一種高強覆膜石油支撐劑的製作方法
2023-08-03 10:15:01 1
本發明涉及一種高強覆膜石油壓裂支撐劑，屬石油助劑領域。
背景技術：
石油支撐劑又叫石油壓裂支撐劑。在石油天然氣深井開採時，高閉合壓力低滲透性礦床經壓裂處理後，使含油氣巖層裂開，油氣從裂縫形成的通道中匯集而出，此時需要流體注入巖石基層，以超過地層破裂強度的壓力，使井筒周圍巖層產生裂縫，形成一個具有高層流能力的通道，為保持壓裂後形成的裂縫開啟，油氣產物能順暢通過，用石油支撐劑隨同高壓溶液進入地層充填在巖層裂隙中，起到支撐裂隙，不因應力釋放而閉合的作用，從而保持高導流能力，使油氣暢通，增加產量。
近幾年，隨著國內石油壓裂支撐劑生產的發展，支撐劑已經不在局限於石英砂和陶粒這兩種常規類型。各種各樣的支撐劑紛紛湧現出來，例如覆膜支撐劑，可固結支撐劑以及選擇性透油阻水支撐劑等。但其共同缺點是，強度較低，成本較高，在低油價時代限制了其推廣應用。目前急需研發成本低、高強度，適合規模化應用的石油壓裂支撐劑。
技術實現要素：
針對現有技術存在的缺點，本發明目的在於提供一種成本低、高強度，適合規模化應用的石油壓裂支撐劑。
為實現本發明目的，本發明廢物利用，採用造紙黑液生產的改性木質素醛樹脂作為粘結劑，對石油壓裂支撐劑配方進行了篩選試驗。
具體技術方案如下：
所述高強覆膜石油支撐劑為塗有樹脂塗層和固化劑的陶粒顆粒，其中所述樹脂塗層選：改性木質素醛樹脂和以下一種或兩種高分子粘合劑：酚醛樹脂，環氧樹脂，脲醛樹脂或聚乙烯吡咯烷酮等。
所述固化劑選：烏洛託品、乙二胺、三乙烯四胺、間苯二胺、多異氰酸酯、鄰苯二甲酸酐，順丁烯二酸酐等。
樹脂用量為陶粒重量的1%-10%，固化劑用量為樹脂重量的10%-30%。
陶粒顆粒選 20-40目。
其製備方法如下：
（1）將陶粒加熱至250-310℃後，倒入混砂機中，當陶粒的溫度達到200-250℃時，加入混合均勻的樹脂，攪拌均勻；
(2) 向上述混合物中加入固化劑，攪拌至充分固化。
本發明優點：1、採用造紙黑液生產的改性木質素醛樹脂作為粘結劑，廢物利用，不僅有利於環保，而且降低了石油壓裂支撐劑成本。2、製備的石油壓裂支撐劑強度高，適合規模化推廣應用。
具體實施方式
為對本發明進行更好地說明，舉實施例如下：
實施例1
1）稱取2kg改性木質素醛樹脂、1kg脲醛樹脂和1kg酚醛樹脂，利用混料機混合均勻。
2) 將100kg20/40目陶粒加熱至270℃後，倒入混砂機中；
3) 當陶粒的溫度達到250℃時，加入步驟（1）中混合均勻的樹脂混合物，攪拌均勻；
4) 向上述混合物中加入0.8kg烏洛託品，攪拌至充分固化，製得高強覆膜支撐劑。
實施例2
1）稱取3kg酚醛樹脂和2kg改性木質素醛樹脂，利用混料機混合均勻。
2) 將100kg20/40目陶粒加熱至310℃後，倒入混砂機中；
3) 當陶粒的溫度達到220℃時，加入步驟（1）中混合均勻的樹脂混合物，攪拌均勻；
4) 向上述混合物中加入0.75kg烏洛託品，攪拌至充分固化，製得高強覆膜支撐劑。
實施例3
1）稱取1kg脲醛樹脂和1kg改性木質素醛樹脂，利用混料機混合均勻。
2) 將100kg20/40目陶粒加熱至270℃後，倒入混砂機中；
3) 當陶粒的溫度達到230℃時，加入步驟（1）中混合均勻的樹脂混合物，攪拌均勻；
4) 向上述混合物中加入0.2kg間苯二胺，攪拌至充分固化，製得高強覆膜支撐劑。
實施例4
1）稱取2kg改性木質素醛樹脂、1kg脲醛樹脂和2kg環氧樹脂，利用混料機混合均勻。
2) 將100kg20/40目陶粒加熱至270℃後，倒入混砂機中；
3) 當陶粒的溫度達到250℃時，加入步驟（1）中混合均勻的樹脂混合物，攪拌均勻；
4) 向上述混合物中加入1.0kg乙二胺，攪拌至充分固化，製得高強覆膜支撐劑。
實施例5
1）稱取3kg改性木質素醛樹脂、1.5kg脲醛樹脂和1.5kg環氧樹脂，利用混料機混合均勻。
2) 將100kg20/40目陶粒加熱至270℃後，倒入混砂機中；
3) 當陶粒的溫度達到250℃時，加入步驟（1）中混合均勻的樹脂混合物，攪拌均勻；
4) 向上述混合物中加入1.8kg順丁烯二酸酐，攪拌至充分固化，製得高強覆膜支撐劑。
實施例6
1）稱取1.5kg改性木質素醛樹脂和1.5kg環氧樹脂，利用混料機混合均勻。
2) 將100kg20/40目陶粒加熱至270℃後，倒入混砂機中；
3) 當陶粒的溫度達到250℃時，加入步驟（1）中混合均勻的樹脂混合物，攪拌均勻；
4) 向上述混合物中加入0.6kg多異氰酸酯，攪拌至充分固化，製得高強覆膜支撐劑。
實施例7
1）稱取1.5kg改性木質素醛樹脂和1.5kg聚乙烯吡咯烷酮，利用混料機混合均勻。
2) 將100kg20/40目陶粒加熱至270℃後，倒入混砂機中；
3) 當陶粒的溫度達到250℃時，加入步驟（1）中混合均勻的樹脂混合物，攪拌均勻；
4) 向上述混合物中加入0.8kg順丁烯二酸酐，攪拌至充分固化，製得高強覆膜支撐劑。
支撐劑性能測試：
利用行標《SY/T5108-2014水力壓裂和礫石充填作業用支撐劑性能測試方法》測試本發明混制的支撐劑69MPa的破碎率，結果列於表1。
表1 支撐劑的破碎率
從表中可以看出，在最優配方條件下，水力壓裂破碎率低於0.3%，最高的也低於1.5%。另外，即便在高於現有部頒標準以外的極限條件下，例如在86Mpa條件下測試，較好配方的破碎率仍然低於1%。而現有市售高強度產品，在同樣標準條件下破碎率在2-4%的範圍內。