CN109575907A - 一种支撑剂及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种支撑剂及其制备方法。支撑剂的原料组成包括热固性树脂粘合剂的预聚物、有机溶剂和经化学改性的混合粉体材料；其中，经化学改性的混合粉体材料包括经化学改性的第一粉体材料和经化学改性的第二粉体材料。支撑剂的制备方法包括加入改性剂对混合粉体材料进行化学改性，得到经化学改性的混合粉体材料；向经化学改性的混合粉体材料中加入热固性树脂粘合剂的预聚物和有机溶剂，进行粘合造粒，得到颗粒；将颗粒进行干燥、固化、冷却、过筛，得到支撑剂。本发明提供的技术方案简单方便，易于工业化生产，制备得到的支撑剂变形量量小，能够满足深层高温油气井压裂清水或滑溜水压裂施工的需求。

Description

一种支撑剂及其制备方法

技术领域

本发明涉及一种支撑剂及其制备方法，属于水力压裂技术领域。

背景技术

水力压裂改造是低渗特低渗和非常规油气田经济有效开发的核心技术之一。支撑剂是保证水力压裂裂缝具有高导流能力的关键材料，它在裂缝中的高效充填对保证压裂效果至关重要。在压裂改造施工过程中，将压裂液在高速、高压条件下注入地下储集层中使之裂开，在储集层裂缝闭合之前，携带有支撑剂的压裂液进入储集层裂缝并支撑起裂缝，油气流体在地层压力的作用下通过支撑剂层之间的空隙排出，最终实现油气开采。

目前，业内常用的石英砂、陶粒等常规支撑剂视密度较高，一般为2.6-3.9g/cm³，需要高粘压裂液携带和输送，高粘压裂液破胶不彻底，其中的高聚物在储集层岩石上的吸附易造成储层伤害。而当压裂液粘度低时，难以悬浮常规高密度支撑剂，导致输送困难，易在裂缝中沉降，裂缝有效支撑面积较小。相比之下，超低密度支撑剂由于密度可低至1.0-1.1g/cm³，与水的密度基本相当，保持超低密度支撑剂悬浮输送所需的最小流动速度比常规支撑剂低一个数量级，仅需清水或滑溜水就可以输送，而且输送与充填效率高，裂缝有效支撑面积大，清水或滑溜水不存在破胶不彻底和高聚物吸附伤害储层问题，可显著降低压裂对储层和人工裂缝的伤害，有利于提高裂缝导流能力，进一步提高油气产量。因此，超低密度支撑剂受到业内的广泛关注。

US 6330916 B1公开了一种密度为1.05g/cm³的支撑剂。该支撑剂由具有良好化学稳定性的结晶相高分子材料与具有较高强度和热稳定性的非晶相高分子材料组成。室内试验表明，该支撑剂玻璃化温度为145℃，55MPa和95℃下破碎率＜0.5％，当支撑剂填充浓度为0.98g/cm²时，35MPa和52MPa下的压缩形变量分别为5.77mm和6.17mm。

US8461087B2公开了一种密度为1.08g/cm³的支撑剂。该类支撑剂主体成分为苯乙烯-乙基烯基苯-二乙烯基苯三元共聚物，玻璃化转变温度为145℃，能够耐受55MPa的闭合压力和121℃的储层温度。

CN103275694A公开了一类视密度为1.1-1.5g/cm³的支撑剂。该类支撑剂采用丙烯腈、丙烯酰胺、丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸甲酯、苯乙烯等烯烃单体经悬浮聚合制得支撑剂中聚烯烃高分子的玻璃化温度为8-153℃。该类支撑剂的工作温度不超过155℃。目前国内外在压裂施工中经常使用的超低密度支撑剂视密度均＜1.1g/cm³，由于滑溜水的密度与清水接近，因此支撑剂的密度越接近1.0g/cm³，效果越好。

CN103254888B公开了一类视密度为1.02-1.25g/cm³的支撑剂。该类支撑剂采用甲基丙烯酸酯类单体经悬浮聚合制得。支撑剂中聚甲基丙烯酸酯的玻璃化温度为20-105℃。该类在聚合过程中掺杂了少量(＜12质量份)矿物材料(如高岭土、蒙脱石、凹凸棒石)以提高耐热性，但由于其主体成分为热塑性聚合物，该类支撑剂工作温度不超过150℃。

以上几种超低密度支撑剂均为小分子单体通过聚合反应制成，流程较为复杂且耗时，聚合条件和支撑剂粒径(目数)难以精准控制。上述超低密度支撑剂的主要成分均为热塑性聚合物，工作温度一般不超过150℃，因此难以满足储层温度超过150℃的深层油气田压裂改造需求；此外在一定闭合压力下，热塑性聚合物会导致支撑剂变形量较大，不利于支撑剂填充层保持较高的导流能力。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明的目的在于提供一种支撑剂及其制备方法。本发明提供的超低密度支撑剂，其视密度为1.00-1.08g/cm³，体积密度为0.40-0.50g/cm³，长期工作温度≥160℃，在一定闭合压力下支撑剂变形量小，有利于支撑剂填充层保持较高的导流能力，能够满足深层高温油气井压裂清水或滑溜水压裂施工的需求。

为达到上述目的，本发明提供了一种支撑剂，所述支撑剂的视密度为1.00-1.08g/cm³，体积密度为0.40-0.50g/cm³，所述支撑剂的原料组成包括热固性树脂粘合剂的预聚物、有机溶剂和经过化学改性的混合粉体材料；其中，

所述有机溶剂包括甲醇、乙醇和丙酮中的一种或几种的组合；

所述经化学改性的混合粉体材料包括经化学改性的第一粉体材料和经化学改性的第二粉体材料；其中，所述第一粉体材料化学改性前的视密度为0.35-0.70g/cm³，在化学改性前的粒径分布范围为10-90μm；所述第二粉体材料化学改性前的视密度为2.30-3.90g/cm³，在化学改性前的粒径分布范围为2-13μm；

以所述支撑剂原料组成的总重量为100％计，所述经过学改性的第一粉体材料的含量为40-60％，所述经化学改性的第二粉体材料的含量为25-38％，所述热固性树脂粘合剂的预聚物的含量为15-20％，所述有机溶剂的含量为1-2％。

在上述支撑剂中，优选地，对所述第一粉体材料和所述第二粉体材料进行化学改性时，所使用的改性剂包括碱和二醛；更优选地，所述碱包括氢氧化钠和/或氢氧化钾，所述二醛包括戊二醛和/或丁二醛。

在上述支撑剂中，优选地，所述改性剂的重量与所述经化学改性的混合粉体材料的总重量的比值为(1:200)-(1:50)；其中，所述经化学改性的混合粉体材料的总重量即为所述经化学改性的第一粉体材料和所述经化学改性的第二粉体材料的重量之和。

在上述支撑剂中，优选地，所述热固性树脂粘合剂的预聚物与所述有机溶剂的重量之比为(8:1)-(15:1)。

在上述支撑剂中，优选地，所述热固性树脂粘合剂的预聚物与有机溶剂总重量与所述经化学改性的混合粉体材料的总重量的比值为(1:3)-(1:6)；其中，所述经化学改性的混合粉体材料的总重量即为所述经化学改性的第一粉体材料和所述经化学改性的第二粉体材料的重量之和。

在上述支撑剂中，优选地，所述热固性树脂粘合剂的预聚物的形态为液态，其在25℃下的粘度为500-6000mPa·s；更优选地，所述热固性树脂粘合剂的预聚物包括热固性环氧树脂的预聚物、热固性酚醛树脂的预聚物和热固性聚氨酯树脂的预聚物中的一种或几种的组合。在本发明提供的技术方案中，所述热固性树脂粘合剂的预聚物在本发明提供的温度和时间下固化得到的产物的软化点高于180℃。

在上述支撑剂中，优选地，所述第一粉体材料在化学改性前的中值粒径D₅₀为48μm，所述第二粉体材料在化学改性前的中值粒径D₅₀为8μm。

在上述支撑剂中，优选地，所述第一粉体材料在化学改性前的耐热温度≥500℃，在化学改性前的抗压强度为40-110MPa；所述第二粉体材料在化学改性前的耐热温度≥500℃，其在化学改性前的抗压强度不低于所述第一粉体材料在化学改性前的抗压强度。

在上述支撑剂中，优选地，所述第一粉体材料在化学改性前的抗压强度为83-110MPa。

在上述支撑剂中，优选地，所述经化学改性的第一粉体材料包括经化学改性的粉煤灰和/或经化学改性的中空玻璃微球。

在上述支撑剂中，优选地，所述经化学改性的第二粉体材料包括经化学改性的硅微粉和/或经化学改性的铝矾土。

在上述支撑剂中，优选地，所述支撑剂的粒径为20-100目。所述支撑剂的粒径可以为20-40目、40-70目或70-100目。

本发明还提供了上述支撑剂的制备方法，该制备方法简单，易于工业化生产；其包括以下步骤：

将第一粉体材料和第二粉体材料混合均匀，得到混合粉体材料；

向所述混合粉体材料中加入改性剂，然后于预定温度和预定时间下进行活化和干燥，得到经化学改性的混合粉体材料；

向所述经化学改性的混合粉体材料中加入热固性树脂粘合剂的预聚物和有机溶剂，进行粘合造粒，得到颗粒；

将所述颗粒进行干燥、固化、冷却、过筛，得到支撑剂。

在上述方法中，优选地，所述预定温度为60-120℃，更优选为60-100℃，进一步优选为70-90℃。

在上述方法中，优选地，所述预定时间为1-6小时，更优选为1-4小时，进一步优选为2-3小时。

在本发明提供的技术方案中，所述热固性树脂粘合剂的预聚物和所述有机溶剂混合后，于1200-3600转/分钟的搅拌速度下分批次加入所述经化学改性的混合粉体材料中；优选地，所述热固性树脂粘合剂的预聚物和所述有机溶剂混合后，于1200-1500转/分钟的搅拌速度下分批次加入所述经化学改性的混合粉体材料中。

在上述方法中，优选地，将所述颗粒进行干燥时，干燥的温度为60-100℃，干燥的时间为10-30分钟；更优选地，将所述颗粒进行干燥时，干燥的温度为80-100℃，干燥的时间为20-30分钟。

在上述方法中，优选地，所述固化的温度为150-200℃，所述固化的时间为5-30分钟；更优选地，所述固化的温度为180-200℃，所述固化的时间为5-15分钟。

在上述方法中，优选地，所述粘合造粒的时间为5-10分钟，优选为8-10分钟。

在一个具体实施方式中，所述的支撑剂的制备包括以下步骤：

将第一粉体材料和第二粉体材料投入造粒机中，以600-1200转/分钟的速度搅拌均匀，得到混合粉体材料；

向所述混合粉体材料中加入改性剂，混合均匀后，在60-120℃温度下活化和干燥1-6小时，得到经化学改性的混合粉体材料；

将所述经化学改性的混合粉体材料投入造粒机中，以1200-3600转/分钟的速度搅拌均匀；然后将热固性树脂粘合剂的预聚物和有机溶剂混合后，分批次加入所述造粒机中，并将所述造粒机的搅拌速度提升至3000-6000转/分钟，进行粘合造粒，得到颗粒；

将所述颗粒进行干燥、固化、冷却、过筛，得到支撑剂。

在上述方法中，优选地，将活化和干燥后的混合粉体材料投入造粒机中，以2500-3000转/分钟的速度搅拌均匀。

在上述方法中，优选地，将热固性树脂粘合剂的预聚物和有机溶剂分批次加入造粒机后，将所述造粒机的搅拌速度提升至4000-5000转/分钟。

本发明的有益效果：

本发明提供的技术方案制备方法简单，易于操作，可重复性强，适于大规模工业化生产；使用经过化学改性的混合粉体材料(该混合粉体材料具有耐温耐压的性能)和热固性树脂粘合剂的预聚物能够有效提高支撑剂的耐热性，长期(可达30天)工作温度≥160℃，能够满足深层高温油气井压裂清水或滑溜水压裂施工的需求；支撑剂中经过化学改性的混合粉体材料为主体成分，热固性树脂粘合剂的预聚物为辅助成分，在10-60MPa闭合压力下支撑剂变形量小，有利于支撑剂填充层保持较高的导流能力。

本发明提供的支撑剂是一种超低密度支撑剂，所述支撑剂的视密度为1.00-1.08g/cm³，体积密度为0.40-0.50g/cm³。

具体实施方式

为了对本发明的技术特征、目的和有益效果有更加清楚的理解，现对本发明的技术方案进行以下详细说明，但不能理解为对本发明的可实施范围的限定。

实施例1

本实施例提供了一种支撑剂的制备方法，其包括以下步骤：

向混合造粒机中一次性投入1500g的粉煤灰和1000g的硅微粉(粉煤灰的视密度为0.35-0.60g/cm³，粒径分布范围为10-90μm，中值粒径D₅₀为48μm，耐热温度≥500℃，抗压强度为83-110MPa；硅微粉的视密度为2.30-3.90g/cm³，粒径分布范围为2-13μm，中值粒径D₅₀为8μm，耐热温度≥500℃，抗压强度不低于粉煤灰)，以900转/分钟的速度搅拌1分钟；

在5分钟内向混合造粒机中分10批加入200g质量百分比浓度为12.5％的氢氧化钠水溶液，之后继续搅拌2分钟，随后在2.5分钟内向造粒机中分5批加入50g质量百分比浓度为50％的戊二醛水溶液，之后继续搅拌1分钟；将混合造粒机中的物料取出放入烘箱，于80℃下活化和干燥2小时；

向混合造粒机中一次性投入1275g上述经化学改性的混合粉体材料，以2500转/分钟的速度搅拌1分钟；

将混合造粒机搅拌速度提高至为3600转/分钟，分10批向其中加入混合液，该混合液由28g丙酮和280g热固性酚醛树脂的预聚物混合而成；

将混合造粒机的搅拌速度提高到4000转/分钟，粘合造粒8分钟，得到大小适中的颗粒；

将造粒得到的颗粒放入干燥烘箱，于90℃下干燥20分钟，然后于195℃固化10分钟后，取出冷却并过筛，得到20-100目的支撑剂颗粒。

本实施例提供的支撑剂是一种超低密度的支撑剂，该支撑剂的视密度为1.07g/cm³，体积密度为0.49g/cm³。

实施例2

本实施例提供了一种支撑剂的制备方法，其包括以下步骤：

向混合造粒机中一次性投入1200g的中空玻璃微球和1000g的硅微粉(中空玻璃微球的视密度为0.35-0.60g/cm³，粒径分布范围为10-90μm，中值粒径D₅₀为48μm，耐热温度≥500℃，抗压强度为83-110MPa；硅微粉的视密度为2.30-3.90g/cm³，粒径分布范围为2-13μm，中值粒径D₅₀为8μm，耐热温度≥500℃，抗压强度不低于中空玻璃微球)，以900转/分钟的速度搅拌1分钟；

在5分钟内向混合造粒机中分10批加入176g质量百分比浓度为12.5％的氢氧化钾水溶液，之后继续搅拌2分钟，随后在2.5分钟内向造粒机中分5批加入88g质量百分比浓度为25％的丁二醛水溶液，之后继续搅拌1分钟；将混合造粒机中的物料取出放入烘箱，于90℃下活化和干燥1.5小时；

向混合造粒机中一次性投入1122g上述经化学改性的混合粉体材料，以2500转/分钟的速度搅拌1分钟；

将混合造粒机搅拌速度提高至为3600转/分钟，分10批向其中加入混合液，该混合液由26g乙醇和260g热固性环氧树脂的预聚物混合而成；

将混合造粒机的搅拌速度提高到4500转/分钟，粘合造粒8分钟，得到大小适中的颗粒；

将造粒得到的颗粒放入干燥烘箱，于90℃下干燥20分钟，然后于195℃固化10分钟后，取出冷却并过筛，得到20-100目的支撑剂颗粒。

本实施例提供的支撑剂是一种超低密度的支撑剂，该支撑剂的视密度为1.05g/cm³，体积密度为0.46g/cm³。

实施例3

本实施例提供了一种支撑剂的制备方法，其包括以下步骤：

向混合造粒机中一次性投入1500g的中空玻璃微球和1100g的铝矾土(中空玻璃微球的视密度为0.35-0.60g/cm³，粒径分布范围为10-90μm，中值粒径D₅₀为48μm，耐热温度≥500℃，抗压强度为83-110MPa；铝矾土的视密度为2.30-3.90g/cm³，粒径分布范围为2-13μm，中值粒径D₅₀为8μm，耐热温度≥500℃，抗压强度不低于中空玻璃微球)，以900转/分钟的速度搅拌1分钟；

在5分钟内向混合造粒机中分10批加入208g质量百分比浓度为12.5％的氢氧化钠水溶液，之后继续搅拌2分钟，随后在2.5分钟内向造粒机中分5批加入52g质量百分比浓度为50％的戊二醛水溶液，之后继续搅拌1分钟；将混合造粒机中的物料取出放入烘箱，于80℃下活化和干燥2小时；

向混合造粒机中一次性投入1326g上述经化学改性的混合粉体材料，以1800转/分钟的速度搅拌1分钟；

将混合造粒机搅拌速度提高至为3600转/分钟，分10批向其中加入混合液，该混合液由30g乙醇和300g热固性酚醛树脂的预聚物混合而成；

将混合造粒机搅拌速度提高到5000转/分钟，粘合造粒8分钟，得到大小适中的颗粒；

将造粒得到的颗粒放入干燥烘箱，于90℃下干燥20分钟，然后于190℃固化10分钟后，取出冷却并过筛，得到20-100目的支撑剂颗粒。

本实施例提供的支撑剂是一种超低密度的支撑剂，该支撑剂的视密度为1.08g/cm³，体积密度为0.49g/cm³。

实施例4

本实施例提供了一种支撑剂的制备方法，该方法包括以下步骤：

向混合造粒机中一次性投入1500g的中空玻璃微球和700g的硅微粉(中空玻璃微球的视密度为0.35-0.60g/cm3，粒径分布范围为10-90μm，中值粒径D₅₀为8μm，耐热温度≥500℃，抗压强度为83-110MPa；硅微粉的视密度为2.30-3.90g/cm3，粒径分布范围为2-13μm，中值粒径D₅₀为8μm，耐热温度≥500℃，抗压强度不低于中空玻璃微球)，以1500转/分钟的速度搅拌均匀；

在5分钟内向混合造粒机中分10批加入176g质量百分比浓度为12.5％的氢氧化钾水溶液，之后继续搅拌2分钟，随后在2.5分钟内向造粒机中分5批加入44g质量百分比浓度为50％的戊二醛水溶液，之后继续搅拌1分钟；将混合造粒机中的物料取出放入烘箱，于85℃下活化和干燥2.5小时。

向混合造粒机中一次性投入1122g上述经化学改性的第一粉体材料和经化学改性的第二粉体材料的混合物，以1800转/分钟的速度搅拌1分钟；

将混合造粒机搅拌速度提高至为4000转/分钟，分10批向其中加入混合液，该混合液由20g甲醇和200g热固性环氧树脂的预聚物混合而成；

将混合造粒机的搅拌速度提高到5000转/分钟，粘合造粒8分钟，得到大小适中的颗粒；

将造粒得到的颗粒放入干燥烘箱，于90℃下干燥20分钟，然后于200℃固化10分钟后，取出冷却并过筛，得到20-100目的支撑剂颗粒。

本发明提供的支撑剂是一种超低密度的支撑剂，该支撑剂的视密度为1.03g/cm³，体积密度为0.42g/cm³。

实施例5

本实施例提供了一种支撑剂的制备方法，其包括以下步骤：

向混合造粒机中一次性投入1500g的中空玻璃微球和800g的硅微粉(中空玻璃微球的视密度为0.35-0.60g/cm³，粒径分布范围为10-90μm，中值粒径D₅₀为48μm，耐热温度≥500℃，抗压强度为83-110MPa；硅微粉的视密度为2.30-3.90g/cm³，粒径分布范围为2-13μm，中值粒径D₅₀为8μm，耐热温度≥500℃，抗压强度不低于中空玻璃微球)，以1500转/分钟的速度搅拌均匀；

在5分钟内向混合造粒机中分10批加入184g质量百分比浓度为12.5％的氢氧化钠水溶液，之后继续搅拌2分钟，随后在2.5分钟内向造粒机中分5批加入46g质量百分比浓度为50％的戊二醛水溶液，之后继续搅拌1分钟；将混合造粒机中的物料取出放入烘箱，于80℃下活化和干燥3小时；

向混合造粒机中一次性投入1173g上述经化学改性的第一粉体材料和经化学改性的第二粉体材料的混合物，以1500转/分钟的速度搅拌1分钟；

将混合造粒机搅拌速度提高至为3600转/分钟，分10批向其中加入混合液，该混合液由24g丙酮和240g热固性酚醛树脂的预聚物混合而成；

将混合造粒机的搅拌速度提高到5000转/分钟，粘合造粒8分钟，得到大小适中的颗粒；

将造粒得到的颗粒放入干燥烘箱，于90℃下干燥20分钟，然后于200℃固化10分钟后，取出冷却并过筛，得到20-100目的支撑剂颗粒。

本实施例提供的支撑剂是一种超低密度的支撑剂，该支撑剂的视密度为1.02g/cm³，体积密度为0.41g/cm³。

对比例1

本对比例提供了一种支撑剂的制备方法，其包括以下步骤：

向混合造粒机中一次性投入750g的中空玻璃微球和400g的硅微粉(中空玻璃微球的视密度为0.35-0.60g/cm³，粒径分布范围为10-90μm，中值粒径D₅₀为48μm，耐热温度≥500℃，抗压强度为83-110MPa；硅微粉的视密度为2.30-3.90g/cm³，粒径分布范围为2-13μm，中值粒径D₅₀为8μm，耐热温度≥500℃，抗压强度不低于中空玻璃微球)，以1500转/分钟的速度搅拌均匀；

将混合造粒机搅拌速度提高至为3600转/分钟，分10批向其中加入混合液，该混合液由24g丙酮和240g热固性酚醛树脂的预聚物混合而成；

将混合造粒机的搅拌速度提高到5000转/分钟，粘合造粒8分钟，得到大小适中的颗粒；

将造粒得到的颗粒放入干燥烘箱，于90℃下干燥20分钟，然后于200℃固化10分钟后，取出冷却并过筛，得到20-100目的支撑剂颗粒。

本实施例提供的支撑剂是一种超低密度的支撑剂，该支撑剂的视密度为1.02g/cm³，体积密度为0.41g/cm³。

表1

对上述实施例1-5和对比例1提供的支撑剂产品进行性能测试，测试结果如表1所示。

表1中，破碎率的测试参照依据中华人民共和国石油天然气行业标准SY/T5108-2006《压裂支撑剂及性能指标及测试推荐方法》；对铺置浓度为0.98g/cm²的支撑剂填充层于35MPa和52MPa下的压缩形变量的测试可以参照US 6330916 B1中的测试方法进行，主要过程如下：

用感量为0.01g的天平称取一定重量的支撑剂放入SY/T 5108-2006《压裂支撑剂及性能指标及测试推荐方法》推荐使用的破碎室(直径为50.8mm)，使得支撑剂填充浓度为0.98g/cm²，放入活塞并将其旋转180°，将装有样品的破碎室放在压机台面上；

用60s的恒定加载时间将预定载荷(35MPa或52MPa)匀速加到受压破碎室上，稳载120s。压机的压头具有载荷控制和测试与位移控制与测试功能，其中载荷控制与测量精度为0.01MPa，位移控制与测量精度为0.01mm；

载荷为0.70MPa时压头的位移示数自动清零，在稳载120s时的压头的位移示数即为支撑剂填充层变形量。其中，测试过程中使用的仪器是济南普业机电技术有限公司生产的压机(型号为DYZ-300)。

由表1的结果可知，实施例1-5提供的支撑剂填充层形变量明显低于US 6330916B1公开的一种密度为1.05g/cm³的支撑剂(US 6330916 B1中的支撑剂玻璃化温度为145℃，55MPa和95℃下破碎率＜0.5％，当支撑剂填充浓度为0.98g/cm²时，35MPa和52MPa下的压缩形变量分别为5.77mm和6.17mm)。有支撑剂支撑的水力裂缝导流能力为在储层的闭合压力下的渗透率(K_f)与裂缝支撑缝宽(W_f)的乘积，由此可知，当支撑剂密度接近且填充浓度一致的条件下，支撑剂填充层形变量越小，裂缝支撑缝宽越大，则裂缝导流能力越高，因此实施例1-5提供的支撑剂有利于保持较高的裂缝导流能力。

此外，由表1中的结果还可以知，未对两种粉体材料进行化学改性的对比例1提供的支撑剂的破碎率与填充层形变量等性能指标明显低于对两种粉体材料进行了化学改性的实施例5提供的支撑剂。

表2

另外，将实施例1-5提供的支撑剂放置于160℃的烘箱中加热30天后，再次进行破碎率和压缩形变量测试，结果如表2所示。表2中结果表明，实施例1-5提供的支撑剂经过长期高温破坏，仍然保持较好的性能指标，有利于适应深层高温油气井的井下环境。

Claims (10)

1.一种支撑剂，所述支撑剂的视密度为1.00-1.08g/cm³，体积密度为0.40-0.50g/cm³，所述支撑剂的原料组成包括热固性树脂粘合剂的预聚物、有机溶剂和经化学改性的混合粉体材料；其中，

所述有机溶剂包括甲醇、乙醇和丙酮中的一种或几种的组合；

所述经化学改性的混合粉体材料包括经化学改性的第一粉体材料和经化学改性的第二粉体材料；其中，所述第一粉体材料在化学改性前的视密度为0.35-0.70g/cm³，在化学改性前的粒径分布范围为10-90μm；所述第二粉体材料在化学改性前的视密度为2.30-3.90g/cm³，在化学改性前的粒径分布范围为2-13μm；

以所述支撑剂原料组成的总重量为100％计，所述经化学改性的第一粉体材料的含量为40-60％，所述经化学改性的第二粉体材料的含量为25-38％，所述热固性树脂粘合剂的预聚物的含量为15-20％，所述有机溶剂的含量为1-2％。

2.根据权利要求1所述的方法，其中，对所述第一粉体材料和所述第二粉体材料进行化学改性时，所使用的改性剂包括碱和二醛；

优选地，所述碱包括氢氧化钠和/或氢氧化钾，所述二醛包括戊二醛和/或丁二醛；

更优选地，所述改性剂与所述经化学改性的混合粉体材料的重量之比为(1:200)-(1:50)。

3.根据权利要求1所述的支撑剂，其中，所述热固性树脂粘合剂的预聚物与所述有机溶剂的重量之比为(8:1)-(15:1)；

更优选地，所述热固性树脂粘合剂的预聚物与有机溶剂的总重量与所述经化学改性混合粉体材料的总重量的比值为(1:3)-(1:6)。

4.根据权利要求1所述的支撑剂，其中，所述热固性树脂粘合剂的预聚物的形态为液态，其在25℃下的粘度为500-6000mPa·s；

优选地，所述热固性树脂粘合剂的预聚物包括热固性环氧树脂的预聚物、热固性酚醛树脂的预聚物和热固性聚氨酯树脂的预聚物中的一种或几种的组合。

5.根据权利要求1所述的支撑剂，其中，所述第一粉体材料在化学改性前的中值粒径D₅₀为48μm；优选地，所述第二粉体材料在化学改性前的中值粒径D₅₀为8μm；

更优选地，所述第一粉体材料在化学改性前的耐热温度≥500℃，在化学改性前的抗压强度为40-110MPa；所述第二粉体材料在化学改性前的耐热温度≥500℃，在化学改性前的抗压强度不低于所述第一粉体材料在化学改性前的抗压强度；

进一步优选地，所述经化学改性的第一粉体材料包括经化学改性的粉煤灰和/或中空玻璃微球；所述经化学改性的第二粉体材料包括经化学改性的硅微粉和/或铝矾土。

6.权利要求1-5任一项所述的支撑剂的制备方法，其包括以下步骤：

将第一粉体材料和第二粉体材料混合均匀，得到混合粉体材料；

向所述混合粉体材料中加入改性剂，然后于预定温度和预定时间下进行活化和干燥，得到经化学改性的混合粉体材料；

向所述经化学改性的混合粉体材料中加入热固性树脂粘合剂的预聚物和有机溶剂，进行粘合造粒，得到颗粒；

将所述颗粒进行干燥、固化、冷却、过筛，得到支撑剂。

7.根据权利要求6所述的方法，其中，所述预定温度为60-120℃，优选为70-90℃；

优选地，所述预定时间为1-6小时，更优选为2-3小时。

8.根据权利要求6所述的方法，其中，将所述颗粒进行干燥时，干燥的温度为60-100℃，干燥的时间为10-30分钟；

优选地，将所述颗粒进行干燥时，干燥的温度为80-100℃，干燥的时间为20-30分钟。

9.根据权利要求6所述的方法，其中，所述固化的温度为150-200℃，所述固化的时间为5-30分钟；

更优选地，所述固化的温度为180-200℃，所述固化的时间为5-15分钟。

10.根据权利要求6所述的制备方法，其中，所述粘合造粒的时间为5-10分钟，优选为8-10分钟。