CN108997989B - 一种用于实现转向压裂的树脂涂覆砂、其制备方法及其应用 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种用于实现转向压裂的树脂涂覆砂,按重量份计,其制备原料包括:主料100份、硅烷偶联剂0.1‑1份、聚醚胺树脂或磺化聚醚胺树脂10‑15份、聚乙烯醇1‑3份、玻尿酸改性聚硫醚酮1‑10份以及壳聚糖0.1‑2份;所述主料选自石英砂、果壳粉、二氧化硅以及二氧化钛中的一种或几种。本发明的树脂涂覆砂属于高强度封堵材料,其不会产生返吐现象,从而实现转向压裂,并大幅度提高施工效率以及油气井的产油、产气量,市场前景良好。
Description
技术领域
本发明属于油田油层改造工艺技术领域,具体地说是一种用于实现转向压裂的树脂涂覆砂、其制备方法及其应用。
背景技术
低渗油藏油气井常常采用压裂作为油藏改造提高油气井产量的主要措施,在措施有效期后,必须经过重复压裂改造以维持生产。随着油气井开发时间和措施次数的增加,原有人工裂缝的生产潜能越来越小。由于储层平面和纵向上的非均质性、不同区域层位动用程度存在差异,加大规模的重复压裂已不能满足油田增产稳产的发展需要。
继续压裂原有单一的老缝使其重复张开,这种重复压裂后稳产期短,增产不明显;压裂裂缝长度规模太大易水窜,受到多种因素影响;并且原有裂缝附近区域的地层压力下降、含水上升、采出程度高;地层和裂缝壁面渗透率下降。
为此,需要开发一种高强度封堵材料,其不会产生返吐现象,从而实现转向压裂,并大幅度提高施工效率以及油气井的产油、产气量。
发明内容
为此,本发明提供一种用于实现转向压裂的树脂涂覆砂,按重量份计,其制备原料包括:主料100份、硅烷偶联剂0.1-1份、聚醚胺树脂或磺化聚醚胺树脂10-15份、聚乙烯醇1-3份、玻尿酸改性聚硫醚酮1-10份以及壳聚糖0.1-2份;
所述主料选自石英砂、果壳粉、二氧化硅以及二氧化钛中的一种或几种。
所述主料优选为石英砂、果壳粉、二氧化硅以及二氧化钛按重量比1:2:1:6的混合物。
优选地,所述石英砂、果壳粉、二氧化硅以及二氧化钛分别为20目、150目、500目以及1000目。
优选地,所述硅烷偶联剂为KH-550和/或KH-560;优选为KH-550和KH-560的混合物;更优选为,KH-550和KH-560按重量比1:2的混合物。
在一种实施方式中,所述聚醚胺树脂的制备方法为:
在反应瓶中,将0.255mol的3-氨基乙苯以及100g的环氧树脂E51溶解在1L丙二醇甲醚中,通氮气保护并升温至110℃反应4h,然后降至室温并将反应溶液倒入去离子水中,得到白色丝状产物,将该产物在真空烘箱中60℃下干燥24h,得聚醚胺树脂;
在一种实施方式中,所述磺化聚醚胺树脂的制备方法为:
在反应瓶中,依次加入上述的聚醚胺树脂10克以及浓硫酸100ml,然后在室温下搅拌5h后,将反应溶液倒入冰水中得沉淀物,用冰水反复洗涤该沉淀物三次后,将该沉淀物在真空烘箱中60℃下干燥24h,得磺化聚醚胺树脂。
在一种实施方式中,所述玻尿酸改性聚硫醚酮的制备方法为:
(1)将2 mmol4,4’-二氟-3,3’-二磺酸钠二苯酮、1.95mmol4,4’-二氟二苯酮、4mmol4,4’-二巯基二苯硫醚和4.8mmol碳酸钾、15ml甲苯、20mlN-甲基吡咯烷酮加入到带冷凝管和分水器的三口瓶中,通氮气保护,加热升温140℃脱水,脱水完毕后,加热升温至190℃,聚合10h,自然冷却后,再加入0.1mmol对氨基苯酚,通氮气保护,加热升温至190℃,再反应5h后,自然冷却,将反应液在水中沉淀,过滤,反复三次,在真空烘箱中于50℃下干燥24h,得含氨基聚硫醚酮;
(2)在反应瓶中,依次加入上述含氨基聚硫醚酮10g、玻尿酸5g、KH-560 1g以及二甲基亚砜50g,然后在室温下搅拌2h后,升温80℃反应10h后,将反应溶液倒入冰水中得沉淀物,用冰水反复洗涤该沉淀物三次后,将该产物在真空烘箱中60℃下干燥24h,得玻尿酸改性聚硫醚酮。
在一种实施方式中,所述的用于实现转向压裂的树脂涂覆砂,按重量份计,其制备原料还包括:2,2'-二硫二吡啶 1-5份。
本发明还提供用于实现转向压裂的树脂涂覆砂的制备方法,包括:将上述原料在滚筒加热炉中,200℃下混合2h后,得到树脂涂覆砂半成品,然后将树脂涂覆砂半成品破碎过40目筛,筛下物为树脂涂覆砂成品。
本发明还提供树脂涂覆砂在转向压裂工艺中的应用,具体施工工艺如下:
1)压裂施工时,先用水将树脂涂覆砂携入目的层,使得树脂涂覆砂固结形成高强度的固砂体;
2)待树脂涂覆砂固结后,进行第二次压裂,通过破裂压力、裂缝延伸压力的变化使流体发生转向,在地层的其它方向和部位形成新的裂缝。
采用上述技术方案,与现有技术相比,本发明提供的树脂涂覆砂在地层温度下可形成具有高抗压强度的砂栓,不仅适用于老井再压裂措施,又适用于各类油井的压裂堵水措施;同时,提高人工裂缝的导流能力,改变油气层流体渗流驱替规律;同时扩大、增添新的泄油面积,进而提高油气井产量。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白,以下结合实施例,对本发明进行进一步详细说明。应当理解,此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明,并不用于限定本发明。
实施例1
按重量份,将石英砂(50目)100份、硅烷偶联剂KH-550 0.1份、聚醚胺树脂10份、聚乙烯醇1份、玻尿酸改性聚硫醚酮1份以及壳聚糖0.1份在滚筒加热炉中,200℃下混合2h后,得到树脂涂覆砂半成品,然后将树脂涂覆砂半成品破碎过40目筛,筛下物为树脂涂覆砂成品;
所述聚醚胺树脂的制备方法为:
在反应瓶中,将0.255mol的3-氨基乙苯以及100g的环氧树脂E51溶解在1L丙二醇甲醚中,通氮气保护并升温至110℃反应4h,然后降至室温并将反应溶液倒入去离子水中,得到白色丝状产物,将该产物在真空烘箱中60℃下干燥24h,得聚醚胺树脂;
所述玻尿酸改性聚硫醚酮的制备方法为:
(1)将2 mmol4,4’-二氟-3,3’-二磺酸钠二苯酮、1.95mmol4,4’-二氟二苯酮、4mmol4,4’-二巯基二苯硫醚和4.8mmol碳酸钾、15ml甲苯、20mlN-甲基吡咯烷酮加入到带冷凝管和分水器的三口瓶中,通氮气保护,加热升温140℃脱水,脱水完毕后,加热升温至190℃,聚合10h,自然冷却后,再加入0.1mmol对氨基苯酚,通氮气保护,加热升温至190℃,再反应5h后,自然冷却,将反应液在水中沉淀,过滤,反复三次,在真空烘箱中于50℃下干燥24h,得含氨基聚硫醚酮;
(2)在反应瓶中,依次加入上述含氨基聚硫醚酮10g、玻尿酸5g、KH-560 1g以及二甲基亚砜50g,然后在室温下搅拌2h后,升温80℃反应10h后,将反应溶液倒入冰水中得沉淀物,用冰水反复洗涤该沉淀物三次后,将该产物在真空烘箱中60℃下干燥24h,得玻尿酸改性聚硫醚酮。
实施例2
按重量份,将石英砂(50目)100份、硅烷偶联剂KH-550 1份、聚醚胺树脂15份、聚乙烯醇3份、玻尿酸改性聚硫醚酮10份以及壳聚糖2份在滚筒加热炉中,200℃下混合2h后,得到树脂涂覆砂半成品,然后将树脂涂覆砂半成品破碎过40目筛,筛下物为树脂涂覆砂成品;
所述聚醚胺树脂的制备方法为:
在反应瓶中,将0.255mol的3-氨基乙苯以及100g的环氧树脂E51溶解在1L丙二醇甲醚中,通氮气保护并升温至110℃反应4h,然后降至室温并将反应溶液倒入去离子水中,得到白色丝状产物,将该产物在真空烘箱中60℃下干燥24h,得聚醚胺树脂;
所述玻尿酸改性聚硫醚酮的制备方法为:
(1)将2 mmol4,4’-二氟-3,3’-二磺酸钠二苯酮、1.95mmol4,4’-二氟二苯酮、4mmol4,4’-二巯基二苯硫醚和4.8mmol碳酸钾、15ml甲苯、20mlN-甲基吡咯烷酮加入到带冷凝管和分水器的三口瓶中,通氮气保护,加热升温140℃脱水,脱水完毕后,加热升温至190℃,聚合10h,自然冷却后,再加入0.1mmol对氨基苯酚,通氮气保护,加热升温至190℃,再反应5h后,自然冷却,将反应液在水中沉淀,过滤,反复三次,在真空烘箱中于50℃下干燥24h,得含氨基聚硫醚酮;
(2)在反应瓶中,依次加入上述含氨基聚硫醚酮10g、玻尿酸5g、KH-560 1g以及二甲基亚砜50g,然后在室温下搅拌2h后,升温80℃反应10h后,将反应溶液倒入冰水中得沉淀物,用冰水反复洗涤该沉淀物三次后,将该产物在真空烘箱中60℃下干燥24h,得玻尿酸改性聚硫醚酮。
实施例3
按重量份,将石英砂(50目)100份、硅烷偶联剂KH-550 0.8份、聚醚胺树脂12份、聚乙烯醇2份、玻尿酸改性聚硫醚酮7份以及壳聚糖1份在滚筒加热炉中,200℃下混合2h后,得到树脂涂覆砂半成品,然后将树脂涂覆砂半成品破碎过40目筛,筛下物为树脂涂覆砂成品;
所述聚醚胺树脂的制备方法为:
在反应瓶中,将0.255mol的3-氨基乙苯以及100g的环氧树脂E51溶解在1L丙二醇甲醚中,通氮气保护并升温至110℃反应4h,然后降至室温并将反应溶液倒入去离子水中,得到白色丝状产物,将该产物在真空烘箱中60℃下干燥24h,得聚醚胺树脂;
所述玻尿酸改性聚硫醚酮的制备方法为:
(1)将2 mmol4,4’-二氟-3,3’-二磺酸钠二苯酮、1.95mmol4,4’-二氟二苯酮、4mmol4,4’-二巯基二苯硫醚和4.8mmol碳酸钾、15ml甲苯、20mlN-甲基吡咯烷酮加入到带冷凝管和分水器的三口瓶中,通氮气保护,加热升温140℃脱水,脱水完毕后,加热升温至190℃,聚合10h,自然冷却后,再加入0.1mmol对氨基苯酚,通氮气保护,加热升温至190℃,再反应5h后,自然冷却,将反应液在水中沉淀,过滤,反复三次,在真空烘箱中于50℃下干燥24h,得含氨基聚硫醚酮;
(2)在反应瓶中,依次加入上述含氨基聚硫醚酮10g、玻尿酸5g、KH-560 1g以及二甲基亚砜50g,然后在室温下搅拌2h后,升温80℃反应10h后,将反应溶液倒入冰水中得沉淀物,用冰水反复洗涤该沉淀物三次后,将该产物在真空烘箱中60℃下干燥24h,得玻尿酸改性聚硫醚酮。
实施例4
按重量份,将石英砂(50目)100份、硅烷偶联剂KH-550 0.8份、磺化聚醚胺树脂12份、聚乙烯醇2份、玻尿酸改性聚硫醚酮7份以及壳聚糖1份在滚筒加热炉中,200℃下混合2h后,得到树脂涂覆砂半成品,然后将树脂涂覆砂半成品破碎过40目筛,筛下物为树脂涂覆砂成品;
所述磺化聚醚胺树脂的制备方法为:
在反应瓶中,将0.255mol的3-氨基乙苯以及100g的环氧树脂E51溶解在1L丙二醇甲醚中,通氮气保护并升温至110℃反应4h,然后降至室温并将反应溶液倒入去离子水中,得到白色丝状产物,将该产物在真空烘箱中60℃下干燥24h,得聚醚胺树脂;
在反应瓶中,依次加入上述的聚醚胺树脂10克以及浓硫酸100ml,然后在室温下搅拌5h后,将反应溶液倒入冰水中得沉淀物,用冰水反复洗涤该沉淀物三次后,将该沉淀物在真空烘箱中60℃下干燥24h,得磺化聚醚胺树脂;
所述玻尿酸改性聚硫醚酮的制备方法为:
(1)将2 mmol4,4’-二氟-3,3’-二磺酸钠二苯酮、1.95mmol4,4’-二氟二苯酮、4mmol4,4’-二巯基二苯硫醚和4.8mmol碳酸钾、15ml甲苯、20mlN-甲基吡咯烷酮加入到带冷凝管和分水器的三口瓶中,通氮气保护,加热升温140℃脱水,脱水完毕后,加热升温至190℃,聚合10h,自然冷却后,再加入0.1mmol对氨基苯酚,通氮气保护,加热升温至190℃,再反应5h后,自然冷却,将反应液在水中沉淀,过滤,反复三次,在真空烘箱中于50℃下干燥24h,得含氨基聚硫醚酮;
(2)在反应瓶中,依次加入上述含氨基聚硫醚酮10g、玻尿酸5g、KH-560 1g以及二甲基亚砜50g,然后在室温下搅拌2h后,升温80℃反应10h后,将反应溶液倒入冰水中得沉淀物,用冰水反复洗涤该沉淀物三次后,将该产物在真空烘箱中60℃下干燥24h,得玻尿酸改性聚硫醚酮。
实施例5
按重量份,将石英砂(50目)10份、核桃粉(50目)20份、二氧化硅(50目)10份、二氧化钛(50目)60份、硅烷偶联剂KH-550 0.8份、磺化聚醚胺树脂12份、聚乙烯醇2份、玻尿酸改性聚硫醚酮7份以及壳聚糖1份在滚筒加热炉中,200℃下混合2h后,得到树脂涂覆砂半成品,然后将树脂涂覆砂半成品破碎过40目筛,筛下物为树脂涂覆砂成品;
所述磺化聚醚胺树脂的制备方法为:
在反应瓶中,将0.255mol的3-氨基乙苯以及100g的环氧树脂E51溶解在1L丙二醇甲醚中,通氮气保护并升温至110℃反应4h,然后降至室温并将反应溶液倒入去离子水中,得到白色丝状产物,将该产物在真空烘箱中60℃下干燥24h,得聚醚胺树脂;
在反应瓶中,依次加入上述的聚醚胺树脂10克以及浓硫酸100ml,然后在室温下搅拌5h后,将反应溶液倒入冰水中得沉淀物,用冰水反复洗涤该沉淀物三次后,将该沉淀物在真空烘箱中60℃下干燥24h,得磺化聚醚胺树脂;
所述玻尿酸改性聚硫醚酮的制备方法为:
(1)将2 mmol4,4’-二氟-3,3’-二磺酸钠二苯酮、1.95mmol4,4’-二氟二苯酮、4mmol4,4’-二巯基二苯硫醚和4.8mmol碳酸钾、15ml甲苯、20mlN-甲基吡咯烷酮加入到带冷凝管和分水器的三口瓶中,通氮气保护,加热升温140℃脱水,脱水完毕后,加热升温至190℃,聚合10h,自然冷却后,再加入0.1mmol对氨基苯酚,通氮气保护,加热升温至190℃,再反应5h后,自然冷却,将反应液在水中沉淀,过滤,反复三次,在真空烘箱中于50℃下干燥24h,得含氨基聚硫醚酮;
(2)在反应瓶中,依次加入上述含氨基聚硫醚酮10g、玻尿酸5g、KH-560 1g以及二甲基亚砜50g,然后在室温下搅拌2h后,升温80℃反应10h后,将反应溶液倒入冰水中得沉淀物,用冰水反复洗涤该沉淀物三次后,将该产物在真空烘箱中60℃下干燥24h,得玻尿酸改性聚硫醚酮。
实施例6
按重量份,将石英砂(50目)10份、核桃粉(50目)20份、二氧化硅(50目)10份、二氧化钛(50目)60份、硅烷偶联剂KH-550 0.4份、硅烷偶联剂KH-560 0.4份、磺化聚醚胺树脂12份、聚乙烯醇2份、玻尿酸改性聚硫醚酮7份以及壳聚糖1份在滚筒加热炉中,200℃下混合2h后,得到树脂涂覆砂半成品,然后将树脂涂覆砂半成品破碎过40目筛,筛下物为树脂涂覆砂成品;
所述磺化聚醚胺树脂的制备方法为:
在反应瓶中,将0.255mol的3-氨基乙苯以及100g的环氧树脂E51溶解在1L丙二醇甲醚中,通氮气保护并升温至110℃反应4h,然后降至室温并将反应溶液倒入去离子水中,得到白色丝状产物,将该产物在真空烘箱中60℃下干燥24h,得聚醚胺树脂;
在反应瓶中,依次加入上述的聚醚胺树脂10克以及浓硫酸100ml,然后在室温下搅拌5h后,将反应溶液倒入冰水中得沉淀物,用冰水反复洗涤该沉淀物三次后,将该沉淀物在真空烘箱中60℃下干燥24h,得磺化聚醚胺树脂;
所述玻尿酸改性聚硫醚酮的制备方法为:
(1)将2 mmol4,4’-二氟-3,3’-二磺酸钠二苯酮、1.95mmol4,4’-二氟二苯酮、4mmol4,4’-二巯基二苯硫醚和4.8mmol碳酸钾、15ml甲苯、20mlN-甲基吡咯烷酮加入到带冷凝管和分水器的三口瓶中,通氮气保护,加热升温140℃脱水,脱水完毕后,加热升温至190℃,聚合10h,自然冷却后,再加入0.1mmol对氨基苯酚,通氮气保护,加热升温至190℃,再反应5h后,自然冷却,将反应液在水中沉淀,过滤,反复三次,在真空烘箱中于50℃下干燥24h,得含氨基聚硫醚酮;
(2)在反应瓶中,依次加入上述含氨基聚硫醚酮10g、玻尿酸5g、KH-560 1g以及二甲基亚砜50g,然后在室温下搅拌2h后,升温80℃反应10h后,将反应溶液倒入冰水中得沉淀物,用冰水反复洗涤该沉淀物三次后,将该产物在真空烘箱中60℃下干燥24h,得玻尿酸改性聚硫醚酮。
实施例7
按重量份,将石英砂(50目)10份、核桃粉(50目)20份、二氧化硅(50目)10份、二氧化钛(50目)60份、硅烷偶联剂KH-550 0.4份、硅烷偶联剂KH-560 0.4份、磺化聚醚胺树脂12份、聚乙烯醇2份、玻尿酸改性聚硫醚酮7份、壳聚糖1份以及2,2'-二硫二吡啶2份在滚筒加热炉中,200℃下混合2h后,得到树脂涂覆砂半成品,然后将树脂涂覆砂半成品破碎过40目筛,筛下物为树脂涂覆砂成品;
所述磺化聚醚胺树脂的制备方法为:
在反应瓶中,将0.255mol的3-氨基乙苯以及100g的环氧树脂E51溶解在1L丙二醇甲醚中,通氮气保护并升温至110℃反应4h,然后降至室温并将反应溶液倒入去离子水中,得到白色丝状产物,将该产物在真空烘箱中60℃下干燥24h,得聚醚胺树脂;
在反应瓶中,依次加入上述的聚醚胺树脂10克以及浓硫酸100ml,然后在室温下搅拌5h后,将反应溶液倒入冰水中得沉淀物,用冰水反复洗涤该沉淀物三次后,将该沉淀物在真空烘箱中60℃下干燥24h,得磺化聚醚胺树脂;
所述玻尿酸改性聚硫醚酮的制备方法为:
(1)将2 mmol4,4’-二氟-3,3’-二磺酸钠二苯酮、1.95mmol4,4’-二氟二苯酮、4mmol4,4’-二巯基二苯硫醚和4.8mmol碳酸钾、15ml甲苯、20mlN-甲基吡咯烷酮加入到带冷凝管和分水器的三口瓶中,通氮气保护,加热升温140℃脱水,脱水完毕后,加热升温至190℃,聚合10h,自然冷却后,再加入0.1mmol对氨基苯酚,通氮气保护,加热升温至190℃,再反应5h后,自然冷却,将反应液在水中沉淀,过滤,反复三次,在真空烘箱中于50℃下干燥24h,得含氨基聚硫醚酮;
(2)在反应瓶中,依次加入上述含氨基聚硫醚酮10g、玻尿酸5g、KH-560 1g以及二甲基亚砜50g,然后在室温下搅拌2h后,升温80℃反应10h后,将反应溶液倒入冰水中得沉淀物,用冰水反复洗涤该沉淀物三次后,将该产物在真空烘箱中60℃下干燥24h,得玻尿酸改性聚硫醚酮。
对比例1
按重量份,将石英砂(50目)10份、核桃粉(50目)20份、二氧化硅(50目)10份、二氧化钛(50目)60份、硅烷偶联剂KH-550 0.4份、硅烷偶联剂KH-560 0.4份、聚乙烯醇2份、壳聚糖1份以及2,2'-二硫二吡啶2份在滚筒加热炉中,200℃下混合2h后,得到树脂涂覆砂半成品,然后将树脂涂覆砂半成品破碎过40目筛,筛下物为树脂涂覆砂成品。
对比例2
按重量份,将石英砂(50目)10份、核桃粉(50目)20份、二氧化硅(50目)10份、二氧化钛(50目)60份、硅烷偶联剂KH-550 0.4份、硅烷偶联剂KH-560 0.4份、磺化聚醚胺树脂12份、聚乙烯醇2份、壳聚糖1份以及2,2'-二硫二吡啶2份在滚筒加热炉中,200℃下混合2h后,得到树脂涂覆砂半成品,然后将树脂涂覆砂半成品破碎过40目筛,筛下物为树脂涂覆砂成品;
所述磺化聚醚胺树脂的制备方法为:
在反应瓶中,将0.255mol的3-氨基乙苯以及100g的环氧树脂E51溶解在1L丙二醇甲醚中,通氮气保护并升温至110℃反应4h,然后降至室温并将反应溶液倒入去离子水中,得到白色丝状产物,将该产物在真空烘箱中60℃下干燥24h,得聚醚胺树脂;
在反应瓶中,依次加入上述的聚醚胺树脂10克以及浓硫酸100ml,然后在室温下搅拌5h后,将反应溶液倒入冰水中得沉淀物,用冰水反复洗涤该沉淀物三次后,将该沉淀物在真空烘箱中60℃下干燥24h,得磺化聚醚胺树脂。
对比例3
按重量份,将石英砂(50目)10份、核桃粉(50目)20份、二氧化硅(50目)10份、二氧化钛(50目)60份、硅烷偶联剂KH-550 0.4份、硅烷偶联剂KH-560 0.4份、聚乙烯醇2份、玻尿酸改性聚硫醚酮7份、壳聚糖1份以及2,2'-二硫二吡啶2份在滚筒加热炉中,200℃下混合2h后,得到树脂涂覆砂半成品,然后将树脂涂覆砂半成品破碎过40目筛,筛下物为树脂涂覆砂成品;
所述玻尿酸改性聚硫醚酮的制备方法为:
(1)将2 mmol4,4’-二氟-3,3’-二磺酸钠二苯酮、1.95mmol4,4’-二氟二苯酮、4mmol4,4’-二巯基二苯硫醚和4.8mmol碳酸钾、15ml甲苯、20mlN-甲基吡咯烷酮加入到带冷凝管和分水器的三口瓶中,通氮气保护,加热升温140℃脱水,脱水完毕后,加热升温至190℃,聚合10h,自然冷却后,再加入0.1mmol对氨基苯酚,通氮气保护,加热升温至190℃,再反应5h后,自然冷却,将反应液在水中沉淀,过滤,反复三次,在真空烘箱中于50℃下干燥24h,得含氨基聚硫醚酮;
(2)在反应瓶中,依次加入上述含氨基聚硫醚酮10g、玻尿酸5g、KH-560 1g以及二甲基亚砜50g,然后在室温下搅拌2h后,升温80℃反应10h后,将反应溶液倒入冰水中得沉淀物,用冰水反复洗涤该沉淀物三次后,将该产物在真空烘箱中60℃下干燥24h,得玻尿酸改性聚硫醚酮。
对比例4
按重量份,将石英砂(50目)10份、核桃粉(50目)20份、二氧化硅(50目)10份、二氧化钛(50目)60份、硅烷偶联剂KH-550 0.4份、硅烷偶联剂KH-560 0.4份、磺化聚醚胺树脂12份、聚乙烯醇2份、玻尿酸2份、聚硫醚酮4份、壳聚糖1份以及2,2'-二硫二吡啶2份在滚筒加热炉中,200℃下混合2h后,得到树脂涂覆砂半成品,然后将树脂涂覆砂半成品破碎过40目筛,筛下物为树脂涂覆砂成品;
所述磺化聚醚胺树脂的制备方法为:
在反应瓶中,将0.255mol的3-氨基乙苯以及100g的环氧树脂E51溶解在1L丙二醇甲醚中,通氮气保护并升温至110℃反应4h,然后降至室温并将反应溶液倒入去离子水中,得到白色丝状产物,将该产物在真空烘箱中60℃下干燥24h,得聚醚胺树脂;
在反应瓶中,依次加入上述的聚醚胺树脂10克以及浓硫酸100ml,然后在室温下搅拌5h后,将反应溶液倒入冰水中得沉淀物,用冰水反复洗涤该沉淀物三次后,将该沉淀物在真空烘箱中60℃下干燥24h,得磺化聚醚胺树脂;
所述聚硫醚酮的制备方法为:
将2 mmol4,4’-二氟-3,3’-二磺酸钠二苯酮、1.95mmol4,4’-二氟二苯酮、4mmol4,4’-二巯基二苯硫醚和4.8mmol碳酸钾、15ml甲苯、20mlN-甲基吡咯烷酮加入到带冷凝管和分水器的三口瓶中,通氮气保护,加热升温140℃脱水,脱水完毕后,加热升温至190℃,聚合10h,自然冷却后,再加入0.1mmol对氨基苯酚,通氮气保护,加热升温至190℃,再反应5h后,自然冷却,将反应液在水中沉淀,过滤,反复三次,在真空烘箱中于50℃下干燥24h,得聚硫醚酮。
测试
设备:DL-2型堵漏模拟装置(专利号 CN2866805),缓慢加压形成堵漏层,压力稳定堵漏成功后,压力表可显示正向承压能力;之后卸掉压力,取出人造岩芯,反向装入工作筒,用清水缓慢反向加压,可测试堵漏层的反向承压能力,即抗返排能力。所用人造岩心制作过程如专利CN2900782中所述,人造岩心直径100mm,长度为600mm,用不同粒径的碎石模拟漏失通道。
按重量份计,将实施例1-7以及对比例1-4任一项的树脂涂覆砂成品5份加入100份去离子水中,充分搅拌15min后,加入DL-2堵漏模拟装置中,人造岩心采用中等致密岩心筒,缓慢加压至 7MPa,稳压10min不降。后卸压,取出岩心筒,反向装入堵漏模拟装置工作筒中,用清水缓慢加压,直至压力突变为0时,得最大反向承压能力值。
具体测试结果如下表1所示。
表1
例子 | 封堵层最大反向承压能力值Mpa |
实施例1 | 5.3 |
实施例2 | 5.1 |
实施例3 | 5.5 |
实施例4 | 5.9 |
实施例5 | 6.3 |
实施例6 | 6.5 |
实施例7 | 6.8 |
对比例1 | 0.6 |
对比例2 | 4.7 |
对比例3 | 4.5 |
对比例4 | 2.1 |
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已,并不用以限制本发明,凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (7)
1.一种用于实现转向压裂的树脂涂覆砂,其特征在于,按重量份计,其制备原料包括:主料100份、硅烷偶联剂0.1-1份、聚醚胺树脂或磺化聚醚胺树脂10-15份、聚乙烯醇1-3份、玻尿酸改性聚硫醚酮1-10份以及壳聚糖0.1-2份;
所述主料选自石英砂、果壳粉、二氧化硅以及二氧化钛中的一种或几种;
所述玻尿酸改性聚硫醚酮的制备方法为:
(1)将2mmol4,4’-二氟-3,3’-二磺酸钠二苯酮、1.95mmol4,4’-二氟二苯酮、4mmol4,4’-二巯基二苯硫醚和4.8mmol碳酸钾、15ml甲苯、20mlN-甲基吡咯烷酮加入到带冷凝管和分水器的三口瓶中,通氮气保护,加热升温140℃脱水,脱水完毕后,加热升温至190℃,聚合10h,自然冷却后,再加入0.1mmol对氨基苯酚,通氮气保护,加热升温至190℃,再反应5h后,自然冷却,将反应液在水中沉淀,过滤,反复三次,在真空烘箱中于50℃下干燥24h,得含氨基聚硫醚酮;
(2)在反应瓶中,依次加入上述含氨基聚硫醚酮10g、玻尿酸5g、KH-560 1g以及二甲基亚砜50g,然后在室温下搅拌2h后,升温80℃反应10h后,将反应溶液倒入冰水中得沉淀物,用冰水反复洗涤该沉淀物三次后,将该产物在真空烘箱中60℃下干燥24h,得玻尿酸改性聚硫醚酮;
所述聚醚胺树脂的制备方法为:
在反应瓶中,将0.255mol的3-氨基乙苯以及100g的环氧树脂E51溶解在1L丙二醇甲醚中,通氮气保护并升温至110℃反应4h,然后降至室温并将反应溶液倒入去离子水中,得到白色丝状产物,将该产物在真空烘箱中60℃下干燥24h,得聚醚胺树脂;
所述磺化聚醚胺树脂的制备方法为:
在反应瓶中,依次加入所述的聚醚胺树脂10克以及浓硫酸100ml,然后在室温下搅拌5h后,将反应溶液倒入冰水中得沉淀物,用冰水反复洗涤该沉淀物三次后,将该沉淀物在真空烘箱中60℃下干燥24h,得磺化聚醚胺树脂。
2.根据权利要求1所述的用于实现转向压裂的树脂涂覆砂,其特征在于,所述主料优选为石英砂、果壳粉、二氧化硅以及二氧化钛按重量比1:2:1:6的混合物。
3.根据权利要求2所述的用于实现转向压裂的树脂涂覆砂,其特征在于,所述石英砂、果壳粉、二氧化硅以及二氧化钛分别为20目、150目、500目以及1000目。
4.根据权利要求1所述的用于实现转向压裂的树脂涂覆砂,其特征在于,所述硅烷偶联剂为KH-550和/或KH-560。
5.根据权利要求1所述的用于实现转向压裂的树脂涂覆砂,其特征在于,按重量份计,其制备原料还包括:2,2'-二硫二吡啶1-5份。
6.用于实现转向压裂的树脂涂覆砂的制备方法,包括:将权利要求1-5中任一项的原料在滚筒加热炉中,200℃下混合2h后,得到树脂涂覆砂半成品,然后将树脂涂覆砂半成品破碎过40目筛,筛下物为树脂涂覆砂成品。
7.树脂涂覆砂在转向压裂工艺中的应用,其特征在于,具体施工工艺如下:
1)压裂施工时,先用水将权利要求1-5中任一项的树脂涂覆砂携入目的层,使得树脂涂覆砂固结形成高强度的固砂体;
2)待树脂涂覆砂固结后,进行第二次压裂,通过破裂压力、裂缝延伸压力的变化使流体发生转向,在地层的其它方向和部位形成新的裂缝。
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