[发明专利]一种压裂用自悬浮支撑剂及其制备方法

说明书

本发明公开了一种压裂用自悬浮支撑剂，其特征在于，包括内核颗粒和外包覆层；所述内核颗粒为石英砂或陶粒；所述外包覆层的制备原料包括：丙烯基单体12～16wt％、交联剂0.04～0.06wt‰、氧化剂0.03～0.05wt％、还原剂0.02～0.04wt‰、引发剂0.02～0.04wt％、抗交联剂0.06～0.08wt％，余量为水。该支撑剂采用了特定原料制备外包覆层，并利用原位聚合技术使得内外层的结合力高，内核被外包覆层完全包裹，支撑性能和悬浮性能均得到了大幅提高。

技术领域

本发明涉及油气井增产技术领域，尤其涉及一种压裂用自悬浮支撑剂及其制备方法。

背景技术

压裂，是指在油气开采过程中，向油气井中高速注入压裂液，使釉层岩石破裂产生裂缝，进而增强排油能力，提高油井产量。压裂液中会携带支撑剂，这些支撑剂会永久地停留在裂缝中，保持裂缝开启，常用的支撑剂主要为石英砂或陶粒，这些材料虽然具有一定的硬度，但在高闭合压力之下易破碎，且材料密度大，在水中会发生沉降，不易被携带进入裂缝中。

对石英砂或陶粒外部覆膜是一种改善支撑剂性能的技术手段，但目前制备覆膜支撑剂的方法通常只是将内核颗粒在覆膜溶液中浸泡，制得的支撑剂内外层之间的结合力差，包裹率低，无法提升内核的抗破碎性能，此外包覆层的吸水膨胀性能和其自身的强度难以实现平衡。

发明内容

为了解决上述问题，本发明的第一方面提供了一种压裂用自悬浮支撑剂，包括内核颗粒和外包覆层；

所述内核颗粒为石英砂或陶粒；

所述外包覆层的制备原料包括：丙烯基单体12～16wt％、交联剂0.04～0.06wt‰、氧化剂0.03～0.05wt％、还原剂0.02～0.04wt‰、引发剂0.02～0.04wt％、抗交联剂0.06～0.08wt％，余量为水；

所述丙烯基单体为丙烯酸、丙烯酰胺、2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸的混合。

作为一种优选的技术方案，所述丙烯酸、丙烯酰胺、2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸的重量比为(5～7)：(2～4)：1。

作为一种优选的技术方案，所述交联剂选自N，N-亚甲基双丙烯酰胺、丙二胺、3，3’-二氯-4，4’-二氨基二苯基甲烷、N-羟甲基丙烯酰胺中的一种或多种的混合。

作为一种优选的技术方案，所述氧化剂选自过硫酸铵、过硫酸钾、过硫酸钠中的一种或多种的混合。

作为一种优选的技术方案，所述还原剂选自硫代硫酸钠、亚硫酸钠、亚硫酸氢钠中的一种或多种的混合。

作为一种优选的技术方案，所述引发剂选自2，2’-偶氮二异丁基脒二盐酸盐、1，1’-偶氮二环己基甲腈、2，2’-偶氮二异戊腈、2，2’-偶氮二异丙基咪唑啉盐酸盐中的一种或多种的混合。

作为一种优选的技术方案，所述氧化剂、还原剂、引发剂的重量比为(12～15)：1：(8～12)。

作为一种优选的技术方案，所述抗交联剂选自甲酰胺、乙酰胺、尿素中的一种或多种的混合。

本发明的第二方面提供了一种如上所述的压裂用自悬浮支撑剂的制备方法，包括以下步骤：

a.向水中加入丙烯酸和2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸，调节pH为5～7，温度为25～35℃，再依次加入丙烯酰胺、抗交联剂、交联剂、氧化剂、引发剂，最后加入还原剂，搅拌混合，得到外包覆层水溶液；

b.向步骤a中的外包覆层水溶液中加入内核颗粒，得到混料；

c.加热步骤b中的混料，搅拌2～5min后停止搅拌，密闭放置2～3h，出料，造粒，干燥，磨粉，筛分，即得成品。

作为一种优选的技术方案，所述内核颗粒和外包覆层水溶液的重量比为(3～4)：1。