2中，将石英砂加入所述改性液中之前，对所述石英砂进行预处理；所述预处理为将石英砂置于水和乙醇的混合溶液中，搅拌清洗后，烘干，水和乙醇的混合溶液具有良好的溶解性和清洗能力，能够有效地去除石英砂表面的泥土、油脂、有机物等杂质，提高石英砂的纯净度。通过清洗，可以减少石英砂在后续聚合反应中对改性液的污染，保证聚合反应的顺利进行和产物的质量，清洗后的石英砂表面更加洁净，有利于聚合物链在其表面的生长和固定。预处理后的石英砂在加入改性液后，能够更好地与聚合物链发生反应，提高聚合效率。
20、进一步的，所述石英砂与水和乙醇的混合溶液的比例为(4~12)g:(50~90)ml，水和乙醇的混合溶液可以形成一定的表面张力，有助于将石英砂表面的微小颗粒和污染物冲刷下来，同时，乙醇的挥发性也可以帮助带走部分污染物，从而提高清洗效果。清洗后的石英砂表面更加纯净，有利于聚合物更加牢固地附着在石英砂表面。
21、进一步的，光引发反应后，对制得产物进行烘干，并将烘干后的产物研磨至40~70目，制得所述悬浮支撑剂，该研磨过程将依靠改性聚丙烯酰胺的黏性固结的自悬浮支撑剂分离，使每个石英砂表面都附着一定的改性聚丙烯酰胺，从而得到自悬浮支撑剂。
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1.一种光引发自悬浮支撑剂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种光引发自悬浮支撑剂的制备方法，其特征在于，步骤S1中，丙烯酰胺类、乙烯类单体、磺酸类单体以及交联剂的质量比为(0.2~1):(0.1~0.9):(0.07~0.15):(0.005~0.025)。
3.根据权利要求1所述的一种光引发自悬浮支撑剂的制备方法，其特征在于，步骤S1中，所述光引发剂的用量占改性液质量的0.05%~0.25%。
4.根据权利要求1所述的一种光引发自悬浮支撑剂的制备方法，其特征在于，步骤S1中，采用氢氧化钠、氢氧化钾和碳酸氢钠调节体系的pH值。
5.根据权利要求1所述的一种光引发自悬浮支撑剂的制备方法，其特征在于，步骤S2中，将石英砂加入所述改性液中之前，对所述石英砂进行预处理；所述预处理为将石英砂置于水和乙醇的混合溶液中，搅拌清洗后，烘干。
6.根据权利要求5所述的一种光引发自悬浮支撑剂的制备方法，其特征在于，所述石英砂与水和乙醇的混合溶液的比例为(4~12)g:(50~90)mL。
7.根据
8.根据权利要求5所述的一种光引发自悬浮支撑剂的制备方法，其特征在于，光引发反应后，对制得产物进行烘干，并将烘干后的产物研磨至40~70目，制得所述悬浮支撑剂。
9.一种光引发自悬浮支撑剂，其特征在于，通过权利要求1~8中任意一项所述的方法制得；所述自悬浮支撑剂的膨胀率为3.0~5.0。
10.权利要求9中所述的一种光引发自悬浮支撑剂在油气开采中的应用。
...【技术特征摘要】
1.一种光引发自悬浮支撑剂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种光引发自悬浮支撑剂的制备方法，其特征在于，步骤s1中，丙烯酰胺类、乙烯类单体、磺酸类单体以及交联剂的质量比为(0.2~1):(0.1~0.9):(0.07~0.15):(0.005~0.025)。
3.根据权利要求1所述的一种光引发自悬浮支撑剂的制备方法，其特征在于，步骤s1中，所述光引发剂的用量占改性液质量的0.05%~0.25%。
4.根据权利要求1所述的一种光引发自悬浮支撑剂的制备方法，其特征在于，步骤s1中，采用氢氧化钠、氢氧化钾和碳酸氢钠调节体系的ph值。
5.根据权利要求1所述的一种光引发自悬浮支撑剂的制备方法，其特征在于，步骤s2中，将石英砂加入所述改性液中之前，对所述石英砂进行预处理；所述预处理为将石英砂置于水和乙醇...
【专利技术属性】
技术研发人员：郭江，段誉，谢嘉静，孙煜坤，余长磊，刘柏林，武文玲，朱建锋，
申请(专利权)人：陕西科技大学，
类型：发明
国别省市：
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