本公開內容涉及生產超輕支撐劑(超輕質支撐劑，ultra-lightweight?proppant)的方法。
背景技術：
1、對于低滲透性烴儲層(如頁巖油和頁巖氣田)的完井程序通常需要水力壓裂以產生裂縫，從而允許烴流動。通過將壓裂液泵送到井眼中并且將壓力增加到足夠高的水平以引起地下地層的壓裂來啟動水力壓裂。壓裂液含有支撐劑，其用于保持裂縫打開并且允許流動通過誘導的裂縫以進行烴采收。從長遠來看，支撐劑的使用提供了高的導流性和增加的井產量。
2、通常，支撐劑是球形顆粒，其特征在于耐熱和耐壓、廉價以及在微米至毫米范圍的特定尺寸分布。支撐劑的選擇基于井眼地層的特性如閉合壓力和耐熱性。用于制備支撐劑的材料包括二氧化硅、陶瓷、玻璃珠、堅果殼、樹脂包覆砂和鋁土礦?；诮M成，支撐劑可以利用諸如破碎、篩分、涂覆或燒結的方法來制備。
3、由于支撐劑耐受高閉合壓力，所以它們通常具有高密度，而密度通常與機械抗破碎性有關。由于支撐劑的密度通常比水的密度高出兩倍，所以支撐劑趨于從壓裂液中沉淀出來，這降低了水力壓裂的效率。壓裂液通常包括添加劑或增粘劑以增加粘度，從而通過保持支撐劑懸浮來改善支撐劑到井中的輸送。然而，這由于增加了泵上的負荷而會增加功耗。此外，來自增粘劑的殘留材料可能會降低儲層巖石對烴流動的滲透性。
技術實現(xiàn)思路
1、本文描述的一個實施方案提供了一種使用復合材料支撐劑(復合支撐劑，composite?proppant)的方法。該方法包括研磨植物材料以形成顆粒(粒子，particle)、將聚合物溶解在溶劑中、將顆?；旌系饺軇┲?。將溶劑注入到微流控芯片(microfluidicchip)中，并且將聚合物沉淀相(polymer-precipitating?phase)注入到微流控芯片中。乳化的溶劑液滴(乳化溶劑液滴，emulsified?solvent?droplet)在微流控芯片中的聚合物沉淀相中形成，并且在聚合物沉淀之后收集支撐劑的顆粒。
2、由本文的示例所公開的另一個實施方案提供了一種支撐劑顆粒。該支撐劑顆粒包括沉淀聚合物基質(沉淀的聚合物基質，precipitated?polymer?matrix)和植物基材料(plant-based?material)的復合材料，其中沉淀聚合物基質包括熱塑性材料(thermoplastic)，并且其中植物基材料包括微粒(微顆?；蛭⒘Ｗ樱琺icroparticle)。
1.一種使用復合材料支撐劑的方法，所述方法包括：
2.根據權利要求1所述的方法，所述方法包括在注入到所述微流控芯片中之前將乳液穩(wěn)定劑混合到所述溶劑中。
3.根據權利要求1所述的方法，所述方法包括在注入到所述微流控芯片中之前將乳液穩(wěn)定劑混合到所述水相中。
4.根據權利要求1所述的方法，其中所述植物材料包括堅果殼、木材、再生木材、入侵植物物種、再生入侵植物物種、再生生物基廢棄物、生物基廢棄物、有機污泥、再生有機污泥、草、再生草、種子、再生種子、木屑或再生木屑或者它們的任意組合。
5.根據權利要求1所述的方法，其中所述植物材料包括木質素、木質素衍生物、纖維素、纖維素衍生物、半纖維素、半纖維素衍生物、淀粉、淀粉衍生物、菊粉、菊粉衍生物、硫酸鹽木質素或硫酸鹽木質素衍生物或者它們的任意組合。
6.根據權利要求1所述的方法，其中所述聚合物包括熱塑性聚合物。
7.根據權利要求1所述的方法，其中所述聚合物包括聚(甲基丙烯酸甲酯)、聚甲基丙烯酸酯、聚(乳酸-共-乙醇酸)、聚酯、聚對苯二甲酸乙二醇酯、聚(苯乙烯-異戊二烯)、聚溴苯乙烯、聚乙烯、聚亞苯醚、聚醚砜、丙烯腈丁二烯苯乙烯、聚碳酸酯、聚羥基烷酸酯、聚羥基丁酸酯、聚乳酸、聚氨酯、聚氯乙烯、基于聚(甲基丙烯酸甲酯)的共聚物、基于聚甲基丙烯酸酯的共聚物、基于聚(乳酸-共-乙醇酸)的共聚物、基于聚酯的共聚物、基于聚對苯二甲酸乙二醇酯的共聚物、基于聚苯乙烯的共聚物、基于聚(苯乙烯-異戊二烯)的共聚物、基于聚溴苯乙烯的共聚物、基于聚乙烯的共聚物、基于聚亞苯醚的共聚物、基于聚醚砜的共聚物、基于丙烯腈丁二烯苯乙烯的共聚物、基于聚碳酸酯的共聚物、基于聚羥基烷酸酯的共聚物、基于聚羥基丁酸酯的共聚物、基于聚乳酸的共聚物、基于聚氨酯的共聚物、基于聚氯乙烯的共聚物、苯乙烯-丙烯酸酯共聚物、聚酰胺、基于聚酰胺的共聚物、聚醚、基于聚醚的共聚物、聚酰亞胺、基于聚酰亞胺的共聚物、聚烯烴、基于聚烯烴的共聚物、聚丙烯-聚乙烯共聚物、乙烯-乙酸乙烯酯共聚物、聚丙烯酸、基于聚丙烯酸的共聚物、聚丙烯酸酯、基于聚丙烯酸酯的共聚物、丙烯-丙烯酸酯共聚物、丙烯-甲基丙烯酸酯共聚物、氧化聚丙烯、氧化聚乙烯、丙烯-環(huán)氧乙烷共聚物或丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物或者它們的任意組合。
8.根據權利要求1所述的方法，其中所述溶劑包括二氯甲烷、二氯乙烷、丙酮、丁酮、乙酸、環(huán)戊烷、乙酸乙酯、二硫化碳、n,n-二甲基甲酰胺、乙醇、異丙醇、丙醇、甲醛、氯仿、四氯化碳、己烷、庚烷、辛烷、苯、甲苯、乙腈、1,4-二噁烷、二甲基硫醚、四氫呋喃或二乙醚或者它們的組合。
9.根據權利要求1所述的方法，所述方法包括添加乳液穩(wěn)定劑以使所述乳液穩(wěn)定。
10.根據權利要求9所述的方法，其中所述乳液穩(wěn)定劑包括表面活性劑。
11.根據權利要求9所述的方法，其中所述乳液穩(wěn)定劑包括脂肪酸、氨基醇、脂肪醇、脂肪硫醇、聚乙二醇、聚丙二醇、聚乙烯醇、聚山梨醇酯、山梨醇的脂肪酸酯、甘油的脂肪酸酯、多羥基化合物的脂肪酸酯、烷基酚乙氧基化物、烷基糖苷、脂肪醇乙氧基化物、乙氧基化胺、脂肪酸酰胺、西曲溴銨、奧替尼啶二鹽酸鹽、雙十八烷基二甲基溴化銨、氯化十六烷基吡啶鎓、苯扎氯銨、芐索氯銨、二甲基雙十八烷基氯化銨、月桂基硫酸銨、月桂基硫酸鈉、十二烷基硫酸銨、十二烷基硫酸鈉、月桂基醚硫酸鈉、肉豆蔻醇聚醚硫酸鈉、二辛基磺基琥珀酸鈉、全氟丁烷磺酸鹽、烷基-芳基醚磷酸鹽、烷基醚磷酸鹽、烷基芳基磺酸鹽、烷基苯磺酸鹽、烷基硫酸鹽、n-乙氧基磺酸鹽、十二烷基硫酸鈉、醇丙氧基硫酸鹽、烷基乙氧基硫酸鹽、α-烯烴磺酸鹽、α-烯烴硫酸鹽、支鏈烷基苯磺酸鹽、多庫酯鈉、乙氧基縮水甘油基磺酸鹽、丙氧基縮水甘油基磺酸鹽、烷基醚硫酸鹽、內烯烴磺酸鹽、磺化乙氧基化醇、磺化乙氧基化烷基酚、石油磺酸鈉、烷基醇丙氧基化硫酸鹽、烷基酚、甘油一酸酯、甘油二酯、瓜爾膠、菜籽油、卵磷脂、角叉菜膠或磷脂銨、或者它們的衍生物或者它們的任意組合。
12.根據權利要求1所述的方法，所述方法包括將所述支撐劑干燥。
13.根據權利要求1所述的方法，所述方法包括：
14.一種支撐劑顆粒，所述支撐劑顆粒包括沉淀聚合物基質和植物基材料的復合材料，其中所述沉淀聚合物基質包括熱塑性材料，并且其中所述植物基材料包括微粒。
15.根據權利要求14所述的支撐劑顆粒，其中所述植物基材料的所述微粒在約10μm至約2mm之間。
16.根據權利要求14所述的支撐劑顆粒，其中所述植物基材料包括堅果殼、木材、再生木材、入侵植物物種、再生入侵植物物種、再生生物基廢棄物、生物基廢棄物、有機污泥、再生有機污泥、草、再生草、種子、再生種子、木屑或再生木屑或者它們的任意組合。
17.根據權利要求14所述的支撐劑顆粒，其中所述植物基材料包括木質素、木質素衍生物、纖維素、纖維素衍生物、半纖維素、半纖維素衍生物、淀粉、淀粉衍生物、菊粉、菊粉衍生物、硫酸鹽木質素或硫酸鹽木質素衍生物或者它們的任意組合。
18.權利要求14所述的支撐劑顆粒，其中所述熱塑性材料包括聚(甲基丙烯酸甲酯)、聚甲基丙烯酸酯、聚(乳酸-共-乙醇酸)、聚酯、聚對苯二甲酸乙二醇酯、聚(苯乙烯-異戊二烯)、聚溴苯乙烯、聚乙烯、聚亞苯醚、聚醚砜、丙烯腈丁二烯苯乙烯、聚碳酸酯、聚羥基烷酸酯、聚羥基丁酸酯、聚乳酸、聚氨酯、聚氯乙烯、基于聚(甲基丙烯酸甲酯)的共聚物、基于聚甲基丙烯酸酯的共聚物、基于聚(乳酸-共-乙醇酸)的共聚物、基于聚酯的共聚物、基于聚對苯二甲酸乙二醇酯的共聚物、基于聚苯乙烯的共聚物、基于聚(苯乙烯-異戊二烯)的共聚物、基于聚溴苯乙烯的共聚物、基于聚乙烯的共聚物、基于聚亞苯醚的共聚物、基于聚醚砜的共聚物、基于丙烯腈丁二烯苯乙烯的共聚物、基于聚碳酸酯的共聚物、基于聚羥基烷酸酯的共聚物、基于聚羥基丁酸酯的共聚物、基于聚乳酸的共聚物、基于聚氨酯的共聚物、基于聚氯乙烯的共聚物、苯乙烯-丙烯酸酯共聚物、聚酰胺、基于聚酰胺的共聚物、聚醚、基于聚醚的共聚物、聚酰亞胺、基于聚酰亞胺的共聚物、聚烯烴、基于聚烯烴的共聚物、聚丙烯-聚乙烯共聚物、乙烯-乙酸乙烯酯共聚物、聚丙烯酸、基于聚丙烯酸的共聚物、聚丙烯酸酯、基于聚丙烯酸酯的共聚物、丙烯-丙烯酸酯共聚物、丙烯-甲基丙烯酸酯共聚物、氧化聚丙烯、氧化聚乙烯、丙烯-環(huán)氧乙烷共聚物或丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物或者它們的任意組合。
19.權利要求14所述的支撐劑顆粒，其中所述沉淀聚合物基質包括乳液穩(wěn)定劑。
20.根據權利要求19所述的支撐劑顆粒，其中所述乳液穩(wěn)定劑包括表面活性劑。
21.根據權利要求19所述的支撐劑顆粒，其中所述乳液穩(wěn)定劑包括脂肪酸、氨基醇、脂肪醇、脂肪硫醇、聚乙二醇、聚丙二醇、聚乙烯醇、聚山梨醇酯、山梨醇的脂肪酸酯、甘油的脂肪酸酯、多羥基化合物的脂肪酸酯、烷基酚乙氧基化物、烷基糖苷、脂肪醇乙氧基化物、乙氧基化胺、脂肪酸酰胺、西曲溴銨、奧替尼啶二鹽酸鹽、雙十八烷基二甲基溴化銨、氯化十六烷基吡啶鎓、苯扎氯銨、芐索氯銨、二甲基雙十八烷基氯化銨、月桂基硫酸銨、月桂基硫酸鈉、十二烷基硫酸銨、十二烷基硫酸鈉、月桂基醚硫酸鈉、肉豆蔻醇聚醚硫酸鈉、二辛基磺基琥珀酸鈉、全氟丁烷磺酸鹽、烷基-芳基醚磷酸鹽、烷基醚磷酸鹽、烷基芳基磺酸鹽、烷基苯磺酸鹽、烷基硫酸鹽、n-乙氧基磺酸鹽、十二烷基硫酸鈉、醇丙氧基硫酸鹽、烷基乙氧基硫酸鹽、α-烯烴磺酸鹽、α-烯烴硫酸鹽、支鏈烷基苯磺酸鹽、多庫酯鈉、乙氧基縮水甘油基磺酸鹽、丙氧基縮水甘油基磺酸鹽、烷基醚硫酸鹽、內烯烴磺酸鹽、磺化乙氧基化醇、磺化乙氧基化烷基酚、石油磺酸鈉、烷基醇丙氧基化硫酸鹽、烷基酚、甘油一酸酯、甘油二酯、瓜爾膠、菜籽油、卵磷脂、角叉菜膠或磷脂銨、或者它們的衍生物或者它們的任意組合。