CN102899019A - 一种树脂覆膜支撑剂及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种树脂覆膜支撑剂及其制备方法，包括骨料、树脂、固化剂和分散剂，所述树脂的用量为骨料重量的1%-10%，所述固化剂的用量为骨料重量的0.5%-5%，所述分散剂的用量为骨料重量的0.2%-2%。本发明的树脂覆膜支撑剂，具有使油气顺利透过，阻止水透过支撑剂的功能，该功能提高了油气同水的分离效果，降低了采油成本：树脂膜良好的疏水性使支撑剂具有优越的耐水性，支撑剂抗破碎能力得到提高，长期导流效果好。且本发明采用三次覆膜技术，硬脂酸钙作为分散剂，质量有了极大提高，成品率提高到80%以上，极大降低了成本，提高了生产效率。本发明的制备工艺简单且产品合格率高，产品的破碎率显著下降。

Description

一种树脂覆膜支撑剂及其制备方法

技术领域

本发明属于油气田开采技术领域，具体涉及一种树脂覆膜支撑剂及其制备方法。

背景技术

石油压裂支撑剂（陶粒砂）是一种陶瓷颗粒产品，具有很高的压裂强度，主要用于油田井下支撑，以增加石油天然气的产量，属环保产品。此产品是天然石英砂、玻璃球、金属球等中低强度支撑剂的替代品，对增产石油天然气有良好效果。

石油天然气深井开采时，高闭合压力低渗透性矿床经压裂处理后，使含油气岩层裂开，油气从裂缝形成的通道中汇集而出。用石油压裂支撑剂随同高压溶液进入地层充填在岩层裂隙中，起到支撑裂隙不因应力释放而闭合的作用，从而保持高导流能力，使油气畅通，增加产量。实践证明，使用石油压裂支撑剂压裂的油井可提高产量30-50%，还能延长油气井服务年限，是石油、天然气低渗透油气井开采、施工的关键材料。产品应用于深井压裂施工时，将其填充到低渗透矿床的岩层裂隙中，进行高闭合压裂处理，使含油气岩层裂开，起到支撑裂隙不因应力释放而闭合，从而保持油气的高导流能力，不但能增加油气产量，而且更能延长油气井服务年限。

在油气田勘探开发过程中，尤其是低渗、特低渗油气田，开发和老油气井的改造中，压裂已成为增产与提高采收率的主要手段。

目前国内外压裂工艺所用的支撑剂主要为陶粒、石英砂和树脂覆膜支撑剂为主，而国内压裂工艺仍以石英砂和陶粒为主。石英砂主要应用于浅层低闭合压力井的压裂作业。陶粒主要应用于中深井压裂工艺，陶粒虽然解决了石英砂强度低的问题，但由于其密度大，成本高，施工风险高等因素，难以满足日益增长的压裂工艺技术的要求。树脂覆膜陶粒综合了石英砂和陶粒的优点，施工方便，导流能力强。不仅用于压裂支撑，而且可防止地层出砂和防止支撑剂返吐。

通过覆膜，改变了石英砂或陶粒的表面活性，赋予其很多特有的优点。

发明内容

本发明的目的在于提供一种树脂覆膜支撑剂，具有使油气顺利透过，阻止水透过支撑剂的功能，该功能提高了油气同水的分离效果，降低了采油成本；树脂膜良好的疏水性使支撑剂具有优越的耐水性，支撑剂抗破碎能力得到提高，长期导流效果好。

本发明的另一目的在于提供一种树脂覆膜支撑剂的制备方法。

本发明的目的可以通过以下技术方案实现：

一种树脂覆膜支撑剂，其在于包括骨料、树脂、固化剂和分散剂，所述树脂的用量为骨料重量的1%-10%，所述固化剂的用量为骨料重量的0.5%-5%，所述分散剂的用量为骨料重量的0.2%-2%。

所述的树脂为酚醛树脂或环氧树脂。

所述的固化剂为乌洛托品。

所述的分散剂为硬脂酸钙。采用硬脂酸钙作为分散剂所制备的树脂覆膜支撑剂的成品率不低于80%，反应温度好控制。覆膜陶粒中分散剂的选择非常重要，选择的分散剂效果不佳，在生产过程中会造成结块较多，成品率会下降10-20%。

所述的骨料为陶粒、石英砂或玻璃球等，粒径范围为0.3-0.8mm。

在已知的发明专利中，如200910083223.8号专利申请中，更着重树脂选择，而本发明从树脂选择到固化剂选择再到分散剂选择，以及覆膜方式的选择有了极大改变、产品质量、成品率有了显著提高。如20091020379.0号专利中固化剂、分散剂品种多、操作复杂，而本发明选择材料简单，对工业化生产提供了实际可操作性。

上述的树脂覆膜支撑剂，其在于采用以下步骤制备：

（1）骨料加热至100-300℃，加入20%~40%的树脂搅拌30~90秒，然后加入20%~40%的固化剂搅拌120~300秒，再加入20%~40%的分散剂搅拌120~300秒；

（2）加入余下树脂的一半搅拌30~90秒，然后加入余下固化剂的一半搅拌120~300秒，再加入余下分散剂的一半搅拌120~300秒；

（3）加入剩余的树脂搅拌30~90秒，然后加入剩余的固化剂搅拌120~300秒，再加入剩余的分散剂搅拌120~300秒，最后冷却至70~120℃后出料，冷却、过筛。

上述的树脂覆膜支撑剂的制备方法，包括以下步骤：

（1）骨料加热至100-300℃，加入20%~40%的树脂搅拌30~90秒，然后加入20%~40%的固化剂搅拌120~300秒，再加入20%~40%的分散剂搅拌120~300秒；

（2）加入余下树脂的一半搅拌30~90秒，然后加入余下固化剂的一半搅拌120~300秒，再加入余下分散剂的一半搅拌120~300秒；

（3）加入剩余的树脂搅拌30~90秒，然后加入剩余的固化剂搅拌120~300秒，再加入剩余的分散剂搅拌120~300秒，最后冷却至70~120℃后出料，冷却、过筛。

生产过程中，树脂、固化剂和分散剂的添加顺序和添加次数对产品的质量和成品率有很大影响。树脂、固化剂和分散剂按照本发明的制备工艺分三次添加所得到的树脂覆膜支撑剂的破碎率显著低于分两次或一次添加所得到的树脂覆膜支撑剂；最优选的为分三次等量添加效果最好。

本发明的有益效果：

本发明的树脂覆膜支撑剂，具有使油气顺利透过，阻止水透过支撑剂的功能，该功能提高了油气同水的分离效果，降低了采油成本：树脂膜良好的疏水性使支撑剂具有优越的耐水性，支撑剂抗破碎能力得到提高，长期导流效果好。

且本发明选择硬脂酸钙作为分散剂，成品率有了显著提高，降低了成本，提高了生产效率。本发明采用三次覆膜技术，质量有了极大提高。同时，本发明的制备工艺简单且产品合格率高，产品的破碎率显著下降。

具体实施方式

实施例1

原料：陶粒1000kg、酚醛树脂60 kg、乌洛托品30 kg和硬脂酸钙12kg；

陶粒：粒径范围为0.3-0.8mm；

酚醛树脂：酚醛树脂的型号PF-8012，生产商：山东圣泉或江苏三木公司

采用以下步骤制备：

（1）将陶粒加热至200℃，加入20 kg的酚醛树脂搅拌60秒，然后加入10kg的乌洛托品搅拌200秒，再加入4kg的硬脂酸钙搅拌200秒；

（2）加入20 kg的酚醛树脂搅拌60秒，然后加入10kg的乌洛托品搅拌200秒，再加入4kg的硬脂酸钙搅拌200秒；

（3）加入20 kg的酚醛树脂搅拌60秒，然后加入10kg的乌洛托品搅拌200秒，再加入4kg的硬脂酸钙搅拌200秒；最后冷却至80℃后出料，冷却、过筛、检验成品合格率达到83%。

实施例2

原料：陶粒1000kg、酚醛树脂30 kg、乌洛托品15 kg和硬脂酸钙9kg；

陶粒：粒径范围为0.3-0.8mm；

酚醛树脂：酚醛树脂的PF-8012，生产商：山东圣泉或江苏三木公司

采用以下步骤制备：

（1）将陶粒加热至200℃，加入10 kg的酚醛树脂搅拌60秒，然后加入5kg的乌洛托品搅拌200秒，再加入3kg的硬脂酸钙搅拌200秒；

（2）加入10 kg的酚醛树脂搅拌60秒，然后加入5kg的乌洛托品搅拌200秒，再加入3kg的硬脂酸钙搅拌200秒；

（3）加入10 kg的酚醛树脂搅拌60秒，然后加入5kg的乌洛托品搅拌200秒，再加入3kg的硬脂酸钙搅拌200秒；最后冷却至80℃后出料，冷却、过筛、检验成品合格率达到81%。

实施例3

原料：陶粒1000kg、酚醛树脂90 kg、乌洛托品45 kg和硬脂酸钙18kg；

陶粒：粒径范围为0.3-0.8mm；

酚醛树脂：酚醛树脂的型号PF-8012，生产：商山东圣泉或江苏三木公司

采用以下步骤制备：

（1）将陶粒加热至200℃，加入30 kg的酚醛树脂搅拌60秒，然后加入15kg的乌洛托品搅拌200秒，再加入6kg的硬脂酸钙搅拌200秒；

（2）加入30 kg的酚醛树脂搅拌60秒，然后加入15kg的乌洛托品搅拌200秒，再加入6kg的硬脂酸钙搅拌200秒；

（3）加入30 kg的酚醛树脂搅拌60秒，然后加入15kg的乌洛托品搅拌200秒，再加入6kg的硬脂酸钙搅拌200秒；最后冷却至80℃后出料，冷却、过筛、检验成品合格率达到85%。

比较例1

原料：陶粒100kg、酚醛树脂9 kg、乌洛托品4.5 kg和硬脂酸钙1.8kg；

陶粒：粒径范围为0.3-0.8mm；

酚醛树脂：酚醛树脂的型号PF-8012，生产商：山东圣泉或江苏三木公司

采用以下步骤制备：

（1）将陶粒加热至200℃，加入9 kg的酚醛树脂搅拌60秒，然后加入4.5kg的乌洛托品搅拌200秒，再加入1.8kg的硬脂酸钙搅拌200秒；最后冷却至80℃后出料，冷却、过筛、检验成品合格率达到70.0%。

表1 实施例1-3和比较例1的树脂覆膜支撑剂产品质量检测结果

检测项目	实施例1	实施例2	实施例3	比较例1
					体积密度g/cm3	1.88	1.87	1.88	1.84
104MPa破碎率	1.91	1.92	1.90	4.35
					圆度	>0.9	>0.9	>0.9	>0.9
球度	>0.9	>0.9	>0.9	>0.9
					浊度NTV	22.9	22.8	22.7	30.6
酸溶度%	2.09	2.10	2.09	3.89
					视密度g/cm3	3.07	3.06	3.07	3.04

Claims (7)

1.一种树脂覆膜支撑剂，其特征在于包括骨料、树脂、固化剂和分散剂，所述树脂的用量为骨料重量的1%-10%，所述固化剂的用量为骨料重量的0.5%-5%，所述分散剂的用量为骨料重量的0.2%-2%。

2.根据权利要求1所述的树脂覆膜支撑剂，其特征在于所述的树脂为酚醛树脂或环氧树脂。

3.根据权利要求1所述的树脂覆膜支撑剂，其特征在于所述的固化剂为乌洛托品。

4.根据权利要求1所述的树脂覆膜支撑剂，其特征在于所述的分散剂为硬脂酸钙。

5.根据权利要求1所述的树脂覆膜支撑剂，其特征在于所述的骨料为陶粒、石英砂或玻璃球，粒径范围为0.3-0.8mm。

6.根据权利要求1所述的树脂覆膜支撑剂，其特征在于采用以下步骤制备：

（1）骨料加热至100-300℃，加入20%~40%的树脂搅拌30~90秒，然后加入20%~40%的固化剂搅拌120~300秒，再加入20%~40%的分散剂搅拌120~300秒；

（2）加入余下树脂的一半搅拌30~90秒，然后加入余下固化剂的一半搅拌120~300秒，再加入余下分散剂的一半搅拌120~300秒；

（3）加入剩余的树脂搅拌30~90秒，然后加入剩余的固化剂搅拌120~300秒，再加入剩余的分散剂搅拌120~300秒，最后冷却至70~120℃后出料，冷却、过筛。

7.权利要求1所述的树脂覆膜支撑剂的制备方法，其特征在于包括以下步骤：

（1）骨料加热至100-300℃，加入20%~40%的树脂搅拌30~90秒，然后加入20%~40%的固化剂搅拌120~300秒，再加入20%~40%的分散剂搅拌120~300秒；

（2）加入余下树脂的一半搅拌30~90秒，然后加入余下固化剂的一半搅拌120~300秒，再加入余下分散剂的一半搅拌120~300秒；

（3）加入剩余的树脂搅拌30~90秒，然后加入剩余的固化剂搅拌120~300秒，再加入剩余的分散剂搅拌120~300秒，最后冷却至70~120℃后出料，冷却、过筛。