專利名稱:一種耐溫、高強覆膜砂支撐劑用樹脂的制備的制作方法
技術領域:
本發明所涉及的是一種耐溫、高強覆膜砂支撐劑用樹脂的制備方法,該樹脂主要應用于覆膜砂鍍膜,具體講是油田支撐劑鍍膜砂的鍍膜。
背景技術:
在石油/天然氣開采過程中,油氣井的壓裂是提高產量和儲油/氣層改造的重要手段,其主要原理是使用支撐劑在儲層制造滲透裂縫,增加巖層孔隙率,形成人工通道,以達到提高產能及防止砂害等目的。國內目前常用的油井壓裂支撐劑為石英砂和陶粒。石英砂價格低廉,產地較廣,國內儲量豐富,但是抗壓強度低,高壓下破碎率大,在井下導流能力降低較快,不能長期使用。陶粒是目前較理想的壓裂支撐劑,不但抗壓強度高,高壓下破碎率也很小,導流能力大,但是陶粒是爐窯煅燒產品,生產過程耗能極大,污染嚴重,設備龐大煩雜,產品價格也較昂貴。鍍膜砂是一種以石英砂為基礎材質,進行化學鍍膜處理,改善其物理性能的特種砂粒。覆膜砂應用于支撐劑,在國外上個世紀70年代就有報道,在國內研究相對較少,國內覆膜砂技術主要應用于鑄造型模和透水磚領域。究其原因主要是覆膜樹脂耐溫耐壓不夠。制備適合的樹脂,通過包被技術使用該樹脂改善砂粒外形,增強基礎砂的抗壓強度,增加產品的透氣、透水、透油性能,可形成系列功能性砂產品,在油田開采中能取得較高的應用價值。該產品在解決了耐溫耐壓之后可作為壓裂含油巖層的支撐劑,該產品具有良好的抗壓強度、較好的透油能力和較小的破碎率,是高檔的壓裂助劑。除了具備傳統支撐劑的特點低密、高強、高滲透、防嵌、防砂、防返吐、提高采油效率外,用覆膜砂取代傳統的支撐劑陶粒,由于生產過程不用煅燒,可大幅度降低能源的消耗和污染物的排放,生產工藝清潔;該工藝設備簡單,占地較小,投資規模不大,大幅度降低了支撐劑的行業門檻,是未來支撐劑的發展趨勢。由于井下壓力較大和溫度較高,現有常規覆膜樹脂無法滿足耐溫耐壓要求,因此本專利成功研制了一種耐溫耐壓覆膜樹脂——萘磺酸樹脂,該樹脂改性覆膜的功能性砂產品可耐200度高溫,并且在高溫下具有較高的強度,該產品已經通過試驗驗證,成功應用于油田采油。
發明內容
本發明的目的是提供一種耐溫、高強覆膜砂支撐劑用樹脂的制備方法,該樹脂能提高覆膜砂支撐劑的使用溫度及在高溫下的強度,能改善石英砂的圓度,提高導流能力,能大幅度提高支撐劑的韌性,降低高壓下的破碎率。上述覆膜砂支撐劑用樹脂由以下步驟制得步驟一、萘磺酸的制備在5000L反應釜中19. 5km0195%的工業萘加熱至130°C,完全熔解后開啟攪拌,滴加98%的濃硫酸23. 4kmol,控制加料速度,1. 5小時加完,加完后升溫到160°C,保溫3小時;萘磺酸合成原理如下
權利要求
1.一種耐溫、高強覆膜砂支撐劑用樹脂的制備方法,其特征在于該樹脂是由萘磺酸、 萘酚、苯酚、甲基苯磺酸和甲醛共縮聚而成。其配料摩爾比為萘磺酸萘酚苯酚甲基苯磺酸甲酸=1 0.1 0.2 0.05 0.3 0.05 0.3 0. 1 0. 2 1.95 3.0。 其工藝為在反應釜中依次加入萘磺酸、萘酚、苯酚、甲基苯磺酸,加熱至100 105°C,物料完全溶解后開啟攪拌,加入聚合催化劑,滴加甲醛,控制加料速度在2 3小時內滴完,然后加入計量好的水,繼續反應到要求的粘度,降溫出料。
2.根據權利要求1所述的一種耐溫、高強覆膜砂支撐劑用樹脂的制備方法,其特征在于上述萘磺酸和萘酚可由工業萘磺化、部分水解制得。
3.根據權利要求1所述的一種耐溫、高強覆膜砂支撐劑用樹脂的制備方法,其特征在于上述聚合催化劑為98%濃硫酸。
4.根據權利要求1所述的一種耐溫、高強覆膜砂支撐劑用樹脂的制備方法,其特征在于上述反應終點的粘度可由下述方法確定25°C下,反應物10%水溶液,U氏粘度計,與水的流出時間比為1.2 1.4。
5.根據權利要求1所述的一種耐溫、高強覆膜砂支撐劑用樹脂的制備方法,其特征在于萘磺酸和萘酚的生產工藝如下把摩爾比為1 1.2的工業萘和硫酸加入反應釜中,加熱至160°C,攪拌3小時后,降溫到105°C,加入總物料質量10%的水,攪拌1小時后,降溫出料。
全文摘要
本發明公開了一種耐溫、高強覆膜砂支撐劑用樹脂的制備方法,該樹脂是由萘磺酸、萘酚、苯酚、甲基苯磺酸和甲醛共縮聚而成。其配料摩爾比為萘磺酸∶萘酚∶苯酚∶甲基苯磺酸∶甲醛=1∶0.1~0.2∶0.05~0.3∶0.05~0.3∶0.1~0.2∶1.95~3.0。其工藝為在反應釜中依次加入萘磺酸、萘酚、苯酚、甲基苯磺酸,加熱至100~105℃,物料完全溶解后開啟攪拌,加入聚合催化劑,滴加甲醛,控制加料速度在2~3小時內滴完,然后加入計量好的水,繼續反應到要求的粘度,降溫出料。該樹脂能大幅度提高覆膜砂支撐劑的使用溫度和高溫下強度,同陶粒相比由于生產過程不用煅燒,可大幅度降低能源的消耗和污染物的排放,生產工藝清潔;該工藝設備簡單,占地較小,投資規模不大,大幅度降低了支撐劑的行業入門門檻。
文檔編號C09K8/80GK102268125SQ20101018796
公開日2011年12月7日 申請日期2010年6月1日 優先權日2010年6月1日
發明者楊國武, 袁多, 高宏波 申請人:高宏波