[发明专利]一种基于气动效应的自悬浮支撑剂及其制备方法

说明书

一种基于气动效应的自悬浮支撑剂及其制备方法，所述支撑剂包括内部支撑剂、中间粘性涂层、外部包覆物质，所述中间粘性涂层粘附于所述内部支撑剂上，且使所述外部包覆物质包覆在其外侧，所述外部包覆物质为在常温常压条件下不发生反应或变化、在地层的温度压力下产生不易溶于储层液体环境的气体的物质。本发明提出了一种全新概念的改性支撑剂—气动自悬浮支撑剂，该种气动自悬浮支撑剂能够在支撑剂表面产生气体，增加支撑剂的浮力，避免支撑剂在裂缝中水平运移过短，沉降速度过快、形成沙堤过早、无法大量进入二三级次生裂缝、有效支撑范围小、水力裂缝的有效支撑长度达不到设计要求的问题。

技术领域

本发明属于油气田开发领域，尤其涉及应用于水力压裂的自悬浮支撑剂及其制备方法。

背景技术

目前大规模体积压裂技术已经成为开采非常规油气藏必不可少的技术手段之一，其主要原理是通过在储层中形成复杂裂缝网络，得到远高于岩石基质渗流能力的支撑剂充填裂缝通道，进而达到提高油气渗流能力、增加储量动用程度、获取更大的油气产能的目的。

在储层改造过程中，支撑剂由携砂液携带经由射孔孔眼进入地层，但是由于携砂液流速有限，支撑剂会在重力的作用下在裂缝中向前移动的同时向下运动，最后堆积在裂缝底部形成沙堤。并且由于裂缝网络形态复杂，二级三级裂缝中仅充填少量支撑剂，裂缝在应力作用下闭合后通常变为无效填充裂缝，致使导流能力大量损失。为了能够增加支撑剂的有效运移距离，扩大裂缝的有效支撑范围，避免支撑剂在裂缝中过早沉降，国内外众多专家学者进行了大量研究并提出了许多解决办法，如增加压裂液粘度、研制超轻密度支撑剂等等。但这些已有的方法仍然存在支撑剂在水力裂缝中运移距离短、沉降速度快、形成沙堤过早、水力裂缝的有效支撑长度达不到设计要求、无法大量进入二级三级裂缝的问题。

发明内容：

针对目前现有水力压裂技术存在的缺点，本发明提供了一种基于气动效应的自悬浮支撑剂及其制备方法。

本发明采用的方案如下：

一种基于气动效应的自悬浮支撑剂，其特征在于由内向外依次包括内部支撑剂、中间粘性涂层、外部包覆物质，所述中间粘性涂层为可使所述外部包覆物质包覆在所述自悬浮支撑剂外侧的粘性材料，所述外部包覆物质为在常温常压条件下不发生反应或变化、在地层的温度压力下产生不易溶于储层液体环境的气体的物质。

优选的所述内部支撑剂为天然石英砂、人造陶粒、玻璃球、橡胶颗粒、铝球以及覆膜支撑剂中的一种或几种。

进一步优选的所述内部支撑剂为直径2mm、视密度为1.26g/cm³的橡胶颗粒。

优选的所述中间粘性涂层为慢干型。

进一步优选的所述中间粘性涂层为粘度为38000mpa·s的硅胶胶水。

优选的所述外部包覆物质为氯化氨和亚硝酸钠。

优选的所述内部支撑剂的粒径包括6/12、8/16、12/18、12/20、16/30、20/40、30/50、40/60、 40/70和/或70/140目的规格。

前述一种基于气动效应的自悬浮支撑剂的制备方法，其特征在于通过中间粘性涂层将外部包覆物质稳定均匀镀在支撑剂表面、且不提前诱发反应。

优选的包括以下步骤：

(1)将内部支撑剂倒入盛装中间粘性涂层的粘性涂料容器，匀速搅拌，使得内部支撑剂均匀附上中间粘性涂层，

(2)将内部支撑剂均匀附上中间粘性涂层后，再转移到连接有搅拌器的中间容器，将外部包覆物质倒入中间容器，在搅拌器作用下使得已附上中间粘性涂层的表面均匀包裹外部包覆物质。

本发明对压裂目标储层的温度、压力、深度等因素进行分析，优选具有与其匹配特征的内部支撑剂和外部包覆物质：