[发明专利]基于聚氨酯的覆膜压裂支撑剂及其制备方法

说明书

本发明公开了基于聚氨酯的覆膜压裂支撑剂及其制备方法，本发明基于聚氨酯的覆膜压裂支撑剂由基底和包覆在基底外表面的树脂层构成，所述基底为石英砂，所述树脂层占所述基底的0.5wt％‑8.0wt％，所述树脂层包括树脂粘接剂和固化剂，所述树脂粘接剂为酚醛树脂、聚氨酯树脂或其组合物，所述固化剂为脂肪族多胺类固化剂，所述固化剂的用量占所述树脂层的5wt％‑40wt％，其制备方法为在所述基底外表面包覆所述树脂层。本发明作用在于提高砂比，减少压裂液的使用，有效防止支撑剂返排现象，提高裂缝导流能力，有利于提高油气采收率，对油气的高效开采具有显著的作用。

技术领域

本发明涉及压裂开采领域，具体涉及基于聚氨酯的覆膜压裂支撑剂及其制备方法。

背景技术

水力压裂技术作为一种高效的能源开采手段在能源危机日益严重的今天变得尤为重要。水力压裂是指在地表以超高压力将携带有支撑剂的压裂液运送到油气储层附近并使其产生裂缝，油气则从裂缝通道中汇集而出。而支撑剂的作用在于压裂液返排之后支撑产生的裂缝仍保持张开状态，从而保持油气的高导流能力，增长油气井的服务年限，提高油气采收率，获得更好的油气采收经济效益。

目前常用于水力压裂的支撑剂以石英砂和陶粒为主，但是这两类支撑剂有着明显的缺点。石英砂支撑剂相对密度约为2.5，具有价廉易得的特点，所以广泛应用于中浅层油气井；但是当闭合压力达到20MPa时就开始产生破碎，闭合压力超过30MPa则大量破碎，产生的碎片和细粉状砂堵塞裂缝，从而使得裂缝导流能力大打折扣，所以石英砂不能应用于深井压裂施工。陶粒虽然能够承受较高的闭合压力，但是其相对密度较大，对压裂设备的要求更加严格；陶粒的生产工艺复杂，导致成本偏高；而且陶粒没有回流控制能力，使得陶粒支撑剂极易产生返排现象，导致裂缝闭合，使裂缝的导流能力大大降低。

发明内容

本发明的目的就在于为了解决上述问题而提供基于聚氨酯的覆膜压裂支撑剂及其制备方法。

本发明通过以下技术方案来实现上述目的：

基于聚氨酯的覆膜压裂支撑剂，由基底和包覆在基底外表面的树脂层构成，所述基底为石英砂，所述树脂层占所述基底的0.5wt％-8.0wt％，所述树脂层包括树脂粘接剂和固化剂，所述树脂粘接剂为酚醛树脂、聚氨酯树脂或其组合物，所述固化剂为脂肪族多胺类固化剂，所述固化剂的用量占所述树脂层的5wt％-40wt％。

优选地，所述树脂层占所述基底的2wt％-6wt％，所述固化剂用量占所述树脂层的10wt％-20wt％。

优选地，所述聚氨酯树脂为所述树脂粘接剂的70wt％-95wt％。

优选地，所述聚氨酯树脂为脂肪族多元醇和多异氰酸酯聚合而成。

优选地，所述脂肪族多元醇为聚酯二醇、聚醚二醇之一或其组合物。

优选地，所述多异氰酸酯为甲苯二异氰酸酯、二苯基甲烷二异氰酸酯、黑料、1，6-己二异氰酸酯、异佛尔酮二异氰酸酯之一或其组合物。

优选地，所述石英砂的砂粒粒径为300μm-600μm。

基于聚氨酯的覆膜压裂支撑剂的制备方法，包括以下步骤：

步骤一：将所述石英砂加热至170℃-200℃，转入混砂机中；

步骤二：当所述石英砂温度降至130℃-160℃时加入所述脂肪族多元醇，搅拌60s-90s；

步骤三：加入所述多异氰酸酯，搅拌60s-90s；

步骤四：加入所述固化剂搅拌120s-150s，使所述石英砂完全分散；

步骤五：冷却、过筛、密封包装。

相对于现有技术，本发明的优点如下：