CN107353888A - 一种阻水透油支撑剂及其制备方法 - Google Patents

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周长清
龙烈钱
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Abstract

本发明公开了一种阻水透油支撑剂，包括疏水性聚合物和支撑剂，疏水性聚合物包裹在支撑剂表面并固化；所述疏水性聚合物和支撑剂的质量比为1∶10～40；所述疏水性聚合物包括2‑丙烯酰胺基‑2‑甲基丙磺酸、丙烯酰胺和N‑乙烯基吡咯烷酮聚合而成。该支撑剂具有较强疏水性能和良好的抗高温、抗高盐性能。

Description

一种阻水透油支撑剂及其制备方法
技术领域
本发明属于油田开采领域中的石油、天然气、煤层气及页岩气压裂支撑剂，尤其涉及一种耐高温高盐的阻水透油支撑剂及其制备方法。
背景技术
目前压裂已成为油田开发一种必要技术，对于页岩气、煤层气、致密砂岩，支撑剂是压裂必不可少的材料。但往往目的层油气水同层、或者水层离目的层较近，压裂时，容易沟通水层，导致出水量的增加，降低了油气井的开采寿命。因此压裂时加入阻水透油的支撑剂，在地层中形成高导流的人工裂缝，从而使油气进入油气井，并减少出水量，增加油气井的开采时间。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是，于为了在油气田的开采压裂中提高人工裂缝导流能力提供一种具有较强疏水性能，以及具有良好抗高温、抗高盐的阻水透油支撑剂的制备方法。
为解决上述问题，本发明的技术方案是
一种阻水透油支撑剂，包括疏水性聚合物和支撑剂，疏水性聚合物包裹在支撑剂表面并固化；所述疏水性聚合物和支撑剂的质量比为1∶10～40；所述疏水性聚合物包括2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸、丙烯酰胺和N-乙烯基吡咯烷酮聚合而成。
进一步的，所述疏水性聚合物包括5％～8％的2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸和10％～15％的丙烯酰胺；
一种如上所述阻水透油支撑剂的制备方法，其特征在于：
步骤如下：
1)制备疏水聚合物：
在反应容器中加入5％～8％2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸，同时将10％～15％丙烯酰胺溶解于水中与5％～8％2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸组成混合液(A)，同时用Na2CO3溶液调节混合液(A)的pH值6～8，置于75℃水中恒温水浴中；
向混合液(A)中通入氮气1kg并加入引发剂过硫酸铵0.05％～0.1％，后再通氮0.8kg后将混合液(A)密封,最后在75℃恒温水浴中反应6小时后降温得到透明粘稠疏水性聚合物；
2)使用酸液浸泡支撑剂5h，收集支撑剂并用清水冲洗三次，并在120℃烘干24h；
3)将步骤1)中制备的疏水性聚合物使用有机溶剂稀释4～9倍后，并与步骤2)处理后的支撑剂混合，搅拌均匀，常温常压下浸泡4～8h，收集支撑剂；然后在60～80℃烘8～12h，使疏水性聚合物包裹在支撑剂表面并固化。
4)经冷却后得到阻水透油支撑剂。
进一步的，所述的酸液采用质量浓度为5％～10％的盐酸溶液。
进一步的，所述的支撑剂为陶粒或是石英砂。
进一步的，所述的有机溶剂为丙酮。
本发明的有益效果：
(1)由于聚合物中包括有2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸，所以使得支撑剂具有耐高温(150℃)高盐(2万PPM)的特点；
(2)同时疏水性聚合物与支撑剂的质量比为1∶10～40，包裹疏水性聚合物后的支撑剂密度低于常规支撑剂，进一步提高了支撑剂的悬浮性，减少施工中当中支撑剂的沉降；
(3)该聚合物具有很强的人工裂缝导流能力，包裹有该聚合物的支撑剂用量只需要常规支撑剂用量的一半，就可以达到目的，大大的节约了消耗成本；
(4)包裹这层聚合物，之后，可以使支撑剂更加圆滑，减少对压裂泵的摩损，同时减少支撑剂嵌入地层的现象。
具体实施方式
下面结合具体的实施例对本发明作进一步的阐述。
一种阻水透油支撑剂，包括疏水性聚合物和支撑剂，疏水性聚合物包裹在支撑剂表面并固化；所述疏水性聚合物和支撑剂的质量比为1∶10～40；所述疏水性聚合物包括2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸、丙烯酰胺和N-乙烯基吡咯烷酮聚合而成。所述疏水性聚合物包括5％～8％的2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸和10％～15％的丙烯酰胺。所述的支撑剂一般优选为陶粒或是石英砂。
实施例一：
1)制备疏水聚合物：在反应容器中加入6％2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸，10％丙烯酰胺溶解于水中，用Na2CO3溶液调节pH值6～8，置于75℃水中恒温水浴中,通氮气1kg加入引发剂过硫酸铵0.05％，再通氮0.8kg后封口,在75℃恒温水浴中反应6小时后降温得到透明粘稠疏水性聚合物。
2)使用5％盐酸溶液浸泡支撑剂8h，收集支撑剂并用清水冲洗三次，在120℃烘干24h。
3)将制备的疏水性聚合物使用有机溶剂乙醇稀释5倍后，并与步骤2)处理后的支撑剂混合，搅拌均匀，常温常压下浸泡4h，收集支撑剂，然后在70℃烘8h，使疏水性聚合物包裹在支撑剂表面并固化。所述的疏水性聚合物与支撑剂的质量比为1∶10。
4)经冷却后得到阻水透油支撑剂。测试该控水稳油支撑剂与水的静态接触角，在25℃下，达到112.5°；在80℃下，达到108.1°。
实施例二
1)制备疏水聚合物：在反应容器中加入5％2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸，12％丙烯酰胺溶解于水中，用Na2CO3溶液调节pH值6～8，置于75℃水中恒温水浴中,通氮气1kg加入引发剂过硫酸铵0.05％，再通氮0.8kg后封口,在75℃恒温水浴中反应6小时后降温得到透明粘稠疏水性聚合物。
2)使用8％盐酸溶液浸泡支撑剂5h，收集支撑剂并用清水冲洗三次，在120℃烘干24h。
3)将制备的疏水性聚合物使用有机溶剂丙酮稀释5倍后，并与步骤2)处理后的支撑剂混合，搅拌均匀，常温常压下浸泡8h，收集支撑剂，然后在70℃烘8h，使疏水性聚合物包裹在支撑剂表面并固化。所述的疏水性聚合物与支撑剂的质量比为1∶20。
4)经冷却后得到阻水透油支撑剂。测试该控水稳油支撑剂与水的静态接触角，在25℃下，达到115.1°；在80℃下，达到101.4°。
实施例三
1)制备疏水聚合物：在反应容器中加入8％2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸，15％丙烯酰胺溶解于水中，用Na2CO3溶液调节pH值6～8，置于75℃水中恒温水浴中,通氮气1kg加入引发剂过硫酸铵0.1％，再通氮0.8kg后封口,在75℃恒温水浴中反应6小时后降温得到透明粘稠疏水性聚合物。
2)使用10％盐酸溶液浸泡支撑剂6h，收集支撑剂并用清水冲洗三次，在120℃烘干24h。
3)将制备的疏水性聚合物使用有机溶剂乙醇稀释5倍后，并与步骤2)处理后的支撑剂混合，搅拌均匀，常温常压下浸泡8h，收集支撑剂，然后在70℃烘8h，使疏水性聚合物包裹在支撑剂表面并固化。所述的疏水性聚合物与支撑剂的质量比为1∶40。
4)经冷却后得到阻水透油支撑剂。测试该控水稳油支撑剂与水的静态接触角，在25℃下，达到105.1°；在80℃下，达到98.4°。
本领域的普通技术人员将会意识到，这里所述的实施例是为了帮助读者理解本发明的原理，应被理解为本发明的保护范围并不局限于这样的特别陈述和实施例。本领域的普通技术人员可以根据本发明公开的这些技术启示做出各种不脱离本发明实质的其它各种具体变形和组合，这些变形和组合仍然在本发明的保护范围内。

Claims (6)

1.一种阻水透油支撑剂，包括疏水性聚合物和支撑剂，疏水性聚合物包裹在支撑剂表面并固化；所述疏水性聚合物和支撑剂的质量比为1∶10～40；所述疏水性聚合物包括2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸、丙烯酰胺和N-乙烯基吡咯烷酮聚合而成。
2.根据权利要求1所述的阻水透油支撑剂，其特征在于：所述疏水性聚合物包括5％～8％的2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸和10％～15％的丙烯酰胺。
3.一种如权利要求1-2所述的阻水透油支撑剂的制备方法，其特征在于：
步骤如下：
1)制备疏水聚合物：
在反应容器中加入5％～8％2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸，同时将10％～15％丙烯酰胺溶解于水中与5％～8％2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸组成混合液(A)，同时用Na2CO3溶液调节混合液(A)的pH值6～8，置于75℃水中恒温水浴中；
向混合液(A)中通入氮气1kg并加入引发剂过硫酸铵0.05％～0.1％，后再通氮0.8kg后将混合液(A)密封,最后在75℃反应6小时后降温得到透明粘稠疏水性聚合物；
2)使用酸液浸泡支撑剂5h-8h，收集支撑剂并用清水冲洗三次，并在120℃烘干24h；
3)将步骤1)中制备的疏水性聚合物使用有机溶剂稀释4～9倍后，并与步骤2)处理后的支撑剂混合，搅拌均匀，常温常压下浸泡4～8h，收集支撑剂；然后在60～80℃烘8～12h，使疏水性聚合物包裹在支撑剂表面并固化。
4)经冷却后得到阻水透油支撑剂。
4.根据权利要求3所述的阻水透油支撑剂的制备方法，其特征在于：所述的酸液采用质量浓度为5％～10％的盐酸溶液。
5.根据权利要求3所述的阻水透油支撑剂的制备方法，其特征在于：所述的支撑剂为陶粒或是石英砂。
6.根据权利要求3所述的控水稳油支撑剂的制备方法，其特征在于：所述的有机溶剂为丙酮或者丙酮。
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