一種支撐劑的制備方法技術

本發明專利技術涉及一種支撐劑的制備方法，包括如下步驟：（ａ）將支撐劑的基體加熱至１００－２４０℃；（ｂ）向加熱后的所述基體中加入樹脂并攪拌形成混合料，以使所述樹脂在所述基體表面覆膜，再加入固化劑并攪拌，以使覆膜于所述基體上的所述樹脂開始固化；（ｃ）所述樹脂－基體的混合料開始結塊前加入潤滑劑以及高分子表面活性劑并攪拌；（ｄ）經冷卻、破碎、篩分步驟ｃ中得到的混合物后得到前支撐劑；（ｅ）采用疏水性高分子的有機溶液噴涂、浸漬或浸泡所述前支撐劑，最后經干燥得到成品支撐劑。本發明專利技術制備出的支撐劑具有耐環境侵蝕能力穩定的優點。

【技術實現步驟摘要】

本專利技術屬于油田開采領域中的油、氣井支撐劑，具體的說是涉及油田開采 領域中的油、氣井支撐劑的制備方法。
技術介紹
由于油田原油粘稠度大，巖層空隙率低，空隙連通性差，給采油工作帶來 很大的困難。為了提高原油收率以及采油速度，人們普遍采用支撐劑來提高巖 層空隙和空隙連通性。最初人們直接采用石英砂、陶粒砂等作為支撐劑，但是 由于在使用過程中需要承受較大的沖擊力和閉合應力，會產生大量碎片和細粉 砂，這些物質會堵塞裂縫從而降低裂縫的導流能力。因此目前人們通常在石英 砂、陶粒砂等支撐劑的基體上包覆一層或多層樹脂膜，以提高支撐劑的抗破碎 能力。但由于井下環境非常復雜，支撐劑表面的樹脂膜會受到巖層中油、油氣、 水、鹽水，以及通常伴隨的蒸汽、酸堿腐蝕性液體、微生物等的侵蝕，造成包 覆層的腐蝕、降解、脫落等，從而造成巖層裂縫導流能力的大大降低。美國專利US2005244641中公開了 一種表面改性的油、氣井水力壓裂支撐 劑的制備方法，即在支撐劑基體表面涂覆一層疏水性物質，從而提高支撐劑的 耐環境腐蝕性能。具體的實施方式是將砂粒浸泡于疏水性物質中，幾十分鐘后 將砂粒取出并干燥即可。但是該現有技術中的方法仍然存在以下缺陷采用涂 敷的方法來達到改性支撐劑表面樹脂層的目的，疏水性高分子附著于樹脂層 上，并且由于樹脂層內外的濃度差，疏水性高分子通過滲透作用向樹脂層內部 遷移并纏繞于樹脂網絡中，從而提高樹脂層的耐腐蝕性能。但一方面，疏水性 高分子僅僅通過作用力較弱的物理纏繞固定于樹脂層表層，疏水性高分子與樹 脂層間沒有更強的作用力將二者緊密結合在一起；另一方面，由于存在物質表 面勢能降低的趨勢，而疏水性高分子表面勢能較低，易向樹脂外層遷移而不容易向樹脂網絡內部遷移，使得疏水性高分子與樹脂層間的作用力降低，因而在壓裂液的沖擊下，疏水層極易脫落而失去提高支撐劑耐腐蝕能力的作用；此外 將疏水物質配制成水溶液勢必造成所使用的噴涂液或浸漬液濃度不高，從而使 得包覆于支撐劑表面的疏水性物質含量很低，其起到的改性作用不明顯。
技術實現思路
為此，本專利技術所要解決的技術問題在于克服現有技術中的方法制備得到 的支撐劑表面疏水膜極易脫落所導致支撐劑耐腐蝕性能不穩定的缺陷，提供一 種耐腐蝕性能穩定的支撐劑的制備方法。為解決上述技術問題，本專利技術提供了，包括如下步驟(a) 將支撐劑的基體加熱至100-240°C;(b) 向加熱后的所述基體中加入樹脂并攪拌形成混合料，以使所述樹脂 在所述基體表面覆膜，再加入固化劑并攪拌，以使覆膜于所述基體上的所述樹 脂開始固化，所述樹脂與基體的重量比為0.1-15:100,所述固化劑的加入量為 所述樹脂重量的5-30wt%;(c )所述樹脂-基體的混合料開始結塊前加入潤滑劑以及高分子表面活 性劑并攪拌，所述潤滑劑的加入量為所述樹脂重量的0.1-10wt%,所述高分子 表面活性劑的加入量為所述樹脂重量的0.1-5wt%;(d) 經冷卻、破碎、篩分步驟c中得到的混合物后得到前支撐劑；(e) 采用疏水性高分子的有機溶液噴涂、浸漬或浸泡所述前支撐劑，最 后經干燥得到成品支撐劑。所述疏水性高分子為聚硅氧烷、聚硅氧烷衍生物、聚烯烴、卣代聚烯烴中 的一種或多種。步驟c中加入的所述高分子表面活性劑中的憎水單元與隨后步驟e中的所 述疏水性高分子中的憎水基團相對應。其中舉例說明所述的相對應的涵義，如果高分子表面活性劑為聚醚二曱基硅氧，其中重復的憎水單元為二甲基硅氧， 疏水性高分子的憎水基團為二曱基硅氧烷，則說高分子表面活性劑中的憎水單 元與疏水性高分子中的憎水基團相對應。所述疏水性高分子的有機溶液的重量百分含量為10wt。/。以上。所述有機溶液的有機溶劑為二氯曱烷、乙醇、乙醚、氯仿、二硫化碳中的 一種或多種。步驟b中，加入固化劑前包括加入增塑劑的步驟，所述增塑劑的加入量為 所述樹脂重量的l-30wt%。所述增塑劑為鄰苯二型曱酸酯、脂肪族二元酸酯、磷酸酯中的一種或多種， 所述增塑劑的加入量為所述樹脂重量的10-20wt%。所述樹脂與基體的重量比為2-10:100，所述固化劑的加入量為所述樹脂重 量的10-20wt%,所述潤滑劑的加入量為所述樹脂重量的2-5wt%，所述高分子 表面活性劑的加入量為所述樹脂重量的0.2-lwt%。所述樹脂為酚醛樹脂，其對應的所述固化劑為多聚甲醛、六亞曱基四胺的 一種或多種；或所述樹脂為呋喃樹脂，其對應的所述固化劑為苯石黃酸、曱苯石黃 酸、二甲苯^t酸的一種或多種；或所述樹脂為環氧樹脂，其對應的所述固化劑 為脂肪族胺及其加成物、叔胺及其鹽、芳香族胺及其改性體、咪唑的一種或多 種；或所述樹脂為不飽和聚酯樹脂，其對應的所述固化劑為過氧化酰類、過氧 化酯類的一種或多種；或所述樹脂為乙烯基樹脂，其對應的所述固化劑為過氧 化酰類、過氧化酯類的一種或多種。所述基體為石英砂和/或陶粒砂，所述潤滑劑為聚乙烯蠟、氧化聚乙烯蠟、 硬脂酸酰胺、乙撐雙硬脂酸酰胺、硬脂酸4丐、硬脂S臾鋅中的一種或多種。為了達到本專利技術要提高支撐劑耐環境腐蝕，尤其是水的侵蝕的性能及穩定 性，本專利技術采用將高分子表面活性劑引入至基體表面包覆的樹脂層中，并通過 在樹脂膜外部再次包覆疏水性高分子膜，以提高整個支撐劑的抗腐蝕能力，尤 其是抗水侵蝕能力。其中，所述的疏水性高分子優選硅氧烷、硅氧烷衍生物、6烷衍生物，主要 是其具有不易揮發以及良好的潤滑性能。接下來對具體作用機理進行描述。本專利技術在步驟C中加入的高分子表面活性劑， 一方面相對于低分子表面活 性劑而言，高分子表面活性劑的分散性、增稠性更優，可以使加入的潤滑劑在包覆有樹脂膜的基體周圍分散的更加均勻；另一方面，由于表面張力趨于減小 趨勢的存在，在樹脂固化的過程中長鏈的高分子表面活性劑上非極性的憎水單 元不斷向樹脂膜外層遷移，從而形成非憎水單元與樹脂固化時生成的交聯網絡 緊密纏結而大部分憎水單元存在于樹脂膜的表層，同時由于隨后步驟e中引入 并包覆于樹脂膜表面的疏水性高分子中的憎水基團與該高分表面活性劑中憎 水單元相對應，而相同的基團具有很強的親和能力，使得疏水性高分子與處于 樹脂層表層的高分子表面活性劑上的憎水單元間形成很強的靜電引力作用，而 這種作用力在酸堿性環境下以及高壓沖擊下不易受到破壞，疏水性高分子可以 牢固地包覆于前支撐劑表面，具有很強的穩定性。其中需要說明的是，通常高 分子表面活性劑具有親水單元和憎水單元，由于具有這樣的結構故可以起到表 面活性劑的作用。與現有技術相比本專利技術具有以下優點(1) 本專利技術中在基體表面包覆的樹脂層中引入憎水單元與最外層包覆 的疏水性高分子中憎水基團相對應的高分子表面活性劑，大大增強了最外層疏 水膜與前支撐劑間的相互作用力，提高了表面改性后的支撐劑在巖層中耐環境 侵蝕能力的穩定性。(2) 采用有機溶劑配制高分子表面活性劑溶液，可以大大提高支撐劑 中高分子表面活性劑的負載量，同時由于不采用水作溶劑， 一方面可以避免增 加支撐劑中水分子的引入，進一步防止支撐劑受到水分子的侵蝕，另一方面， 由于有機溶劑通常容易揮發，可以縮短千燥過程，縮短支撐劑的制備工期。具體實施例方式實施例l將10kg石英砂20/40目加熱至300。C后放入混砂機中攪拌再降溫到200°C。 向加熱后的石英砂中加入lkg本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種支撐劑的制備方法，包括如下步驟：　　（ａ）將支撐劑的基體加熱至１００－２４０℃；　　（ｂ）向加熱后的所述基體中加入樹脂并攪拌形成混合料，以使所述樹脂在所述基體表面覆膜，再加入固化劑并攪拌，以使覆膜于所述基體上的所述樹脂開始固化，所述樹脂與基體的重量比為０．１－１５∶１００，所述固化劑的加入量為所述樹脂重量的５－３０ｗｔ％；　　（ｃ）所述樹脂－基體的混合料開始結塊前加入潤滑劑以及高分子表面活性劑并攪拌，所述潤滑劑的加入量為所述樹脂重量的０．１－１０ｗｔ％，所述高分子表面活性劑的加入量為所述樹脂重量的０．１－５ｗｔ％；　　（ｄ）經冷卻、破碎、篩分步驟ｃ中得到的混合物后得到前支撐劑；　　（ｅ）采用疏水性高分子的有機溶液噴涂、浸漬或浸泡所述前支撐劑，最后經干燥得到成品支撐劑。

【技術特征摘要】

【專利技術屬性】
技術研發人員：秦升益，
申請(專利權)人：北京仁創科技集團有限公司，
類型：發明
國別省市：11[中國|北京]