CN110055048A - 一种对压裂液具有缓释破胶作用的覆膜支撑剂及制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开的一种对压裂液具有缓释破胶作用的覆膜支撑剂及制备方法，属于石油开采技术领域。在支撑剂外层依次包覆破胶层和缓释层，通过树脂粘合剂固化剂进行直接粘合、放置固化。适用于油井储层改造，能够长时间与储层岩石接触，逐渐释放破胶剂，通过与压裂液在恢复地温条件下全面接触，降低滞留压裂液伤害，达到提高油井产量的目的。能够降低了劳动强度，同时不用人工或控制机械加入破胶剂，无需特殊工艺加注。能够避免破胶剂加注不均匀，同时避免破胶剂加量太大而导致砂堵。

Description

一种对压裂液具有缓释破胶作用的覆膜支撑剂及制备方法

技术领域

本发明属于石油开采技术领域，具体涉及一种对压裂液具有缓释破胶作用的覆膜支撑剂及制备方法。

背景技术

水力压裂作为油气增产技术措施己越来越显示出重要性。压裂液的破胶不彻底造成破胶液粘度增加，导致返排率的大幅下降，滞留在地层的破胶液会对岩石孔隙及填砂裂缝的堵塞，造成地层损害。因此需要尽量提高压裂液的破胶能力，提高返排率增大油气导流能力。

目前常用压裂液破胶剂存在以下问题：破胶剂加量和比例无法精确控制，人为因素影响较大；受温度和加入时机影响，若破胶不彻底会引起地层伤害；大规模多段压裂时破胶剂用量大，每次压裂都需要加入750kg左右破胶剂(按用液量6000m³/段)，工人搬运量大，施工时混砂工既要操作混砂车加砂又要手动投加破胶剂，劳动强度大。同时，破胶剂和输送支撑剂的压裂液接触有限，不能完全和压裂液接触，只能局部破胶。

发明内容

为了解决上述现有技术中存在的问题，本发明的目的在于提供一种对压裂液具有缓释破胶作用的覆膜支撑剂及制备方法，隔水性能好、破胶时机可控、分布均匀，不受低温影响，缓释后破胶更彻底，降低滞留压裂液伤害，能够降低人工劳动强度，且制备过程简单，原料易得。

本发明是通过以下技术方案来实现：

本发明公开了一种对压裂液具有缓释破胶作用的覆膜支撑剂，该覆膜支撑剂为三层复合结构的颗粒，由内到外依次为支撑剂、破胶层和缓释层；

以质量份数计，支撑剂为100～150份；

破胶层的组分包括：16～20份树脂粘结剂和固化剂的混合物，5～15份的破胶剂；

缓释层的组分包括：20～25份树脂粘结剂和固化剂的混合物，1～7份还原性的破胶增强剂，20～30份的缓释剂。

优选地，支撑剂为陶粒或石英砂，粒径为0.15～0.85mm。

优选地，固化剂为丙二胺、己二胺或对苯二胺。

优选地，树脂粘结剂为聚醚环氧树脂、环氧氨基甲酸酯树脂或环氧化聚丁二烯树脂。

优选地，缓释剂为甲基纤维素、羟甲基纤维素或丙烯酸酯。

优选地，，破胶剂为过硫酸铵、过硫酸钾或双氧水，破胶增强剂为抗坏血酸、氯化亚铁或硫酸亚铁。

优选地，破胶层和缓释层中树脂粘结剂和固化剂的质量比为1:0.2～0.8。

本发明还公开了上述对压裂液具有缓释破胶作用的覆膜支撑剂的制备方法，包括以下步骤：

步骤1：向树脂粘结剂和固化剂的混合物中加入破胶剂，搅拌至充分溶解；

步骤2：将步骤1的产物加入支撑剂，搅拌均匀，充分固化后晾干、分散均匀，得到初级产品待用；

步骤3：向树脂粘结剂和固化剂的混合物中加入破胶增强剂和缓释剂，搅拌至充分溶解；

步骤4：将步骤3的产物加入到步骤2制得的初级产品中，搅拌均匀、充分固化后晾干、分散均匀，得到对压裂液具有缓释破胶作用的覆膜支撑剂。

与现有技术相比，本发明具有以下有益的技术效果：

本发明公开的一种对压裂液具有缓释破胶作用的覆膜支撑剂，在支撑剂外层依次包覆破胶层和缓释层，隔水性能好，降低了施工中支撑剂沉降造成的砂堵风险；破胶时机可控，分布更均匀，直接作用于裂缝内支撑剂达到部位，能够长时间与储层岩石接触，逐渐释放破胶剂，通过与压裂液在恢复地温条件下全面接触，破胶更彻底，降低滞留压裂液伤害，达到提高油井产量的目的。能够降低劳动强度，同时不用人工或控制机械加入破胶剂，无需特殊工艺加注，节省了施工成本。能够避免破胶剂加注不均匀，同时避免破胶剂加量太大而导致砂堵。在缓释层加入还原性的破胶增强剂，在低温时，与释放出的破胶剂反应，使得破胶剂能够释放足够的氧化自由基，与压裂液接触进行缓释破胶。因为低温时常规破胶剂不能释放自由基进行破胶氧化反应。

进一步地，支撑剂为陶粒或石英砂，能够提供足够的支撑强度，且成本低廉。

本发明公开的上述对压裂液具有缓释破胶作用的覆膜支撑剂的制备方法，通过树脂粘合剂和固化剂进行直接粘合、放置固化，不需要对溶液进行干燥的复杂设备和工序，制备过程简单，原料易得。

附图说明

图1为本发明的覆膜支撑剂的结构示意图；

图2为本发明的覆膜支撑剂的强度测试数据图；

图3为本发明的覆膜支撑剂的隔水性能结果图。

图中：1为支撑剂；2为破胶层；3为缓释层。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明做进一步详细描述：

如图1，为本发明的对压裂液具有缓释破胶作用的覆膜支撑剂的结构示意图，该覆膜支撑剂为三层复合结构的颗粒，由内到外依次为支撑剂1、破胶层2和缓释层3。

以下实施例中均以质量份数计：

实施例1：

将100份粒径为0.15mm的陶粒倒入混砂机中待用；将质量比为1:0.2的聚醚环氧树脂和丙二胺混合均匀，取16份加入5份过硫酸铵，搅拌均匀，充分溶解后加入混砂机中，开启搅拌，充分固化后晾干，分散均匀，制得初级产品待用；将20份聚醚环氧树脂和4份丙二胺混合均匀，加入1份抗坏血酸和20份甲基纤维素，搅拌均匀，充分溶解后加入到初级产品中，搅拌均匀、充分固化后晾干，分散均匀、过筛、包装，制得对压裂液具有缓释破胶作用的覆膜支撑剂。

实施例2：

将120份粒径为0.45mm的陶粒倒入混砂机中待用；将质量比为1:0.5的环氧氨基甲酸酯树脂和己二胺混合均匀，取18份加入10份过硫酸钾，搅拌均匀，充分溶解后加入混砂机中，开启搅拌，充分固化后晾干，分散均匀，制得初级产品待用；将14份环氧氨基甲酸酯树脂和7份己二胺混合均匀，加入3份氯化亚铁和25份羟甲基纤维素，搅拌均匀，充分溶解后加入到初级产品中，搅拌均匀、充分固化后晾干，分散均匀、过筛、包装，制得对压裂液具有缓释破胶作用的覆膜支撑剂。

实施例3：

将150份粒径为0.85mm的石英砂倒入混砂机中待用；将质量比为1:0.8的环氧化聚丁二烯树脂和苯二胺混合均匀，取20份加入10份双氧水，搅拌均匀，充分溶解后加入混砂机中，开启搅拌，充分固化后晾干，分散均匀，制得初级产品待用；将14份环氧化聚丁二烯树脂和7份苯二胺混合均匀，加入3份硫酸亚铁和25份丙烯酸酯，搅拌均匀，充分溶解后加入到初级产品中，搅拌均匀、充分固化后晾干，分散均匀、过筛、包装，制得对压裂液具有缓释破胶作用的覆膜支撑剂。

性能实验：

对上述实施例制得的对压裂液具有缓释破胶作用的覆膜支撑剂进行室内测试，结果如下：

1)隔水性能测试

取实施例1、实施例2和实施例3中的树脂粘结剂和固化剂的混合物与水三相搅拌均匀，放置半小时后的结果如图3，树脂粘结剂和固化剂的混合物形成的粘合层与水完成分离，与水不相容的同时形成固体固化层。

2)破胶性能测试

在70℃条件下，测试胍胶压裂液与聚合物压裂液在不同破胶剂作用下的破胶时间。从结果可以看出本发明实施例1、实施例2和实施例3制得的产品具有良好的延迟破胶性能，详细结果见表1。在目前大排量大液量的施工条件下，通常施工会持续2-3小时，本发明产品能够保证施工安全顺利进行同时，破胶彻底不对地层进行堵塞伤害。

表1 胍胶压裂液与聚合物压裂液在不同破胶剂作用下的破胶时间对比表

3)支撑剂强度测试

用破碎机进行耐压测试，在58kN下才发生形变，表明本发明实施例1、实施例2和实施例3制得的产品具有足够的强度，详见图2。

4)破碎率测试

在铺置浓度19.6kg/m²,闭合压力4K条件下，测试本发明产品，破碎率远低于常规支撑剂，表明本发明本发明实施例1、实施例2和实施例3制得的产品具有良好的支撑强度，测试结果详见表2。

表2 破碎率测试结果对比表

支撑剂	20/40目石英砂	实施例1	实施例2	实施例3
					破碎率	8.5％	1.5％	2.1％	2.2％

综上，本发明的对压裂液具有缓释破胶作用的覆膜支撑剂具有优异的隔水性能、破胶性能、强度和支撑强度，在油井储层改造方面具有广阔的应用前景。

Claims (8)

1.一种对压裂液具有缓释破胶作用的覆膜支撑剂，其特征在于，该覆膜支撑剂为三层复合结构，由内到外依次为支撑剂(1)、破胶层(2)和缓释层(3)，以质量份数计，其组份构成为：

100～150份的支撑剂(1)；

破胶层(2)包括：16～20份树脂粘结剂和固化剂的混合物，5～15份的破胶剂；

缓释层(3)包括：20～25份树脂粘结剂和固化剂的混合物，1～7份还原性的破胶增强剂，20～30份的缓释剂。

2.根据权利要求1所述的对压裂液具有缓释破胶作用的覆膜支撑剂，其特征在于，支撑剂(1)为陶粒或石英砂，粒径为0.15～0.85mm。

3.根据权利要求1所述的对压裂液具有缓释破胶作用的覆膜支撑剂，其特征在于，固化剂为丙二胺、己二胺或对苯二胺。

4.根据权利要求1所述的对压裂液具有缓释破胶作用的覆膜支撑剂，其特征在于，树脂粘结剂为聚醚环氧树脂、环氧氨基甲酸酯树脂或环氧化聚丁二烯树脂。

5.根据权利要求1所述的对压裂液具有缓释破胶作用的覆膜支撑剂，其特征在于，缓释剂为甲基纤维素、羟甲基纤维素或丙烯酸酯。

6.根据权利要求1所述的对压裂液具有缓释破胶作用的覆膜支撑剂，其特征在于，破胶剂为过硫酸铵、过硫酸钾或双氧水，破胶增强剂为抗坏血酸、氯化亚铁或硫酸亚铁。

7.根据权利要求1所述的对压裂液具有缓释破胶作用的覆膜支撑剂，其特征在于，破胶层(2)和缓释层(3)中树脂粘结剂和固化剂的质量比为1:0.2～0.8。

8.权利要求1～7任意一项所述对压裂液具有缓释破胶作用的覆膜支撑剂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1：向树脂粘结剂和固化剂的混合物中加入破胶剂，搅拌至充分溶解；

步骤2：将步骤1的产物加入支撑剂(1)，搅拌均匀，充分固化后晾干、分散均匀，得到初级产品待用；

步骤3：向树脂粘结剂和固化剂的混合物中加入破胶增强剂和缓释剂，搅拌至充分溶解；

步骤4：将步骤3的产物加入到步骤2制得的初级产品中，搅拌均匀、充分固化后晾干、分散均匀，得到对压裂液具有缓释破胶作用的覆膜支撑剂。