[发明专利]一种微量元素缓释示踪支撑剂及其制备方法

说明书

本发明公开了一种微量元素缓释示踪支撑剂及其制备方法。本发明在原始支撑剂的表面包覆一层高分子材料薄膜，将微量元素示踪物质镶嵌在高分子材料薄膜之中，形成以原始支撑剂为内核，外层包裹高分子材料薄膜(镶嵌微量元素示踪物质)的微量元素缓释示踪支撑剂，它可以采用热覆膜或者冷覆膜两种制备方法进行制备。当微量元素缓释示踪支撑剂被注入地层之后，由于高分子材料保持惰性，微量元素示踪物质能通过高分子骨架中的孔道缓慢扩散至液体中，实现缓慢释放，利用微量物质分析设备对样品进行分析就可得到产出曲线，进而获得压裂后地层中的信息，从而为明确压裂效果，判断工程问题，优化压裂工艺提供信息支持。

技术领域

本发明涉及一种支撑剂及制备方法，尤其涉及一种微量元素缓释示踪支撑剂及其制备方法，属石油天然气开采技术领域。

背景技术

石油、天然气是一种重要的能源，要实现我国国民经济长期可持续、稳定健康发展，就要重视石油、天然气的开采工作，大力提升油气产量，以满足国民经济发展过程中对油气资源日益增加的需求。

体积压裂是一种以体积改造理论为基础，通过水力压裂方法使原储层的裂缝向外扩张，形成主裂缝，继而在压力的作用下形成次生裂缝，以扩大井筒和储集层接触的面积，形成复杂的裂缝网络，使得渗流面积扩大，导流能力增强，以提升油气开采量的方法。水力压裂过程中，常采用添加支撑剂(石英砂、陶粒等)的方式提高裂缝的导流能力，从而最大限度地采出地下的油气资源。目前体积压裂作为油气藏常见的增产改造方法得到了广泛应用。

压裂后采用有效的动态监测方法，对压裂施工效果做出准确评价，以掌握井内的连通情况，对压裂增产技术的应用具有十分重要的意义。目前常用的压裂裂缝监测方法主要有直接的远场裂缝监测枝术、直接的近井筒监测枝术和间接监测技术。其中示踪剂裂缝监测技术是直接监测方法的一种，通过在不同监测层段加入不同种类的示踪剂，在压裂完成后返排时进行取样、检测，得到各种示踪剂的产出曲线，以评价各层段的压裂效果及分段油、气、水产量的贡献值，从而为压裂效果分析和改进压裂工艺提供依据。目前示踪剂监测技术已从化学示踪监测技术、放射性同位素示踪监测技术、稳定性同位素示踪监测技术发展到微量物质示踪监测技术。

微量物质示踪监测技术通过监测各压裂层段返排液中示踪剂的浓度变化而间接获取压裂过程中各层段压裂液的返排率和产液贡献率，从而可以定性或定量分析压裂对地层的作用，并对压裂效果做出客观评价。微量物质示踪剂是地层及地层中流体没有或者含量极微的物质，其主要包括稀土元素和微量离子。该类示踪剂被注入地层后，会按一定规律释放出来，只要按照相关要求取样，利用微量物质分析设备(如质谱分析、分光光度分析、光谱分析等多种设备)对样品进行测试，通过测试数据的统计和分析，按一定规律进行曲线特征拟合，就可以方便快捷地对储层压裂改造效果进行有效评价。其中，支撑剂是将微量物质示踪剂带至各压裂断面的载体，获得带有微量物质示踪剂的缓释示踪支撑剂是实现微量物质示踪监测技术应用的重要一环。

发明内容

为了促进微量元素示踪压裂技术的推广应用，本发明了开发了一种微量元素缓释示踪支撑剂及其制备方法。本发明是在原始支撑剂表面上覆盖一层高分子膜做为载体，在载体膜内均匀分布着微量元素示踪物质。当微量元素缓释示踪支撑剂被注入地层之后，由于高分子材料保持惰性，微量元素示踪物质能通过高分子骨架中的孔道缓慢扩散至液体(油和水)中，实现缓慢释放，利用微量物质分析设备对样品进行分析就可得到产出曲线，进而获得压裂后地层中的信息，从而为明确压裂效果，判断工程问题，优化压裂工艺提供信息支持。

本发明的第一个目的是提供一种微量元素缓释示踪支撑剂，其特征是，它是在原始支撑剂的表面包覆一层高分子材料薄膜，将微量元素示踪物质镶嵌在高分子材料薄膜之中，形成以原始支撑剂为内核，外层包裹高分子材料薄膜(镶嵌微量元素示踪物质)的微量元素缓释示踪支撑剂(如图1)。

其中，原始支撑剂为石英砂、陶粒等石油压裂支撑剂。