本发明属于油气藏压裂，具体涉及一种微支撑压裂微粉材料、制备方法及其应用。
背景技术：
1、页岩、致密砂岩、致密砂砾岩等储层共同特点是属于低渗、特低渗储层，其中页岩渗透率一般低于0.001毫达西，致密砂岩渗透率一般低于0.1毫达西，采用常规的开发模式无法对储层进行有效开发，目前一般采用水力压裂的方式进行开采，大规模的水力压裂的目的是在低渗储层中构造出人造裂缝，通过人造裂缝沟通油气储存区域，释放油气生产潜力，提高改造层位的渗流能力。
2、一般来说，构造的人工裂缝在不沟通其他非目标层位下，需要尽量增大裂缝体积，形成复杂缝网系统，保证油气流体的运移。复杂缝网体系是由主裂缝、次生裂缝和微裂缝组成，人造裂缝是依靠地面压裂车组通过压裂流体形成高压，大于起裂点的破裂压力后开启。人造裂缝需要同步加入支撑剂进行支撑，防止地面设备撤离后，形成的人造裂缝闭合。考虑主裂缝和部分次生裂缝的尺寸，无论是人造微裂缝还是储层存在的微裂缝对于储层整体沟通都具有重要意义。人造裂缝的微裂缝会沟通天然裂缝，使得缝网体系更加完整和有效。一般将开度小于50μm的裂缝定义为微裂缝，而目前常规支撑剂粒径一般为140目-200目(106μm～850μm)，无法进入到微裂缝，常规支撑剂一般为石英砂和陶粒，然而石英砂圆球度较低，抗压能力较低；陶粒支撑成本较高。同时压裂中采用压裂液为高粘液体，目数较低的颗粒容易在压裂中聚团无法分散，因此亟需开发一种微裂缝填充技术。
3、如中国专利cn110573592a公开了一种纳米颗粒-树脂包覆的压裂砂组合物。所述纳米颗粒-树脂包覆的压裂砂组合物包含硅砂、环氧树脂、甲醇、固化剂和纳米颗粒，然而所述压裂砂组分物粒径大，不可应用于微裂缝中，而且制备过程复杂且硅砂成本较高。
技术实现思路
1、本发明的目的为针对压裂后开度小于200μm的微裂缝提供一种填充微裂缝的微支撑压裂微粉材料、制备方法及其应用。
2、一种微支撑压裂微粉材料，包括：轻质碳酸钙、石英、环氧树脂和固化剂作为原材。
3、所述轻质碳酸钙的吸油值为60-90ml/100mg；堆积密度为0.5～0.7g/cm3。
4、所述环氧树脂的环氧值为0.48～0.56，固化收缩率为1～3％。
5、所述环氧树脂与固化剂的质量比为(1～4):1；轻质碳酸钙与石英质量比为(2～1):1；所述环氧树脂与轻质碳酸钙的质量比为1：(1～4)。
6、所述微支撑压裂微粉材料的制备过程为通过环氧树脂、固化剂将纳米级二氧化硅固化到轻质碳酸钙微球表面，形成耐酸碱环境和高温高压的微粉。
7、所述轻质碳酸钙微球不耐酸，地层环境酸碱不定，酸性环境中碳酸钙容易酸蚀，表面附着二氧化硅后隔绝酸碱侵蚀。
8、所述环氧树脂优选为环氧树脂e51，所述环氧树脂e51粘接力大，胶黏强度高，环氧树脂结构中含有脂肪族羟基、醚基和极为活泼的环氧基；收缩率小，尺寸稳定。环氧树脂e51加入的固化剂是通过直接加成反应而固化的，因此固化过程中没有副产物产生，也不会产生气泡，所以收缩率很小，而其他热固性树脂收缩率大，固化产生气泡，容易高压下收缩变形。
9、所述固化剂为甲基四氢苯酐、甲基六氢苯酐、三乙胺、顺丁烯二酸酐中的一种。
10、具体的，所述微支撑压裂微粉材料的制备过程如下：
11、(1)、研磨：将轻质碳酸钙的粒径研磨为200～2000目，石英的粒径研磨为10nm～30nm，备用；
12、(2)、配制树脂-固化剂混合液：将环氧树脂先与活性稀释剂按照(2～4)：1的质量比混合搅拌均匀得到混合树脂稀释液，加入固化剂，将混合树脂稀释液与固化剂进行搅拌，得到树脂-固化剂混合液；
13、(3)、将研磨后的轻质碳酸钙加入树脂-固化剂混合液中进行搅拌，得到附着环氧树脂和固化剂的轻质碳酸钙基球；用过滤网过滤掉多余液体；
14、(4)、向附着环氧树脂和固化剂的轻质碳酸钙基球中加入研磨后的石英，并进行搅拌，过滤网过滤掉多余的石英粉末，得到附着石英粉末(纳米级二氧化硅)的轻质碳酸钙；
15、(5)、将附着石英粉末的轻质碳酸钙加热、洗涤，即可得到微支撑压裂微粉材料。
16、其中，步骤(1)中所述轻质碳酸钙的制备方法为：将石灰石煅烧生成石灰(主要成分为氧化钙)和二氧化碳，再加水消化石灰生成石灰乳(主要成分为氢氧化钙)，然后再通入二氧化碳碳化石灰乳生成碳酸钙沉淀，最后经脱水、干燥和粉碎而制得轻质碳酸钙。
17、所述石灰石的主要成分为碳酸钙，所述石英的主要成分为二氧化硅。
18、所述轻质碳酸钙是利用球磨机或超细磨进行研磨的；所述石英是利用气流磨进行研磨的。
19、所述轻质碳酸钙的冲击强度和刚性较好，重质碳酸钙的拉伸强度较好，地层处于高压环境所以选择刚性更好的轻质碳酸钙；轻质碳酸钙的吸油值为60-90ml/100mg，远远大于重质碳酸钙的40～60ml/100mg，需要将树脂均匀附着在碳酸钙基球表面所以选择吸油性更好的轻质碳酸钙；重质碳酸钙与轻质碳酸钙明显的区别就在于产品的堆积密度不同，重质碳酸钙产品的堆积密度较大，一般为0.8～1.3g/cm3；而轻质碳酸钙产品的堆积密度较小，多为0.5～0.7g/cm3，密度较小更容易被压裂液(可为清水或者滑溜水)携带进入压裂开地层的微裂缝。
20、所述轻质碳酸钙是亲油疏水材料，当碳酸钙未经处理，直接在清水或滑溜水中添加量过高时碳酸钙颗粒间形成团聚现象，表面通过树脂固化纳米二氧化硅后，二氧化硅具有的很好的亲水疏油性能，微粉呈现出亲水性，在应用中能够均匀分散在清水或滑溜水等低粘度携带液中，可以应用在前置液(前置液为压裂工艺中用来造缝的液体，由于粘度低，原本不加入支撑材料)，在前置液保持造缝功能的同时，可利用微支撑压裂微粉材料将最末端的微裂缝进行填充，微支撑压裂微粉材料增加了前置液的功能。
21、步骤(2)中，所述活性稀释剂为正丁基缩水甘油醚或邻甲酚缩水甘油醚或三羟甲基丙烷三缩水甘油醚。
22、所述轻质碳酸钙是一种多孔性物质，其表面含有许多微小孔洞和空隙，这种多孔性的结构使得轻质碳酸钙具有较强的吸附性能，环氧树脂为油性材料可以进入轻质碳酸钙的微小孔洞和空隙，环氧树脂可以填补碳酸钙的微空隙，进入到轻质碳酸钙孔隙的树脂固化后增加轻质碳酸钙的刚性，对轻质结构增强，抗压能力进一步增强；轻质碳酸钙比表面积大，树脂具有粘性会均匀附着在轻质碳酸钙。
23、步骤(2)中，所述搅拌速度为500～1000r/min，减搅拌时间为30min～45min。
24、步骤(3)中，所述搅拌速度为500～1000r/min，减搅拌时间为60～120min，使轻质碳酸钙基球表面均匀附着环氧树脂与固化剂混合液。
25、步骤(4)中，所述搅拌方式为：将附着环氧树脂的轻质碳酸钙基球与研磨后的石英加入固体颗粒搅拌机，在500～1000r/min的转速下搅拌50～100min，依靠树脂的黏着力，纳米级二氧化硅会均匀粘接在轻质碳酸钙表面，但此时的粘连并不稳定。
26、步骤(5)中，所述加热温度为140-160℃，加热时间为2h-4h；
27、步骤(5)中，所述洗涤试剂为乙醇、丙酮、甲苯、二甲苯中的一种或多种。
28、本发明将树脂-固化剂混合液先与轻质碳酸钙搅拌附着在轻质碳酸钙，再与过量的纳米二氧化硅粉末搅拌，二氧化硅粉附着在碳酸钙表面更加均匀和紧凑。
29、本发明还提供了上述微支撑压裂微粉材料的应用，具体应用过程如下：
30、(1)根据压裂设计方案，计算微支撑压裂微粉材料的使用量：
31、所述微支撑压裂微粉材料的使用量为x×y×a×b；
32、其中，x为前置液体积/m3；y为前置液的造缝效率；a为裂缝的有效连通率；b为微支撑压裂微粉材料占裂缝的体积比；
33、(2)将微支撑压裂微粉材料与前置液在微支撑压裂微粉材料输送设备内搅拌均匀；
34、(3)将(2)中的混合液按照设计排量输送至混砂车，前置液阶段通过混砂车和压裂车组的作业下到目标储层。
35、其中，所述前置液的造缝效率y一般为25-50％；改造体积(srv)＝x×y；裂缝有效连通率a一般为5～20％；有效改造体积：esrv＝x*y*a；采用分布式充填(点支撑)，建议充填裂缝体积的15-30％，即b＝15-30％。
36、上述微支撑压裂微粉材料的应用领域包括各种压裂储层改造，特别是致密低渗储层的开发，包括页岩、致密砂岩和致密砂砾岩非常规油气储层压裂改造。
37、有益效果：
38、1、本发明首次提出不同的碳酸钙基球对微支撑压裂微粉材料具有极大的影响，本发明采用轻质碳酸钙作为微支撑压裂微粉材料的基球，轻质碳酸钙不仅本身具有优异的冲击强度和刚性、以及较小的堆积密度便于被携带进入微裂缝；还能凭借其优异的吸油性与树脂共同作用，使二氧化硅均匀附着在碳酸钙基球表面；还能依靠其较大的比表面积，吸附树脂填充轻质碳酸钙孔隙，增强微支撑压裂微粉材料的抗压能力。
39、2、所述微支撑压裂微粉材料表面通过树脂固化交联，均匀附着了纳米级的二氧化硅，耐酸碱性比常规碳酸岩粉末和常规支撑剂更好，同时纳米二氧化硅可以用作疏油材料，降低微支撑压裂微粉材料的吸油性，微裂缝中油气分子可以通过微支撑压裂微粉材料降低吸附。
40、3、微支撑压裂微粉材料通过压裂施工进入到微裂缝中，首先可以对微裂缝本身进行填充，本井储层内油气运移通道全面沟通，增大泄油面积，提高本井产量；随后暂堵转向压裂后会形成大量的微裂缝，常规支撑剂无法进入，导致微裂缝迅速闭合，暂堵转向压裂效果会大幅下降，暂堵转向的同时应用微支撑压裂填充技术，加入暂堵剂后注入微支撑压裂微粉材料，微裂缝快速得到填充，可大幅提高暂堵后微裂缝支撑效果。
41、4、目前油田区块常常采用井工厂压裂作业的模式，通过多井同步压裂形成缝网，由于应力互相干扰会进一步形成更为复杂的缝网体系，复杂缝网体系依靠微裂缝的连通才能达到理想的增产效果；而本发明所提供的微支撑压裂微粉材料的应用技术可对每一口井的微裂缝进行有效填充，同时使储层缝网体系实现了整体连通，真正意义上做到了储层的整体压裂改造，促进了整个区块油气的运移，让压裂改造的效果体现在整个油田区块，而不局限于单井，从而大幅提高区块的产能。