CN110573592A - 纳米颗粒增强型树脂包覆的压裂砂组合物 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种纳米颗粒‑树脂包覆的压裂砂组合物。纳米颗粒‑树脂包覆的压裂砂组合物包含硅砂、环氧树脂、甲醇、固化剂和纳米颗粒。纳米颗粒可为二氧化硅纳米颗粒、氧化铝纳米颗粒、氧化锌(ZnO)纳米颗粒或氧化钛(TiO2)纳米颗粒。甲醇用作环氧树脂的稀释剂。纳米颗粒‑树脂包覆的压裂砂组合物可在水力压裂作业中用作支撑剂，如通过将具有该组合物的水力压裂液注入地下地层中。本发明还提供了制造该组合物的方法以及地下地层的水力压裂的方法。

Description

纳米颗粒增强型树脂包覆的压裂砂组合物
技术领域
本公开主要涉及油气井的水力压裂。更具体而言，本公开的实施方案涉及水力压裂中所用的支撑剂。
背景技术
水力压裂(也被称为“水致压裂”)用于通过使用材料来破坏(“压裂”)地层并释放诸如油和气之类的烃类，从而促进含烃地层中的生产。钻井后，可将诸如水或化学品之类的压裂液注入井中以达到足以使地层破裂的压力。压裂液可包含支撑剂，如砂(被称为“压裂砂”)或陶瓷珠，以使地层中产生的裂缝保持张开。压裂砂等支撑剂已用于水力压裂数十年。然而，由于压裂砂的易碎特性，现有的压裂砂限于压力相对较低的常规井。
发明内容
本公开的实施方案主要涉及用作水力压裂中的支撑剂的纳米颗粒和树脂压裂砂组合物。与常规的压裂砂产品相比，纳米颗粒和树脂压裂砂组合物具有提高的机械性能，并且可使用较少的包覆材料(即，较少的树脂)进行制造。纳米颗粒-树脂包覆的压裂砂可保持相对较高的裂缝导流能力，以在压力下完井。通过使用较少的包覆材料(如树脂)，纳米颗粒-树脂包覆的压裂砂可使得在压力下由此类包覆材料的变形所致的裂缝导流能力的降低最小化。
在一个实施方案中，提供了纳米颗粒-树脂包覆的压裂砂。纳米颗粒-树脂包覆的压裂砂包含被交联环氧树脂和纳米颗粒基质至少部分包封的硅砂颗粒。基质包含通过交联树脂粘附的至少一种纳米颗粒。在一些实施方案中，硅砂颗粒被交联环氧树脂和纳米颗粒基质完全包封。在一些实施方案中，环氧树脂为双酚A环氧氯丙烷。在一些实施方案中，交联环氧树脂为用固化剂交联的环氧树脂聚合物。在一些实施方案中，固化剂为二亚乙基三胺。在一些实施方案中，至少一种纳米颗粒包括二氧化硅纳米颗粒。
在另一个实施方案中，提供了用于形成水力压裂砂颗粒的组合物。该组合物包含硅砂、环氧树脂、用作环氧树脂的稀释剂的甲醇、固化剂和多个纳米颗粒。在一些实施方案中，固化剂为二亚乙基三胺。在一些实施方案中，硅砂的筛分粒度为20/40。在一些实施方案中，环氧树脂为双酚A环氧氯丙烷。在一些实施方案中，多个纳米颗粒为多个二氧化硅纳米颗粒，并且其平均直径可在10纳米(nm)至70nm的范围内。在一些实施方案中，多个纳米颗粒的浓度在总重量的4％重量百分率(w/w％)至约5w/w％的范围内。
在另一个实施方案中，提供了制造用于形成水力压裂砂颗粒的组合物的方法。该方法包括用甲醇稀释环氧树脂，以形成经稀释的树脂，并将经稀释的树脂与多个纳米颗粒混合，以形成树脂-纳米颗粒混合物。该方法还包括将第一量的硅砂加热到至少300℉的温度，将树脂-纳米颗粒混合物添加到经加热的砂中，以形成树脂-纳米颗粒-砂混合物，并将固化剂和水的混合物添加到树脂-纳米颗粒-砂混合物中，以形成固化剂-砂-树脂-纳米颗粒混合物。该方法还包括使固化剂-砂-树脂-纳米颗粒混合物固化一段时间，以及通过添加第二量的硅砂对固化剂-砂-树脂-纳米颗粒混合物进行骤冷，以形成组合物。在一些实施方案中，固化剂和水的混合物包含体积比为1:1的固化剂:水。在一些实施方案中，所述一段时间为至少3分钟。在一些实施方案中，多个纳米颗粒的浓度在总重量的4％重量百分率(w/w％)至约5w/w％的范围内。在一些实施方案中，固化剂为二亚乙基三胺。在一些实施方案中，砂的筛分粒度为20/40。在一些实施方案中，环氧树脂为双酚A环氧氯丙烷。在一些实施方案中，多个纳米颗粒为多个二氧化硅纳米颗粒。在一些实施方案中，该方法包括将树脂-纳米颗粒混合物搅拌至少5分钟，然后将经稀释的树脂与多个纳米颗粒混合，以形成树脂-纳米颗粒混合物。在一些实施方案中，该方法包括将树脂-纳米颗粒-砂混合物搅拌至少5分钟，然后将固化剂和水的混合物添加到树脂-纳米颗粒-砂混合物中。在一些实施方案中，第二量的砂占总重量的至少5重量百分率(w/w％)。
在另一个实施方案中，提供了一种水力压裂地下地层的方法。该方法包括将压裂液注入地下地层中。支撑剂组合物包含硅砂、环氧树脂、用作环氧树脂的稀释剂的甲醇、固化剂和多个纳米颗粒。在一些实施方案中，固化剂为二亚乙基三胺。在一些实施方案中，环氧树脂为双酚A环氧氯丙烷。在一些实施方案中，多个纳米颗粒为多个二氧化硅纳米颗粒。在一些实施方案中，多个纳米颗粒的浓度在总重量的4％重量百分率(w/w％)至约5w/w％的范围内。
附图说明
图1为根据本公开的实施方案的制造纳米颗粒-树脂包覆的压裂砂组合物的方法的流程图；以及
图2为对根据本公开的实施方案的压裂砂、包覆有树脂的压裂砂和实施例纳米颗粒-树脂包覆的压裂砂组合物进行的压碎试验的结果的图。
具体实施方式
现在将参照附图更全面地描述本公开，附图示出了本公开的实施方案。然而，本公开可以许多不同的形式实施，并且不应该被解释为限于所示的实施方案。相反地，提供这些实施方案是为了使本公开全面且完整，并且将本公开的范围完全传达给本领域技术人员。
本公开的实施方案包括用作水力压裂中的支撑剂的纳米颗粒-树脂包覆的压裂砂组合物。本实施方案的组合物包括纳米颗粒-树脂包覆的压裂砂，该纳米颗粒-树脂包覆的压裂砂包含被交联环氧树脂/纳米颗粒基质至少部分包封的硅砂颗粒。在一些实施方案中，硅砂颗粒可被交联环氧树脂/纳米颗粒基质完全包封。交联环氧树脂为用固化剂交联的环氧树脂聚合物。基质包含通过交联环氧树脂粘附的至少一种纳米颗粒。制备纳米颗粒-树脂包覆的压裂砂组合物的组合物包含硅砂、环氧树脂、甲醇、固化剂和多个纳米颗粒。在一些实施方案中，环氧树脂为双酚A(BPA)环氧氯丙烷。甲醇可用作环氧树脂的稀释剂。在一些实施方案中，固化剂为二亚乙基三胺、三亚乙基三胺或异佛尔酮二胺。在一些实施方案中，纳米颗粒可为二氧化硅纳米颗粒、氧化铝纳米颗粒、氧化锌(ZnO)纳米颗粒或氧化钛(TiO2)纳米颗粒。在一些实施方案中，纳米颗粒-树脂包覆的压裂砂组合物包含硅砂、双酚A环氧氯丙烷树脂、甲醇、二亚乙基三胺固化剂和多个二氧化硅纳米颗粒。
纳米颗粒-树脂包覆的压裂砂组合物可用作水力压裂作业中的支撑剂。例如，可将水力压裂液注入地下地层中，从而使地层中产生裂缝。例如，水力压裂液可包含水和其他成分，如聚合物、交联剂、降滤失剂、防回流剂、表面活性剂、粘土稳定剂和破胶剂。在一些实施方案中，可以以注入水力压裂液(包括注入支撑剂)的方式将纳米颗粒-树脂包覆的压裂砂组合物作为支撑剂添加到水力压裂液中，以使得地层中的诱发型裂缝保持张开。在一些实施方案中，可将水力压裂液注入地下地层中，随后可注入具有纳米颗粒-树脂包覆的压裂砂组合物的处理液(例如，水)。
纳米颗粒增强型树脂包覆的压裂砂组合物及制备
在一些实施方案中，纳米颗粒-树脂包覆的压裂砂组合物包含砂、树脂、树脂稀释剂、固化剂和纳米颗粒，以生成被交联环氧树脂/纳米颗粒基质至少部分包封的多个砂颗粒。在一些实施方案中，例如，纳米颗粒-树脂包覆的压裂砂组合物包含砂、环氧树脂、甲醇、固化剂和纳米颗粒，以生成被交联环氧树脂/纳米颗粒基质至少部分包封的多个砂颗粒。在一些实施方案中，砂为20/40硅砂(即，筛分粒度级(sieve cut)为20/40、使得砂颗粒的粒度范围为约420μm至约840μm的硅砂)。在其他实施方案中，可使用其他粒度的硅砂。
在一些实施方案中，环氧树脂为双酚A环氧氯丙烷。在一些实施方案中，环氧树脂是由沙特阿拉伯朱拜勒的Jubail Chemical Industries Company(JANA)制造的环氧树脂。例如，在一些实施方案中，环氧树脂可为由沙特阿拉伯朱拜勒的JubailChemical Industries Company(JANA)制造的LR1100。在其他实施方案中，可使用其他的环氧树脂或其他合适的树脂。例如，在其他实施方案中，树脂可为酚醛树脂、聚氨酯树脂、聚脲树脂或聚酯树脂。在一些实施方案中，树脂用稀释剂可为甲醇。在其他实施方案中，稀释剂可包括其他合适的极性溶剂，如乙醇、二甲苯、甲乙酮和丙酮。
在一些实施方案中，固化剂为氨基固化剂。在一些实施方案中，例如，固化剂为二亚乙基三胺。在其他实施方案中，固化剂可为三亚乙基三胺或异佛尔酮二胺。还在其他实施方案中，固化剂可为醛固化剂。
在一些实施方案中，纳米颗粒为二氧化硅纳米颗粒。在这样的实施方案中，硅纳米颗粒的平均直径可为70nm。在其他实施方案中，二氧化硅纳米颗粒的平均直径为10nm。在其他实施方案中，压裂砂组合物中使用的二氧化硅纳米颗粒的平均直径可在约10nm至约70nm的范围内。在一些实施方案中，二氧化硅纳米颗粒可从荷兰阿姆斯特丹的AkzoNobel获得。在其他实施方案中，压裂砂组合物可包含平均直径在约100nm至约600nm的范围内的其他类型的纳米颗粒。例如，在一些实施方案中，纳米颗粒可为金属氧化物颗粒，如氧化铝纳米颗粒、氧化锌(ZnO)纳米颗粒或氧化钛(TiO2)纳米颗粒。在一些实施方案中，纳米颗粒可为平均直径为100nm的氧化铝纳米颗粒。在一些实施方案中，纳米颗粒可为平均直径为650nm的氧化锌纳米颗粒。在一些实施方案中，纳米颗粒可为平均直径为360nm的氧化钛纳米颗粒。
在一些实施方案中，可使用市售可得的颗粒。表1列出了适合用于本公开所述的纳米颗粒-树脂包覆的压裂砂组合物的各种市售可得的颗粒的示例性颗粒、粒度、状态和溶剂：
表1：示例性颗粒
在实施方案中，纳米颗粒-树脂包覆的压裂砂组合物可包含浓度在总重量的约4重量百分率(w/w％)至约5w/w％的范围内的纳米颗粒。在一些实施方案中，砂:树脂:固化剂:纳米颗粒的重量比可为100:3:0.6:0.15。在其他实施方案中，可以基于组合物中包含的纳米颗粒的量来调节树脂和固化剂的量。在一些实施方案中，纳米颗粒-树脂包覆的压裂砂组合物包含硅砂、双酚A环氧氯丙烷树脂、甲醇、三亚乙基三胺固化剂和二氧化硅纳米颗粒。
图1示出了根据本公开的实施方案的制造纳米颗粒-树脂包覆的压裂砂组合物的方法100。首先，可用稀释剂(例如，甲醇)稀释用于组合物的树脂(例如，环氧树脂)，以形成经稀释的树脂。例如，可用10体积％的甲醇将环氧树脂稀释，以形成经稀释的树脂(方框1012)。可将经稀释的树脂与纳米颗粒混合，以形成树脂-纳米颗粒混合物(方框104)。例如，可将经稀释的树脂与二氧化硅纳米颗粒、氧化铝纳米颗粒、氧化锌(ZnO)纳米颗粒或氧化钛(TiO2)纳米颗粒混合。可对经稀释的树脂和纳米颗粒进行搅拌，以确保纳米颗粒在树脂中的均匀分散。例如，可将经稀释的树脂和纳米颗粒搅拌至少5分钟的一段时间。
接下来，可将用于组合物的硅砂加热到至少300℉的温度(方框106)。可将树脂-纳米颗粒混合物添加到经加热的砂中，以形成砂-树脂-纳米颗粒混合物(方框108)。例如，在一些实施方案中，使用注射器或其他合适的装置逐滴地添加树脂-纳米颗粒混合物，并且可将所得的砂-树脂-纳米颗粒混合物搅拌一段时间，如5分钟。
可将用于组合物的固化剂与水混合，以形成固化剂-水混合物(方框110)。在一些实施方案中，固化剂与水可以按1:1的体积比混合。在一些实施方案中，例如，固化剂可为二亚乙基三胺、三亚乙基三胺或异佛尔酮二胺。接下来，可不再对砂-树脂-纳米颗粒混合物进行加热，并可将固化剂-水混合物添加到砂-树脂-纳米颗粒混合物中，以形成固化剂-砂-树脂-纳米颗粒混合物(方框112)。在一些实施方案中，可使用注射器或其他合适的装置将固化剂-水混合物添加到砂-树脂-纳米颗粒混合物中。
接下来，可使固化剂-压裂砂-树脂-纳米颗粒混合物固化一段时间(方框114)。在一些实施方案中，可使固化剂-压裂砂-树脂-纳米颗粒混合物固化至少5分钟的一段时间。然后可通过将第二量的砂添加至固化的固化剂-压裂砂-树脂-纳米颗粒混合物中来骤冷该混合物，以形成支撑剂组合物(方框116)。在一些实施方案中，第二量的砂可为固化剂-压裂砂-树脂-纳米颗粒混合物的至少5w/w％。纳米颗粒-树脂包覆的压裂砂组合物生成了被交联环氧树脂/纳米颗粒基质至少部分包封的多个砂颗粒。
纳米颗粒-树脂包覆的压裂砂组合物可形成水力压裂砂颗粒，该水力压裂砂颗粒可用于水力压裂作业，以使地层中在压裂诱发后产生的裂缝保持张开。在一些实施方案中，水力压裂地下地层的方法可通过将具有纳米颗粒-树脂压裂砂组合物的水力压裂液注入地下地层中来进行。例如，水力压裂液可包含水和其他成分，如聚合物、交联剂、降滤失剂、防回流剂、表面活性剂、粘土稳定剂和破胶剂。在一些实施方案中，可在注入水力压裂液之后，将含有纳米颗粒-树脂压裂砂组合物的处理液注入地下地层中。例如，处理液可为水，使得具有纳米颗粒-树脂压裂砂组合物的水可注入地下地层中。
实施例
包括以下实施例以说明本公开的实施方案。本领域技术人员应当理解，以下实施例中公开的技术和组合物代表在本公开的实践中发现的功能良好的技术和组合物，因此可以被认为构成了本公开的实践的模式。然而，根据本公开内容，本领域技术人员应当理解，在不脱离本公开的精神和范围的情况下，可以对所公开的具体实施方案进行许多改变并且仍然可获得相同或相似的结果。
根据本文所述的技术制备并测试示例性纳米颗粒-树脂包覆的压裂砂组合物。示例性纳米颗粒-树脂包覆的压裂砂包含硅砂、双酚A环氧氯丙烷环氧树脂、二亚乙基三胺固化剂、甲醇和二氧化硅纳米颗粒。硅砂的筛分粒度级为20/40(即，硅砂颗粒的粒度范围为筛网筛目尺寸20至40(420微米(μm)至840μm))。环氧树脂为从沙特阿拉伯朱拜勒的JubailChemical Industries Company(JANA)获得的环氧树脂。将环氧树脂选为包覆硅砂的树脂骨架，并在处理时与固化剂反应。固化剂用于通过氨基的开环反应与环氧树脂骨架进行交联，使得二亚乙基三胺分子与树脂分子反应，并成为交联环氧树脂骨架的一部分。甲醇用于稀释环氧树脂，并确保与二氧化硅纳米颗粒分散体充分混合。从荷兰阿姆斯特丹的AkzoNobel获得二氧化硅纳米颗粒。该二氧化硅纳米颗粒的平均直径为70纳米(nm)，并以约40w/w％的浓度分散在水中。将二氧化硅纳米颗粒用作环氧树脂的填料以增强硅砂的树脂包覆层的机械性能。
根据砂:树脂:固化剂:纳米颗粒(即，纯纳米颗粒的重量)的重量比为100:3:0.6:0.15制备示例性纳米颗粒-树脂包覆的压裂砂。二氧化硅纳米颗粒(即，纯纳米颗粒的重量)的浓度相对于环氧树脂为5w/w％。根据以下步骤制备并测试示例性纳米颗粒-树脂包覆的压裂砂：
1.通过用10体积％的甲醇稀释树脂，然后将经稀释的树脂与二氧化硅纳米颗粒混合，从而将二氧化硅纳米颗粒与树脂混合。将树脂-纳米颗粒混合物搅拌5分钟的一段时间，使得纳米颗粒均匀地分散在树脂中。
2.将压裂砂加热至约300℉的温度并在加热的同时用机械混合器进行搅拌。
3.通过注射器将树脂-纳米颗粒混合物逐滴地添加到压裂砂中。在添加所有的树脂-纳米颗粒混合物后，将所得的混合物通过机械混合器搅拌5分钟的一段时间。
4.将固化剂与水以1:1的体积比混合，以减慢固化速度并避免聚集。不再对压裂砂树脂-纳米颗粒混合物进行加热，并通过注射器将固化剂-水混合物逐滴地添加到压裂砂树脂-纳米颗粒混合物中。使固化剂-压裂砂-树脂-纳米颗粒混合物固化约3分钟的一段时间。
5.通过向混合物中添加5w/w％的压裂砂来骤冷固化剂-压裂砂-树脂-纳米颗粒混合物。添加的压裂砂可处于室温，以从经加热的固化剂-压裂砂-树脂-纳米颗粒混合物中吸收热量并使该混合物冷却。骤冷后，混合物的温度冷却至约200℉。使混合物在环境条件下进一步冷却。
6.对纳米颗粒-树脂包覆的压裂砂、不含树脂的压裂砂(20/40)和用无二氧化硅纳米颗粒的树脂包覆的压裂砂进行筛分分析，以确定各压裂砂的粒度分布。筛分分析中使用的筛网的网目为16、20、25、30、35、40和50。表2示出了筛分分析的结果：
表2：筛分分析结果
7.对示例性纳米颗粒-树脂包覆的压裂砂、不含树脂的压裂砂(20/40硅砂)和用不含二氧化硅纳米颗粒的树脂包覆的压裂砂进行压碎试验。压碎试验根据国际标准化组织(ISO)13503-2:2006进行。
图2示出了对压裂砂、用不含纳米颗粒的树脂包覆的压裂砂和示例性纳米颗粒-树脂包覆的压裂砂进行的压碎试验的结果。图1为应力(以磅/平方英寸(psi)表示并且在x轴202上示出)与压碎百分率(在y轴204上示出)的图200，并且示出了各种压裂砂组合物响应于压碎应力的性能。例如，不含树脂的20/40压裂砂的压碎结果由线206表示，不含纳米颗粒的树脂包覆的压裂砂的压碎结果由线206表示，并且示例性纳米颗粒-树脂包覆的压裂砂的压碎结果由线210表示。
如图1所示，至少20％的20/40不含树脂的压裂砂在约5,000psi的应力下被压碎，并且几乎一半的20/40不含树脂的压裂砂在约12,500psi的应力下被压碎。不含纳米颗粒的树脂包覆的压裂砂的表现优于20/40压裂砂，因为需要10,000psi的应力才能压碎超过20％的不含纳米颗粒的树脂包覆的压裂砂。如图1所示，示例性纳米颗粒-树脂包覆的压裂砂胜过20/40压裂砂和不含纳米颗粒的树脂包覆的压裂砂。例如，在10,000psi应力下，少于20％的示例性纳米颗粒-树脂包覆的压裂砂组合物被压碎。即使在12,500psi的应力下，也为少于20％的示例性纳米颗粒-树脂压裂砂组合物被压碎。
本公开中可将范围表述为从大约一个特定值、到大约另一个特定值或者从大约一个特定值且到大约另一个特定值。当表达这样的范围时，应当理解另一个实施方案是从一个特定值、到另一个特定值或者从一个特定值且到另一个特定值，以及所述范围内的所有组合。
鉴于本说明书，本公开的各个方面的进一步修改和替代性实施方案对于本领域技术人员而言是显而易见的。因此，该说明书仅被解释为说明性的，并且是为了教导本领域技术人员实现本公开所述的实施方案的一般方式。应当理解，本公开中示出和描述的形式将被视为实施方案的示例。本公开中示出和描述的要素和材料可用其他要素和材料代替，可颠倒或省略部件和步骤，并且可独立地利用某些特征，所有这些对于已受益于本说明书的本领域技术人员而言是显而易见的。在不脱离所附权利要求所述的本公开的精神和范围的情况下，可对本公开所述的要素进行改变。在本公开所述的标题仅用于组织目的，并不意味着用于限制说明书的范围。

Claims (34)

1.一种纳米颗粒-树脂包覆的压裂砂，包含：
硅砂颗粒，其被交联树脂和纳米颗粒基质至少部分包封，所述基质包含通过所述交联树脂粘附的至少一种纳米颗粒。
2.根据权利要求1所述的纳米颗粒-树脂包覆的压裂砂，其中所述硅砂颗粒被交联环氧树脂和纳米颗粒基质完全包封。
3.根据前述权利要求中任一项所述的纳米颗粒-树脂包覆的压裂砂，其中所述树脂包括环氧树脂。
4.根据权利要求3所述的纳米颗粒-树脂包覆的压裂砂，其中所述环氧树脂包括双酚A环氧氯丙烷。
5.根据前述权利要求中任一项所述的纳米颗粒-树脂包覆的压裂砂，其中所述交联环氧树脂为用固化剂交联的环氧树脂聚合物。
6.根据权利要求5所述的纳米颗粒-树脂包覆的压裂砂，其中所述固化剂包括二亚乙基三胺。
7.根据前述权利要求中任一项所述的纳米颗粒-树脂包覆的压裂砂，其中所述至少一种纳米颗粒包括二氧化硅纳米颗粒。
8.一种用于形成水力压裂砂颗粒的组合物，包含：
硅砂；
树脂；
树脂用稀释剂；
固化剂；和
多个纳米颗粒。
9.根据权利要求8所述的组合物，其中所述固化剂包括二亚乙基三胺。
10.根据权利要求8或9所述的组合物，其中所述硅砂的筛分粒度为20/40。
11.根据权利要求8、9或10所述的组合物，其中所述树脂包括环氧树脂。
12.根据权利要求11所述的组合物，其中所述环氧树脂包括双酚A环氧氯丙烷。
13.根据权利要求8、9、10、11或12所述的组合物，其中所述多个纳米颗粒包括多个二氧化硅纳米颗粒。
14.根据权利要求13所述的组合物，其中所述多个二氧化硅纳米颗粒的平均直径在10纳米(nm)至70nm的范围内。
15.根据权利要求8、9、10、11、12、13或14所述的组合物，其中所述多个纳米颗粒的浓度在总重量的4％重量百分率(w/w％)至约5w/w％的范围内。
16.根据权利要求8、9、10、11、12、13、14或15所述的组合物，其中所述稀释剂包括甲醇。
17.一种制造用于形成水力压裂砂颗粒的组合物的方法，所述方法包括：
用稀释剂稀释树脂，以形成经稀释的树脂；
将所述经稀释的树脂与多个纳米颗粒混合，以形成树脂-纳米颗粒混合物；
将第一量的硅砂加热到至少300℉的温度；
将所述树脂-纳米颗粒混合物添加到经加热的砂中，以形成树脂-纳米颗粒-砂混合物；
将固化剂和水的混合物添加到所述树脂-纳米颗粒-砂混合物中，以形成固化剂-砂-树脂-纳米颗粒混合物；
使所述固化剂-砂-树脂-纳米颗粒混合物固化一段时间；以及
通过添加第二量的所述硅砂对所述固化剂-砂-树脂-纳米颗粒混合物进行骤冷，以形成所述组合物。
18.根据权利要求17所述的方法，其中所述固化剂和水的混合物包含体积比为1:1的固化剂:水。
19.根据权利要求17或18所述的方法，其中所述一段时间包括至少3分钟。
20.根据权利要求17、18或19所述的方法，所述多个纳米颗粒的浓度在总重量的4％重量百分率(w/w％)至约5w/w％的范围内。
21.根据权利要求17、18、19或20所述的方法，其中所述固化剂包括二亚乙基三胺。
22.根据权利要求17、18、19、20或21所述的方法，其中所述砂的筛分粒度为20/40。
23.根据权利要求17、18、19、20、21或22所述的方法，其中所述树脂包括环氧树脂。
24.根据权利要求23所述的方法，其中所述环氧树脂包括双酚A环氧氯丙烷。
25.根据权利要求17、18、19、20、21、22、23或24所述的方法，其中所述多个纳米颗粒包括多个二氧化硅纳米颗粒。
26.根据权利要求17、18、19、20、21、22、23、24或25所述的方法，包括将所述树脂-纳米颗粒混合物搅拌至少5分钟，然后将所述经稀释的树脂与所述多个纳米颗粒混合，以形成所述树脂-纳米颗粒混合物。
27.根据权利要求17、18、19、20、21、22、23、24、25或26所述的方法，包括将所述树脂-纳米颗粒-砂混合物搅拌至少5分钟，然后将所述固化剂和水的混合物添加到所述树脂-纳米颗粒-砂混合物中。
28.根据权利要求17、18、19、20、21、22、23、24、25、26或27所述的方法，其中所述第二量的砂占总重量的至少5重量百分率(w/w％)。
29.根据权利要求17、18、19、20、21、22、23、24、25、26、27或28所述的方法，其中所述稀释剂包括甲醇。
30.一种水力压裂地下地层的方法，该方法包括：
将压裂液注入地下地层中，所述压裂液具有支撑剂组合物，其中所述支撑剂组合物包含：
硅砂；
树脂；
树脂用稀释剂；
固化剂；和
多个纳米颗粒。
31.根据权利要求30所述的方法，其中所述固化剂包括二亚乙基三胺。
32.根据权利要求30或31所述的方法，其中所述树脂包括环氧树脂。
33.根据权利要求30、31或32所述的方法，其中所述多个纳米颗粒包括多个二氧化硅纳米颗粒。
34.根据权利要求30、31、32或33所述的方法，其中所述多个纳米颗粒的浓度在总重量的4％重量百分率(w/w％)至约5w/w％的范围内。
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