CN106833599A - 免配液支撑剂及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种免配液支撑剂及其制备方法。所述免配液支撑剂包含：骨料和涂覆于所述骨料表面的有机化合物涂层；所述有机化合物涂层含有以下一种或多种水溶性高分子：瓜尔胶，聚乙烯醇，聚马来酸钠，聚丙烯酸钠，聚乙烯吡咯烷酮，聚氧化乙烯，纤维素醚或黄原胶；所述骨料包括以下一种或多种固体颗粒：石英砂，玻璃微珠，钢球，陶粒或核桃壳。免配液支撑剂的制备方法，包括以下步骤：步骤A：将有机化合物溶于水中，搅拌均匀，得到备用溶液；步骤B：将骨料加热到70℃至120℃后加入混料机；步骤C：将所述备用溶液在搅拌的情况下喷涂于骨料表面，得到免配液支撑剂。本发明随时使用天然水即可进行压裂作业。

Description

免配液支撑剂及其制备方法
技术领域
本发明涉及采油和采矿领域，具体涉及一种免配液支撑剂及其制备方法。
背景技术
石油支撑剂又叫石油压裂支撑剂。在低渗透石油天然气深井开采时，一定粘度的高压溶液注入到储层中，以超过地层破裂强度的压力，使得高压低渗透的井含油、气储层产生裂缝，形成一个具有高导流能力的通道。为保持压裂后形成的裂缝开启，油气产物能顺畅通过，用石油支撑剂随同高压溶液进入地层充填在岩层裂隙中，防止裂缝闭合，保持高导流能力，使油气畅通，增加产量。
在压裂施工过程中，一般需要提前配置好高粘度的携砂液体，以便把密度较高的支撑剂携带进入压开的裂缝中。这种高粘度的液体就是压裂液。高粘度压裂液的配制一般需要在压裂施工前。这不但增加了石油工人的现场工作强度，增加了时间及设备成本，同时使得大规模压裂连续加砂变得困难，特别在施工场地受限的情况下，配制高粘度液体的工作难度很大，容易造成环境污染。
综上所述，现有技术中存在以下问题：配制高粘度压裂液增加石油工人作业强度，增大了工程成本，使得大规模连续加砂受限，而且增大环保压力。
发明内容
本发明提供一种免配液支撑剂及其制备方法，以随时使用天然水即可进行压裂作业。
为此，本发明提出一种免配液支撑剂，所述免配液支撑剂包含：骨料和涂覆于所述骨料表面的有机化合物涂层；
所述有机化合物涂层含有以下一种或多种水溶性高分子：瓜尔胶，聚乙烯醇，聚马来酸钠，聚丙烯酸钠，聚乙烯吡咯烷酮，聚氧化乙烯，纤维素醚或黄原胶；
或所述有机化合物涂层含有以下一种或多种化合物：硼砂，十六烷基三甲基溴化铵，十六烷基三甲基氯化铵，油酸钠，十二烷基苯磺酸钠以及水杨酸钠；
所述骨料包括以下一种或多种固体颗粒：石英砂，玻璃微珠，钢球，陶粒或核桃壳；
所述有机化合物涂层与所述骨料的配比为：50重量份的有机化合物涂层：1000-3000重量份的骨料。
进一步地，所述有机化合物涂层材质为聚丙烯酸钠，所述聚丙烯酸钠的分子量300万，所述骨料为20目至40目的石英砂，所述聚丙烯酸钠与石英砂的重量比为：1:50。
进一步地，所述有机化合物涂层材质为聚丙烯酸钠，所述聚丙烯酸钠的分子量500万，所述骨料为20目至40目的石英砂，所述聚丙烯酸钠与石英砂的重量比为：2:50。
进一步地，所述有机化合物涂层材质为瓜尔胶，所述骨料为20目至40目的石英砂，瓜尔胶与石英砂的重量比为：1:50。
进一步地，所述有机化合物涂层材质为聚乙烯吡咯烷酮，所述骨料为20目至40目的石英砂，所述聚乙烯吡咯烷酮与石英砂的重量比为：2:50。
进一步地，所述有机化合物涂层为聚丙烯酸钠与十二烷基苯磺酸钠的混合物，所述聚丙烯酸钠的分子量500万，所述骨料为20目至40目的石英砂，所述聚丙烯酸钠、十二烷基苯磺酸钠与石英砂的重量比为：2:0.02：50。
本发明还提出一种免配液支撑剂的制备方法，包括以下步骤：
步骤A：将有机化合物溶于水中，搅拌均匀，得到备用溶液；
步骤B：将骨料加热到70℃至120℃后加入混料机；
步骤C：将所述备用溶液在搅拌的情况下喷涂于骨料表面，得到所述免配液支撑剂；
其中，所述有机化合物含有以下一种或多种水溶性高分子：瓜尔胶，聚乙烯醇，聚马来酸钠，聚丙烯酸钠，聚乙烯吡咯烷酮，聚氧化乙烯，纤维素醚或黄原胶；
或所述有机化合物涂层含有以下一种或多种化合物：硼砂，十六烷基三甲基溴化铵，十六烷基三甲基氯化铵，油酸钠，十二烷基苯磺酸钠以及水杨酸钠；
所述骨料包括以下一种或多种固体颗粒：石英砂，玻璃微珠，钢球，陶粒或核桃壳；
所述有机化合物涂层与所述骨料的配比为：50重量份的有机化合物涂层：1000-3000重量份的骨料。
进一步地，所述步骤C中，利用高压喷枪，将所述备用溶液在搅拌的情况下喷涂于骨料表面。
进一步地，所述制备方法具体包括：
称取1kg聚丙烯酸钠，所述聚丙烯酸钠的分子量300万，溶入2kg水中，得到备用溶液；
称取50kg的20目至40目石英砂，加热至120℃，加入混料机；
将所述备用溶液利用高压喷枪喷入混料机中，并与石英砂混合均匀；
将制得的石英砂和聚丙烯酸钠的混合物利用烘干设备烘干制得免配液支撑剂。
进一步地，所述制备方法具体包括：
称取2kg聚丙烯酸钠，所述聚丙烯酸钠的分子量500万，溶入4kg水中，得到备用溶液；
称取50kg的20目至40目石英砂，加热至120℃，加入混料机；
将所述备用溶液利用高压喷枪喷入混料机中，并与石英砂混合均匀；
将制得的石英砂和聚丙烯酸钠的混合物利用烘干设备烘干制得免配液支撑剂。
进一步地，所述制备方法具体包括：
称取1kg瓜尔胶，溶入2kg水中，得到备用溶液；
称取50kg的20目至40目石英砂，加热至120℃，加入混料机；
将所述备用溶液利用高压喷枪喷入混料机中，并与石英砂混合均匀；
将制得的石英砂和瓜尔胶的混合物利用烘干设备烘干制得免配液支撑剂。
进一步地，所述制备方法具体包括：
称取2kg聚乙烯吡咯烷酮，溶入4kg水中，得到备用溶液；
称取50kg的20目至40目陶粒，加热至120℃，加入混料机；
将所述备用溶液利用高压喷枪喷入混料机中，并与石英砂混合均匀；
将制得的石英砂和聚乙烯吡咯烷酮的混合物利用烘干设备烘干制得免配液支撑剂。
进一步地，所述制备方法具体包括：
称取2kg聚丙烯酸钠和0.02kg十二烷基苯磺酸钠，溶入4kg水中，得到备用溶液，所述聚丙烯酸钠的分子量500万；
称取50kg的20目至40目陶粒，加热至120℃，加入混料机；
将所述备用溶液利用高压喷枪喷入混料机中，并与石英砂混合均匀；
将制得的石英砂和聚丙烯酸钠的混合物利用烘干设备烘干制得免配液支撑剂。
使用时，将发明的免配液支撑剂直接在现场加入水中，即可完成压裂作业，可以实现连续施工。本发明能够减少事先配置压裂液的环节，减少压裂作业前压裂液的不必要的损耗，可以根据现场的实际需要使用合适数量的免配液支撑剂，减少了浪费，降低了初步。
本发明使用高压喷枪，压力在6MPa-7MPa之间，使得有机化合物涂层喷涂更加均匀，骨料表面喷涂效果更好。进而，通过使用高压喷枪，能够得到较好的骨料表面喷涂效果，可以降低骨料的加热温度，骨料的加热温度例如为120℃甚至到70℃，能够使得原材料的性能保护性更好，而且减少挥发，有利于环境保护。
进而，本发明减少了污染，在施工场地受限的情况下，使得大规模压裂加沙变得简单。
进而，本发明的免配液支撑剂能够具有较长的悬浮时间，能够适应压裂的需要。
具体实施方式
为了对本发明的技术特征、目的和效果有更加清楚的理解，现说明本发明。
本发明的免配液支撑剂包含：骨料和涂覆于所述骨料表面的有机化合物涂层；
所述有机化合物涂层含有以下一种或多种水溶性高分子：瓜尔胶，聚乙烯醇，聚马来酸钠，聚丙烯酸钠，聚乙烯吡咯烷酮，聚氧化乙烯，纤维素醚或黄原胶；
或所述有机化合物涂层含有以下一种或多种化合物：硼砂，十六烷基三甲基溴化铵，十六烷基三甲基氯化铵，油酸钠，十二烷基苯磺酸钠或水杨酸钠；
所述骨料包括以下一种或多种固体颗粒：石英砂，玻璃微珠，钢球，陶粒或核桃壳；
所述有机化合物涂层与所述骨料的配比为：50重量份的有机化合物涂层：1000-3000重量份的骨料。
本发明还提出一种免配液支撑剂的制备方法，包括以下步骤：
步骤A：将有机化合物溶于水中，搅拌均匀，得到备用溶液；
步骤B：将骨料加热到70℃至120℃后加入混料机；
步骤C：将所述备用溶液在搅拌的情况下喷涂于骨料表面，得到免配液支撑剂；
其中，所述有机化合物含有以下一种或多种水溶性高分子：瓜尔胶，聚乙烯醇，聚马来酸钠，聚丙烯酸钠，聚乙烯吡咯烷酮，聚氧化乙烯，纤维素醚或黄原胶；
或所述有机化合物涂层含有以下一种或多种化合物：硼砂，十六烷基三甲基溴化铵，十六烷基三甲基氯化铵，油酸钠，十二烷基苯磺酸钠或水杨酸钠；
所述骨料包括以下一种或多种固体颗粒：石英砂，玻璃微珠，钢球，陶粒或核桃壳；
所述有机化合物涂层与所述骨料的配比为：50重量份的有机化合物涂层：1000-3000重量份的骨料，例如，所述有机化合物涂层与所述骨料的配比为：50重量份的有机化合物涂层：1000-2000重量份的骨料。
实施例1
称取1kg聚丙烯酸钠，所述聚丙烯酸钠的分子量300万，溶入2kg水中，得到备用溶液；
称取50kg的20目至40目石英砂，加热至120℃，加入混料机；
将所述备用溶液利用高压喷枪喷入混料机中，并与石英砂混合均匀；
将制得的石英砂和聚丙烯酸钠的混合物利用烘干设备烘干制得免配液支撑剂。
实施例2
称取2kg聚丙烯酸钠，所述聚丙烯酸钠的分子量500万，溶入4kg水中，得到备用溶液；
称取50kg的20目至40目石英砂，加热至120℃，加入混料机；
将所述备用溶液利用高压喷枪喷入混料机中，并与石英砂混合均匀；
将制得的石英砂和聚丙烯酸钠的混合物利用烘干设备烘干制得免配液支撑剂。
实施例3
称取1kg瓜尔胶，溶入2kg水中，得到备用溶液；
称取50kg的20目至40目石英砂，加热至120℃，加入混料机；
将所述备用溶液利用高压喷枪喷入混料机中，并与石英砂混合均匀；
将制得的石英砂和瓜尔胶的混合物利用烘干设备烘干制得免配液支撑剂。
实施例4
进一步地，所述制备方法具体包括：
称取2kg聚乙烯吡咯烷酮(K30)，溶入4kg水中，得到备用溶液；
称取50kg的20目至40目石英砂，加热至120℃，加入混料机；
将所述备用溶液利用高压喷枪喷入混料机中，并与石英砂混合均匀；
将制得的石英砂和聚乙烯吡咯烷酮的混合物利用烘干设备烘干制得免配液支撑剂。
实施例5
称取2kg聚丙烯酸钠和0.02kg十二烷基苯磺酸钠，溶入4kg水中，得到备用溶液，所述聚丙烯酸钠的分子量500万；
称取50kg的20目至40目陶粒，加热至120℃，加入混料机；
将所述备用溶液利用高压喷枪喷入混料机中，并与石英砂混合均匀；
将制得的石英砂和聚丙烯酸钠的混合物利用烘干设备烘干制得免配液支撑剂。支撑剂性能测试：
量取制得的支撑剂20ml，加入100ml水中，搅拌测量其基液粘度和沉降时间，结果分别列于表1和表2。
表1支撑剂与水混合体系的粘度
支撑剂序号 粘度(mpa.s)
实施例1 58
实施例2 89
实施例3 25
实施例4 60
实施例5 75
表2支撑剂在水中的沉降速度
支撑剂序号 沉降速度(mm/min)
实施例1 1
实施例2 0.2
实施例3 25
实施例4 6
实施例5 0.5
另外，本发明的免配液支撑剂，经环形管线测试的摩阻比清水降低70％-80％。
以上所述仅为本发明示意性的具体实施方式，并非用以限定本发明的范围。为本发明的各组成部分在不冲突的条件下可以相互组合，任何本领域的技术人员，在不脱离本发明的构思和原则的前提下所作出的等同变化与修改，均应属于本发明保护的范围。

Claims (10)

1.一种免配液支撑剂，其特征在于，所述免配液支撑剂包含：骨料和涂覆于所述骨料表面的有机化合物涂层；
所述有机化合物涂层含有以下一种或多种水溶性高分子：瓜尔胶，聚乙烯醇，聚马来酸钠，聚丙烯酸钠，聚乙烯吡咯烷酮，聚氧化乙烯，纤维素醚或黄原胶；
或所述有机化合物涂层含有以下一种或多种化合物：硼砂，十六烷基三甲基溴化铵，十六烷基三甲基氯化铵，油酸钠，十二烷基苯磺酸钠以及水杨酸钠；
所述骨料包括以下一种或多种固体颗粒：石英砂，玻璃微珠，钢球，陶粒或核桃壳；
所述有机化合物涂层与所述骨料的配比为：50重量份的有机化合物涂层：1000-3000重量份的骨料。
2.如权利要求1所述的免配液支撑剂，其特征在于，所述有机化合物涂层材质为聚丙烯酸钠，所述聚丙烯酸钠的分子量300万，所述骨料为20目至40目的石英砂，所述聚丙烯酸钠与石英砂的重量比为：1:50。
3.如权利要求1所述的免配液支撑剂，其特征在于，所述有机化合物涂层材质为聚丙烯酸钠，所述聚丙烯酸钠的分子量500万，所述骨料为20目至40目的石英砂，所述聚丙烯酸钠与石英砂的重量比为：2:50。
4.一种免配液支撑剂的制备方法，用于制作权利要求1至3中任一项所述的免配液支撑剂，其特征在于，包括以下步骤：
步骤A：将有机化合物溶于水中，搅拌均匀，得到备用溶液；
步骤B：将骨料加热到70℃至120℃后加入混料机；
步骤C：将所述备用溶液在搅拌的情况下喷涂于骨料表面，得到权利要求1至3中任一项所述的免配液支撑剂；
其中，所述有机化合物含有以下一种或多种水溶性高分子：瓜尔胶，聚乙烯醇，聚马来酸钠，聚丙烯酸钠，聚乙烯吡咯烷酮，聚氧化乙烯，纤维素醚或黄原胶；
或所述有机化合物涂层含有以下一种或多种化合物：硼砂，十六烷基三甲基溴化铵，十六烷基三甲基氯化铵，油酸钠，十二烷基苯磺酸钠以及水杨酸钠；
所述骨料包括以下一种或多种固体颗粒：石英砂，玻璃微珠，钢球，陶粒或核桃壳；
所述有机化合物涂层与所述骨料的配比为：50重量份的有机化合物涂层：1000-3000重量份的骨料。
5.如权利要求4所述的免配液支撑剂的制备方法，其特征在于，所述步骤C中，利用高压喷枪，将所述备用溶液在搅拌的情况下喷涂于骨料表面，所述高压喷枪压力在6MPa-7MPa之间。
6.如权利要求5所述的免配液支撑剂的制备方法，其特征在于，所述制备方法具体包括：
称取1kg聚丙烯酸钠，所述聚丙烯酸钠的分子量300万，溶入2kg水中，得到备用溶液；
称取50kg的20目至40目石英砂，加热至120℃，加入混料机；
将所述备用溶液利用高压喷枪喷入混料机中，并与石英砂混合均匀；
将制得的石英砂和聚丙烯酸钠的混合物利用烘干设备烘干制得免配液支撑剂。
7.如权利要求5所述的免配液支撑剂的制备方法，其特征在于，所述制备方法具体包括：
称取2kg聚丙烯酸钠，所述聚丙烯酸钠的分子量500万，溶入4kg水中，得到备用溶液；
称取50kg的20目至40目石英砂，加热至120℃，加入混料机；
将所述备用溶液利用高压喷枪喷入混料机中，并与石英砂混合均匀；
将制得的石英砂和聚丙烯酸钠的混合物利用烘干设备烘干制得免配液支撑剂。
8.如权利要求5所述的免配液支撑剂的制备方法，其特征在于，所述制备方法具体包括：
称取1kg瓜尔胶，溶入2kg水中，得到备用溶液；
称取50kg的20目至40目石英砂，加热至120℃，加入混料机；
将所述备用溶液利用高压喷枪喷入混料机中，并与石英砂混合均匀；
将制得的石英砂和瓜尔胶的混合物利用烘干设备烘干制得免配液支撑剂。
9.如权利要求5所述的免配液支撑剂的制备方法，其特征在于，所述制备方法具体包括：
称取2kg聚乙烯吡咯烷酮，溶入4kg水中，得到备用溶液；
称取50kg的20目至40目陶粒，加热至120℃，加入混料机；
将所述备用溶液利用高压喷枪喷入混料机中，并与石英砂混合均匀；
将制得的石英砂和聚乙烯吡咯烷酮的混合物利用烘干设备烘干制得免配液支撑剂。
10.如权利要求5所述的免配液支撑剂的制备方法，其特征在于，所述制备方法具体包括：
称取2kg聚丙烯酸钠和0.02kg十二烷基苯磺酸钠，溶入4kg水中，得到备用溶液，所述聚丙烯酸钠的分子量500万；
称取50kg的20目至40目陶粒，加热至120℃，加入混料机；
将所述备用溶液利用高压喷枪喷入混料机中，并与石英砂混合均匀；
将制得的石英砂和聚丙烯酸钠的混合物利用烘干设备烘干制得免配液支撑剂。
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