酸化压裂用pH响应型支撑剂颗粒及制备方法

酸化压裂用ph响应型支撑剂颗粒及制备方法
技术领域
1.本发明涉及一种酸化压裂用ph响应型支撑剂颗粒及制备方法。
技术背景
2.压裂技术是油藏增产过程普遍采用的一种单元操作，通常与酸化技术联用，称之为酸化压裂。无论是单纯压裂还是酸化压裂都要使用瓜尔胶等增加压裂液的黏度，以便于一种细小而坚硬的固体颗粒被携带进入油藏，这种细小而坚硬的固体颗粒被称为支撑剂。支撑剂的作用就是防止当压力撤掉时产生的裂缝闭合。另一方面，含有瓜尔胶的黏稠压裂液将支撑剂送到目的油层时需要破胶，黏度降低而返排至地面，这样势必造成返排液的环境处理问题。


技术实现要素：

3.本发明的目的在于：改变传统的酸化和压裂分步进行的工艺模式，将酸化作业和压裂作业整合在一起，同时进行，特提供一种酸液中有一定的黏度，酸岩反应进行完成时变成坚硬支撑剂，无需破胶的支撑剂颗粒及制备方法。
4.为了达到上述目的，本发明采用以下技术方案：一种酸化压裂用ph响应型支撑剂及制备方法，由陶粒交联对甲苯磺酰基瓜环构成，其结构如下：
[0005][0006]
陶粒交联对甲苯磺酰基瓜环的ph响应型支撑剂的制备方法包括以下步骤：
[0007]
氮气保护下向50ml三口烧瓶中加入5ml甲苯溶液和0.2ml的3
‑
氨丙基三乙氧基硅烷，搅拌状态下加入0.2g微米尺度的陶粒，升温至回流反应36
‑
48h，搅拌下降至室温，在氮气保护下再加入0.3g对甲苯磺酰基瓜环，10mln
‑
甲基吡咯烷酮和0.002g碘化钾，搅拌并升温至回流反应6
‑
12h，冷却至室温后加入10
‑
40ml无水乙醇，倾出反应物料，用离心管分离并用无水乙醇反复清洗3次，室温真空干燥后即得压裂用ph响应型支撑剂。
[0008]
本发明与现有技术相比较，其有益效果是，陶粒交联对甲苯磺酰基瓜环的ph响应型支撑剂颗粒在ph小于7时，由于支撑剂颗粒外层的瓜环分子呈膜状态，保护陶粒不被酸性
介质溶解，因不提供规整晶体结构，所以支撑剂颗粒直径基本上显示陶粒的微米尺寸。但当ph大于7时，瓜环分子由无序向有序状态转变，晶体结构变得规整，陶粒外层结晶变硬，支撑剂颗粒直径变大，从而达到支撑裂缝尺寸，实现支撑剂的作用。
具体实施方式
[0009]
下面通过实施例对本发明进一步说明。
[0010]
实施例1
[0011]
氮气保护下向50ml三口烧瓶中加入5ml甲苯溶液和0.2ml的3
‑
氨丙基三乙氧基硅烷，搅拌状态下加入0.2g规格为200
‑
300微米尺度的陶粒，升温至回流反应36h，搅拌下降至室温，在氮气保护下再加入0.3g羟基七元瓜环，10mln
‑
甲基吡咯烷酮和0.002g碘化钾，搅拌并升温至回流反应6h，冷却至室温后加入20ml无水乙醇，倾出反应物料，用离心管分离并用无水乙醇反复清洗3次，室温真空干燥后即得0.46g当量直径为270
‑
350微米压裂用ph响应型支撑剂颗粒。
[0012]
实施例2
[0013]
同实例1，将200
‑
300微米尺度的陶粒改成400
‑
500微米，得0.35g当量直径为440
‑
550微米响应型支撑剂。
[0014]
应用例1
[0015]
在48mpa压力下，对实例1得到的压裂用ph响应型支撑剂进行压力测试，测得破碎率为1.98％；在ph＝3.1的盐酸溶液中，对实例1得到的压裂用ph响应型支撑剂当量直径收缩到220
‑
310微米。
[0016]
对照例1
[0017]
同应用例1，对实例2得到的压裂用ph响应型支撑剂进行压力测试，测得破碎率为2.36％；在ph＝3.1盐酸溶液中，对实例2得到的压裂用ph响应型支撑剂当量直径收缩到420
‑
520微米。


技术特征：
1.一种酸化压裂用ph响应型支撑剂颗粒及制备方法，由陶粒微米颗粒交联对甲苯磺酰基瓜环构成，其结构如下：2.如权利1要求所述的酸化压裂用ph响应型支撑剂颗粒，其特征在于，将微米级陶粒和对甲苯磺酰基瓜环在偶联剂存在氮气保护和n
‑
甲基吡咯烷酮和碘化钾存在的条件下通过3
‑
氨丙基三乙氧基硅烷交联反应来得到。3.如权利2要求所述的陶粒交联对甲苯磺酰基瓜环ph响应型支撑剂颗粒制备方法包括以下步骤：氮气保护下向50ml三口烧瓶中加入5ml甲苯溶液和0.2ml的3
‑
氨丙基三乙氧基硅烷，搅拌状态下加入0.2g微米尺度的陶粒，升温至回流反应36
‑
48h，搅拌下降至室温，在氮气保护下再加入0.3g对甲苯磺酰基瓜环，10mln
‑
甲基吡咯烷酮和0.002g碘化钾，搅拌并升温至回流反应6
‑
12h，冷却至室温后加入10
‑
40ml无水乙醇，倾出反应物料，用离心管分离并用无水乙醇反复清洗3次，室温真空干燥后即得压裂用ph响应型支撑剂。

技术总结
本发明涉及一种酸化压裂用pH响应型支撑剂颗粒的制备及使用方法，它具有随着pH值增大而颗粒直径增大的响应特性，从而将油藏酸化与压裂同时施用，不使用或少使用瓜尔胶，减少因破胶返排引起的环境污染。其技术方案是：该酸化压裂用pH响应型支撑剂颗粒由二氧化硅微米颗粒与对甲苯磺酰基


技术研发人员：谭乃迪 陈哲 丁元生 金玉子 赵子铭 高姝研 邹长军
受保护的技术使用者：吉林化工学院
技术研发日：2021.05.31
技术公布日：2021/9/21