[01122281]一种高强度低密度压裂支撑剂的制备方法

大庆油田井下作业分公司合作项目“油页岩渣制备陶粒的研究” DQYT-0513003-2009-JS-274; 2009年6月-2010年12月及 “覆膜砂技术配方及制作工艺研究” DQYT-0513003-2011-JS-717;2011年9月-2012年12月。非金属矿物表面具有丰富的Si-OH,先用改性剂对其进行一次改性,改性剂结构中含有-NH2和-OH两种活性基团,在加热的情况下,与无机物表面的-Si-OH能与KH-550中的-Si-OH发生缩合反应形成Si-O-Si键,另一活性基团-NH2暴露在外端;后采用硬脂酸进行二次改性,硬脂酸中的-COOH能与-NH2发生缩合脱水反应形成-C-NH-键,长碳链延伸到外端,使改性无机物具有亲油疏水性,在高分子单体中具有良好的分散性,有利于悬浮聚合的进行。 性能指标：ρ 视密度≤1.25g/cm3、 52MPa 破碎率≤5.0%传统的压裂支撑剂均以无机矿物为基材存在密度较大的缺陷,有机材料密度低但成本高、耐温性差的特点,有机-无机复合材料可实现材料性能互补的优势。通过悬浮聚合法制备符合支撑剂粒径需求的有机-无机复合微球,作为超低密度压裂支撑剂。是一种新型制备压裂支撑剂的方法,制备的支撑剂具有高强度超低密度（ρ视密度≤1.25g/cm3、52MPa破碎率≤5.0%）性能,且支撑剂中无极非金属矿物添加量接近50%,处于领域前沿。 本项目的研究可拓展复合材料新的用途,并实现废弃矿物的资源化利用,变废为宝,化害为利。目前国际市场对石油压裂支撑剂的年需求量约为400万吨左右,其中俄罗斯石油支撑剂年需求量为90万吨。南美、北美、苏丹、委内瑞拉、印尼、哈萨克斯坦、澳大利亚等国的年需求量为180万吨。我国大庆油田、塔里木油田、长庆油田、中原油田等约需90万吨以上。据石油专家预言,油田用支撑剂用量每年将以15～20%的速度增长。 页岩气井压裂工艺特点有“千方砂 万方水”之说,美国2009年已有页岩气井98590口,产气量878亿方,至少耗费1.48亿吨支撑剂;美国2010年有页岩气井128925口,至少耗费1.68亿吨支撑剂。中国陆上发海相、海陆过渡相、陆相3种富有机质页岩,据有关专家和机构预测, 中国页岩气远景资源量100万亿m3,按远景资源量的十分之一计算,至少耗费168亿吨支撑剂。