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专利名称：一种蜂巢液体原料组合物及其制备方法与应用

专利类型：发明专利

专利申请号：CN202310088228.X

专利申请（专利权）人：西南石油大学,四川省帕提科斯能源开云优惠体育网页版入口有限公司,四川华粒能源开云优惠体育网页版入口有限公司
权利人地址：四川省成都市新都区新都大道8号

专利发明（设计）人：李骏,何思源,吴明移,韩旭,任韶枫,蒲思杰,李清豪,周利华,李化,郭玉洁

专利摘要：本发明公开了一种蜂巢液体原料组合物及其制备方法与应用，其特征在于，所述所述原料组合物由A组分和B组分组成，A组分中各原料重量配比如下：不饱和烯烃类组分15?30份，可固化树脂材料20?30份，引发剂体系组分1?3份，稀释剂10?50份，固化剂2?10份，疏松剂0.02?0.5份，pH调节剂0.1?0.5份，纳米增强剂组分0.5?1.0份；B组分为常规压裂液组分中添加无机盐和稳定剂：常规压裂液100?250份，无机盐1?3份，稳定剂0.2?2份；然后通过所述的一种蜂巢液体原料组合物的使用方法来进行使用。本发明的功能是能够在压裂裂缝中形成一种高充填，同时具有极高导流能力的支撑裂缝，解决了传统固相支撑剂输运能力有限，不能充填远端裂缝的问题，也解决了液体支撑剂容易发生堵塞的问题。

主权利要求：
1.一种蜂巢液体原料组合物，其特征在于，所述原料组合物由A组分和B组分组成：A组分中各原料重量配比如下：
不饱和烯烃类组分15?30份，可固化树脂材料20?30份，引发剂体系组分1?3份，稀释剂
10?50份，固化剂2?10份，疏松剂0.02?0.5份，pH调节剂0.1?0.5份，纳米增强剂组分0.5?1.0份；
B组分为常规压裂液组分中添加无机盐和稳定剂：
常规压裂液100?250份，无机盐1?3份，稳定剂0.2?2份；
所述的不饱和烯烃类为丙烯酸、甲基丙烯酸、衣康酸，马来酸酐，丙烯酸甲酯，丙烯酸叔丁酯，丙烯酸异丁酯，丙烯酸羟乙酯，甲基丙烯酸缩水甘油酯，丙烯酸封端的聚乙二醇单甲醚中的一种或多种组合；
所述的可固化树脂材料为热塑性酚醛树脂、热塑性脲醛树脂、三聚氰胺?甲醛树脂、双酚A液态环氧树脂、双酚F液态环氧树脂、中的一种或至少两种的混合物；
所述的引发剂体系组分为无机过氧化物引发剂或氧化?还原类引发剂，过硫酸铵、亚硫酸氢钠、过氧化二碳酸双(2?乙基己脂)、过氧化新癸酸异丙苯脂、过氧化新癸酸?2，4，4?三甲基戊酯、过氧化二碳酸双丁酯、过氧化双(3，3，5?三甲基己酰)、过氧化异丁酸特丁酯、过氧化二月桂酰中的一种或多种组合；
所述稀释剂为单环氧基活性稀释剂、双环氧基活性稀释剂、无水乙醇、甲苯、乙醇、丙酮、丁醇、二丁酯中的一种或多种组合；
所述固化剂为酚醛胺环氧树脂、酚醛胺、六次甲基四胺、多聚甲醛、戊二醛、氯化铵、硫酸铵、硝酸铵中的一种或至少两种的复合物；
所述的疏松剂为：十六烷基硫酸钠、十八烷基硫酸钠、二辛基琥珀酸苯磺酸钠、十二烷基苯磺酸钠；
所述的pH调节剂为盐酸、硫酸、醋酸、甲胺，乙胺中的一种或多种；
所述纳米增强剂为疏水二氧化硅、二氧化钛、氧化石墨烯、石墨烯、碳纳米管中的一种或多种的复合，纳米增强剂为颗粒或片层状的一维和零维特征纳米粒子；
所述的常规压裂液包括瓜胶压裂液、清洁压裂液、滑溜水压裂液；
所述的压裂液中需要添加常规压裂液体系中一些必要的常规添加剂；
所述的常规添加剂还包括阻垢剂、黏土稳定剂、杀菌剂、减阻剂；
所述的无机盐还包括氯化钙、氯化钠、氯化镁、硫酸钠、硫酸钙中的一种或多种；
所述的稳定剂还包括山梨醇酐脂肪酸酯、烷基糖苷、纤维素衍生物、明胶中的一种或至少两种的混合物。
2.如权利要求1所述的一种蜂巢液体原料组合物的使用方法，其特征在于，包括以下步骤：S1、在常温下将A组分中的不饱和烯烃类，可固化树脂材料，稀释剂，疏松剂，纳米增强剂搅拌或超声混合均匀得到混合液A1；
S2、向混合液中加入固化剂和引发剂，然后搅拌或超声混合均匀，得到混合液A2；
S3、向混合液A2中加入pH调节剂，将整体pH值调节至7?8；
S4、B组分在常温下超声或搅拌混合均匀；
S5、将A,B组分通过压裂车混合液泵往地层，然后在地层中，A组分将固化形成高强度的蜂窝棒状支撑剂，能够支撑剂所流过的区域，同时其具有的空隙能够为油气的流通提供通道。
3.如权利要求2所述使用方法使用的蜂巢液体原料组合物在水力压裂的应用。 说明书 : 一种蜂巢液体原料组合物及其制备方法与应用技术领域[0001] 本发明专利属于压裂技术领域，具体涉及一种蜂巢液体原料组合物及其制备方法与应用。背景技术[0002] 水力压裂技术作为油气井增产、水井增注的主要措施，目前已广泛应用油气田的开发。而在水利压裂技术中，支撑剂是重要材料之一，其目的是支撑压裂形成的裂缝，防止裂缝闭合，为油气的流动提供通道，从而提高流体通过地层的能力。在水力压裂发展的过程中曾使用过多种材料作为支撑剂，例如石英砂、金属铝球、核桃壳、玻璃珠、陶粒等。随着水力压裂技术应用越来越成熟，一些深层及低渗透油气藏得以开发，同时对支撑剂的要求也随之提高，对支撑剂的性能，例如圆球度、抗压强度、酸溶解度及密度等都提出了更高的要求。[0003] 目前，应用最为广泛的压裂技术是常规胍胶压裂液体系与加砂压裂组合，该技术普遍存在以下问题：[0004] 1)为了提升压裂液对支撑剂的携带性，常采用高粘度的压裂液来携带支撑剂，但高粘度的压裂对于地层的伤害较高，会影响压裂的效果；[0005] 2)优于压裂液对于支撑剂的携带性有限，支撑剂通常难以进入离井口较远的二级、三级分支裂缝，支撑剂难以进入形成有效支撑；[0006] 3)固体支撑剂的注入会对管线，井筒造成一定的磨损，同时加砂压裂工艺复杂，高浓度加砂通常伴随的高排量、高泵压对井口、施工设备、施工管柱要求高，加砂过程中的控制不当还会造成砂堵，潜在较大的工程施工风险和人员安全风险。而且，在支撑剂注入过程中，因为支撑剂密度大和刚性等因素，支撑剂往往很容易造成脱砂、砂堵、注不进等，使得施工不能达到预期效果，甚至造成井筒砂堵。[0007] 4)常规支撑剂最终形成的油气流通通道为支撑剂堆积中的小空隙，其对于油气的渗流性较差。[0008] 近年来，石油工作者们大多致力于低密度、高强度的固相支撑剂的研究，得到了不少可喜效果，但不管支撑剂密度的高低，常规加砂压裂施工过程中的固相支撑剂仍会出现注入难、难注入等问题。因此不少研究者提出液体支撑剂这一理念，其原理为通过注入液体支撑剂代替传统的固体支撑剂，液体支撑剂注入地层后，由于井筒和地层中的高速剪切作用，形成小颗粒，然后在地层温度的作用下，固化形成支撑剂。该方法避免了使用传统固体支撑剂过程中的难以注入，砂堵等问题。但是其在使用过程中依然存在以下问题：[0009] 1)其在注入过程中的剪切效果不可控，形成的颗粒大小很随机；[0010] 2)当注入过程停止后，被打散的颗粒有再次汇集的可能，然后将直接堵死地层。[0011] 3)最终其导流通道依然是小颗粒堆积形成的渗流空间，其形成支撑裂缝的导流能力和常规支撑剂依然没有太大的差异。[0012] 因此，有必要研发一种具有高渗流通道，低施工风险的液体支撑压裂技术。[0013] 1、与本发明相关的现有技术一：专利CN113322058A中介绍了一种应用于海域环境的相变支撑剂及其制备方法，所述相变支撑剂包括：环氧树脂作为固化体系，选用酚醛胺环氧树脂固化剂作为环氧树脂固化剂，2?甲基咪唑作为固化促进剂，选用纳米SiO2作为乳化剂，选用胍胶水溶液作为乳液溶剂。[0014] 该现有技术一的缺点：该技术主要是通过乳化形成的树脂颗粒，来形成对地层支撑的固相颗粒，但乳化颗粒在地层中稳定性不确定，如果在高温高压的地层中不能形成稳定的乳化颗粒，则容易堵塞地层。同时其最终也是通过固相颗粒来形成支撑，而树脂颗粒在高温情况下，容易软化，在地层的高闭合压力的情况下，导流能力将大大降低。[0015] 2、与本发明相关的现有技术二：CN105176513B中介绍了一种新型超低密度支撑剂及其制备方法，该支撑剂利用水硬活性的工业废渣磨为主要原料，经树脂覆膜后制成。本发明为油气井压裂工艺提供一种低密度、高强度支撑剂。[0016] 现有技术二的缺点：该方法能够形成的支撑剂是覆膜后的工业废渣，其支撑强度有限，同时其密度主要由工业废渣决定，如为大幅降低支撑剂密度，则需大量使用树脂，则整体成本增加。同时其最终支撑裂缝的渗流通道依然为支撑剂堆积形成的空隙。其提升效果有限。[0017] 为了解决上述问题，本文提出一种蜂巢液体原料组合物及其制备方法与应用。发明内容[0018] 为了解决上述的技术问题，本发明设计了一种蜂巢液体原料组合物及其制备方法与应用，能够在压裂裂缝中形成一种高充填，同时具有极高导流能力的支撑裂缝。解决了传统固相支撑剂输运能力有限，不能充填远端裂缝的问题，也解决了液体支撑剂容易发生堵塞的问题。[0019] 为了达到上述技术效果，本发明通过以下技术方案实现的：一种蜂巢液体原料组[0020] 合物，其特征在于，所述原料组合物由A组分和B组分组成：[0021] A组分中各原料重量配比如下：[0022] 不饱和烯烃类组分15?30份，可固化树脂材料20?30份，引发剂体系组分1?3份，稀释剂10?50份，固化剂2?10份，疏松剂0.02?0.5份，pH调节剂0.1?0.5份，纳米增强剂组分0.5?1.0份；[0023] B组分为常规压裂液组分中添加无机盐和稳定剂；[0024] 常规压裂液100?250份，无机盐1?3份，稳定剂0.2?2份。[0025] 作为优。龅牟槐ズ拖┨类为丙烯酸、甲基丙烯酸、衣康酸，马来酸酐，(甲基)丙烯酸甲(乙)酯，(甲基)丙烯酸叔丁酯，(甲基)丙烯酸异丁酯，(甲基)丙烯酸羟乙(丙)酯，甲基丙烯酸缩水甘油酯，(甲基)丙烯酸封端的聚乙二醇单甲醚中的一种或多种组合。[0026] 作为优。龅目晒袒髦牧衔人苄苑尤┦髦、热塑性脲醛树脂、三聚氰胺?甲醛树脂、双酚A液态环氧树脂、双酚F液态环氧树脂、中的一种或至少两种的混合物。[0027] 作为优。龅囊⒓撂逑底榉治藁趸镆⒓粱蜓趸?还原类引发剂，过硫酸铵、亚硫酸氢钠、过氧化二碳酸双(2?乙基己脂)、过氧化新癸酸异丙苯脂、过氧化新癸酸?2，4，4?三甲基戊酯、过氧化二碳酸双丁酯、过氧化双(3，3，5?三甲基己酰)、过氧化异丁酸特丁酯、过氧化二月桂酰中的一种或多种组合。[0028] 作为优。龌钚韵∈图廖セ费趸钚韵∈图、双环氧基活性稀释剂、无水乙醇、甲苯、乙醇、丙酮、丁醇、二丁酯中的一种或多种组合。[0029] 作为优。龉袒廖尤┌坊费跏髦、酚醛胺、六次甲基四胺、多聚甲醛、戊二醛、氯化铵、硫酸铵、硝酸铵中的一种或至少两种的复合物。[0030] 作为优。龅氖杷杉廖猄P?40、SP?60、十六烷基硫酸钠、十八烷基硫酸钠、二辛基琥珀酸苯磺酸钠、十二烷基苯磺酸钠，尿素中的一种或多种。[0031] 作为优。龅膒H调节剂为盐酸、硫酸、醋酸、甲胺，乙胺中的一种或多种。[0032] 作为优。瞿擅自銮考廖杷氧化硅、二氧化钛、氧化石墨烯、石墨烯、碳纳米管中的一种或多种的复合，纳米增强剂为颗粒或片层状的一维和零维特征纳米粒子。[0033] 作为优。龅某９嫜沽岩喊ü辖貉沽岩、清洁压裂液、滑溜水压裂液。[0034] 作为优。龅难沽岩褐行枰砑映９嫜沽岩禾逑抵幸恍┍匾某９嫣砑蛹。[0035] 作为优。龅某９嫣砑蛹粱拱ㄗ韫讣、黏土稳定剂、杀菌剂、减阻剂。[0036] 作为优。龅奈藁位拱然、氯化钠、氯化镁、硫酸钠、硫酸钙中的一种或多种。[0037] 作为优。龅奈榷粱拱ㄉ嚼娲剪舅狨、烷基糖苷、纤维素衍生物、明胶中的一种或至少两种的混合物。[0038] 如上述进一步地，一种蜂巢液体原料组合物的使用方法，其特征在于，包括以下步骤：[0039] S1、在常温下将A组分中的不饱和烯烃类，可固化树脂材料，稀释剂，疏松剂，纳米增强剂搅拌或超声混合均匀得到混合液A1；[0040] S2、向混合液中加入固化剂和引发剂，然后搅拌或超声混合均匀，得到混合液A2；[0041] S3、向混合液A2中加入pH调节剂，将整体pH值调节至7?8；[0042] S4、B组分在常温下超声或搅拌混合均匀；[0043] S5、将A,B组分通过压裂车混合液泵往地层，然后在地层中，A组分将固化形成高强度的蜂窝棒状支撑剂，能够支撑剂所流过的区域，同时其具有的空隙能够为油气的流通提供通道。[0044] 如上述进一步地，一种蜂巢液体原料组合物的应用。[0045] 本发明的有益效果是：[0046] 1、该技术是通过液体注入，压裂能够进入的裂缝，均能够形成支撑，解决了常规支撑剂输运能力有限的问题。[0047] 2、固化时间可控，通过调节原料液配方，可实现20min～3h得到稳定的支撑剂颗粒。[0048] 3、液体的携带性好，对于压裂液的要求较低，因此，配制压裂液可以有更广泛的溶剂选择，包括自来水、井水、湖水、海水、地层水、采出水及压裂返排水等的一种或复合。同时，与常规压裂体系相比，压裂液中的增粘剂的用量也大幅度降低。[0049] 4、形成的支撑剂具有极高的导流能力。将油气的渗流通道从传统的支撑剂之间的空隙变为大的空隙通道。[0050] 5、不需要在地层中形成稳定的颗粒，因此不存在堵塞地层的风险。附图说明[0051] 为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。[0052] 图1是本发明的实施例1中形成的蜂窝棒状支撑剂；[0053] 图2是本发明的实施例2中形成的蜂窝棒状支撑剂；[0054] 图3是本发明的实施例3中形成的蜂窝棒状支撑剂；具体实施方式[0055] 下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。[0056] 实施实例1：[0057] 如图1所示，称取丙烯酸20份，热塑性脲醛树脂20份，乙醇40份，纳米疏水二氧化硅0.5份，十二烷基苯磺酸钠0.1份超声搅拌10min混合均匀。[0058] 然后向其中加入六次甲基四胺4份，过氧化二碳酸双丁酯1份，然后超声搅拌5min混合均匀。[0059] 然后向其中加入盐酸调节pH在至8。[0060] 然后配制200份的3mPa·s的滑溜水压裂液，然后向其中加入2份氯化钙和0.5份山梨醇酐脂肪酸酯。然后超声搅拌5min混合均匀。[0061] 然后将配制好的A,B溶液混合，搅拌2min混合均匀。[0062] 然后将其放置于120℃烘箱烘，静置1h。后得到高强度的蜂窝棒状支撑剂。[0063] 实施实例2[0064] 如图2所示，与实施实例1不同的是，A溶液中添加的可固化树脂为25份双酚A液态环氧树脂，不饱和烯烃类为25份甲基丙烯酸。疏松剂为SP?60。得到高强度的蜂窝棒状支撑剂。[0065] 实施实例3[0066] 如图3所示，与实施实例1不同的是，B溶液中的压裂液为200mPa·s的瓜胶压裂液，稳定剂为烷基糖苷。得到高强度的蜂窝棒状支撑剂。[0067] 对三个实施实例中得到的蜂窝棒状支撑剂的抗压性，空隙度和空隙连通性进行测试，测试结果如下表所示：[0068][0069] 在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“示例”、“具体示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。[0070] 以上公开的本发明优选实施例只是用于帮助阐述本发明。优选实施例并没有详尽叙述所有的细节，也不限制该发明仅为所述的具体实施方式。显然，根据本说明书的内容，可作很多的修改和变化。本说明书选取并具体描述这些实施例，是为了更好地解释本发明的原理和实际应用，从而使所属技术领域技术人员能很好地理解和利用本发明。本发明仅受权利要求书及其全部范围和等效物的限制。

专利地区：四川

专利申请日期：2023-02-09

专利公开日期：2024-11-29

专利公告号：CN116790241B