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CN110157405B - 用于非常规储层水力压裂的覆膜支撑剂及制备和应用 - Google Patents

用于非常规储层水力压裂的覆膜支撑剂及制备和应用 Download PDF

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CN110157405B
CN110157405B CN201910328777.3A CN201910328777A CN110157405B CN 110157405 B CN110157405 B CN 110157405B CN 201910328777 A CN201910328777 A CN 201910328777A CN 110157405 B CN110157405 B CN 110157405B
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Abstract

本发明提供了一种用于非常规储层水力压裂的覆膜支撑剂及制备和应用。所述支撑剂包含：A.以基于所述支撑剂总重量70‑99.99％的量存在的粒子，和B.包覆在粒子表面并以基于所述支撑剂总重量0.01‑30％的量存在的纳米颗粒增强复合材料涂层，所述纳米颗粒增强复合材料包含纳米颗粒和复合材料。通过在树脂和聚合物粉末中加入纳米颗粒增强，形成的支撑剂覆膜与骨料之间亲和力更好，骨料与覆膜之间的粘附更强，覆膜后的支撑剂表面完整，且覆膜后的支撑剂圆球度高。

Description

用于非常规储层水力压裂的覆膜支撑剂及制备和应用
技术领域
本发明涉及石油化工领域，具体的说，本发明涉及一种用于非常规储层水力压裂的覆膜支撑剂及制备和应用。
背景技术
随着石油、天然气等常规化石能源的枯竭，非常规资源尤其是页岩气的开发利用受到越来越多的关注。中国非常规资源储量巨大，由于复杂的地质条件及低效的油气采集方法，中国的非常规能源明显未被充分利用。
非常规储层大多具有低孔隙度，低渗透率的特点，需要借助水力压裂对其进行储层增产改造后才能投产。水力压裂主要通过产生裂缝及裂缝网络增加地层渗透率，提供油气由地层运移至井筒的通道。
为了保持裂缝的张开状态，提供稳定的油气渗透通道，支撑剂在压裂过程中随着压裂流体一起注入地层，在停止向地层泵注压裂液后，井底压力逐渐下降至低于闭合压力，此时裂缝中原位沉降的支撑剂将支撑裂缝，通过阻止裂缝闭合从而为油气提供畅通的流动通道。因此增产效果的好坏及有效增产的时间很大程度上取决于支撑剂的选择。
非常规储层物性较差，为避免外来流体污染，水力压裂时往往采用较低密度的压裂液，且压裂时产生的裂缝更加曲折，缝网结构更加复杂，对支撑剂的质量提出了更高的要求。常规使用的支撑剂主要是石英砂和陶粒，其密度分别为2.65g/cm3和3.4g/cm3。该类支撑剂施工中要求的携砂液密度较高，能量耗散极大，在压裂液中悬浮能力差较差，容易沉沙，很难运移到裂缝深处，很明显难以满足非常规储层压裂对支撑剂的要求。
覆膜是指在传统的支撑剂外部人工包覆一种高分子材料(多为树脂)。覆膜支撑剂相比于传统支撑剂具有高强度，低密度耐腐蚀等特点，但覆膜在支撑剂上的树脂膜一般很薄，覆膜不完整时骨料与树脂膜之间的界面容易遭到破坏，此外由于其沉降较快，成本偏高，仍不能很好地满足现场需求。
因此在本行业中仍需要开发用于非常规储层压裂的支撑剂，该支撑剂相对廉价，且具有悬浮能力强，高强度，低密度，多功能，适应非常规储层压裂等特点。
发明内容
本发明的一个目的在于提供一种用于非常规储层水力压裂的多功能覆膜支撑剂。该支撑剂覆膜与骨料粒子之间亲和力更好，覆膜后的支撑剂表面完整，圆球度高。
本发明的另一目的在于提供所述的支撑剂的制备方法。
本发明的再一目的在于提供所述的支撑剂的应用。
为达上述目的，一方面，本发明提供了一种用于非常规储层水力压裂的多功能覆膜支撑剂，其中，所述支撑剂包含：
A.以基于所述支撑剂总重量70-99.99％的量存在的粒子，和
B.包覆在粒子表面并以基于所述支撑剂总重量0.01-30％的量存在的纳米颗粒增强复合材料涂层，所述纳米颗粒增强复合材料包含纳米颗粒和复合材料。
该支撑剂具有优异的温度、PH值及矿化度响应能力，多功能覆膜中使用的纳米增强颗粒的特殊结构使其能够响应特定的PH值或矿化度，增加或降低在携砂液中的悬浮能力。
此外该支撑剂可响应于外界波长220-1400nm荧光及课件光、电刺激与磁刺激，根据外界刺激类型及强弱，得益于支撑剂多功能的覆膜结构，实现所期望的润湿性、黏附性、热固性等性能的改变。
此外，得益于多功能覆膜的高分子膜结构，该支撑剂可实现亲疏水油的自由企鹅款的转变。注入地层时表面时候在压裂液，滑溜水等液体中具有悬浮能力强；返排率低。
该支撑剂包括位于粒子上的聚合物涂层及纳米颗粒增强。基于该支撑剂的所需性质和预期工作条件选择该聚合物涂层和纳米颗粒增强类型。该涂层可以为粒子提供保护以免受地层和地下储层中的工作温度和压力的影响。此外，该涂层可保护粒子免受地层施加的闭合应力。该涂层还可保护粒子免受环境条件的影响并将粒子的崩解和/或成尘降至最低。在一些实施方案中，该聚合物涂层还可以为支撑剂提供所需化学反应性和/或过滤能力。
根据本发明一些具体实施方案，其中，纳米颗粒的重量为纳米颗粒增强复合材料涂层总重量的1-50％。
根据本发明一些具体实施方案，其中，纳米颗粒的重量为纳米颗粒增强复合材料涂层总重量的10-20％。
根据本发明一些具体实施方案，其中，所述粒子的材料选自矿物、陶瓷、石英砂、坚果壳、砾石、尾矿、煤灰、岩石、熔炉渣、硅藻土、碎木炭、云母、锯屑、木屑、树脂粒子、聚合物粒子中的一种或多种的组合。
根据本发明一些具体实施方案，其中，所述粒子的粒径范围为10目～100目。
根据本发明一些具体实施方案，其中，所述粒子为粒径范围10目～100目的石英砂或陶粒或核桃壳。
根据本发明一些具体实施方案，其中，所述纳米颗粒选自碳量子点、单壁碳纳米管、双壁及多壁碳纳米管、石墨烯、磁性石墨烯、聚苯乙烯微球、二硫化钼、纳米金、二维过渡金属碳化物、二维过渡金属氮化物或碳氮化物、纳米荧光颗粒中的一种或多种的组合。
本发明所使用的碳量子点可以通过电弧放电法、激光销蚀法、电化学合成法、化学氧化法、燃烧法、水热合成法、微波合成法、模板法等方法获取。优选通过水热合成法对酸碱处理的碳源悬浮液分离得到的具有高荧光特性的碳量子点。
其中，所述碳量子点在紫外光区有较强的吸收峰，并且在可见光区域有长拖尾。吸收峰带多集中在200～800nm，具有荧光最大发射波长、激发波长依赖性等光学特征。
所述纳米颗粒其分散相有一维或多维尺寸在1～500nm之间。
本发明的纳米颗粒增强复合材料具有对光刺激、电刺激、温度、酸碱度的响应能力。
其中所述的响应能力，其包括但不局限于能响应地层环境变化或主动施加的外界刺激从而改变其自身润湿性、黏附性、热固性等性能。
根据本发明一些具体实施方案，其中，以纳米颗粒总重量为100％计，含碳元素的纳米颗粒在纳米颗粒中的重量百分比大于等于5％。
根据本发明一些具体实施方案，其中，以纳米颗粒总重量为100％计，二维过渡金属氮化物或磁性石墨烯添加量在总纳米颗粒中的重量百分比大于等于5％。
根据本发明一些具体实施方案，其中，以纳米颗粒总重量为100％计，二维过渡金属氮化物或磁性石墨烯添加量在总纳米颗粒中的重量百分比大于等于5％，小于等于30％。
根据本发明一些具体实施方案，其中，所述复合材料选自酚醛树脂、环氧树脂、呋喃树脂、聚氨酯、聚脲型聚合物、丙烯酰胺、和表面活性剂中的一种或多种的组合；且，所述复合材料中至少含有一种树脂材料。
根据本发明一些具体实施方案，其中，所述酚醛树脂、环氧树脂、呋喃树脂、聚氨酯、和聚脲型聚合物的分子量各自分别独立为1000-10万。
本发明所涉及的聚合物的分子量均为数均分子量。
所述表面活性剂为具有亲油亲水特性的表面活性剂，而根据本发明一些具体实施方案，所述表面活性剂为磺酸盐类阴离子表面活性剂；如烷基二苯醚二磺酸盐、和脂肪酸甲酯磺酸钠。
根据本发明一些具体实施方案，其中，所述纳米颗粒增强复合材料涂层还包括选自如下材料中的一种或多种的组合：多元醇类树脂、固化剂、表面改性剂和胺类添加剂。
根据本发明一些具体实施方案，其中，所述多元醇类树脂为聚酯多元醇聚氨酯；优选为羟基当量为50-100的聚酯多元醇聚氨酯。
根据本发明一些具体实施方案，其中，所述固化剂为过氧二苯甲酰。
根据本发明一些具体实施方案，其中，所述表面改性剂为硅烷偶联剂；优选为甲基乙烯基二乙氧基硅烷或3-缩水甘油醚基氧基丙基甲基二甲氧基硅烷。
根据本发明一些具体实施方案，其中，所述胺类添加剂为乙胺、乙二胺、胺端基乙二醇、二乙烯三胺、和三乙胺中的一种或多种的组合。
根据本发明一些具体实施方案，其中，当多元醇类树脂、固化剂、表面改性剂和胺类添加剂各自独立存在时，多元醇类树脂、固化剂、和胺类添加剂的重量含量为：以所述涂层中的树脂材料总重量为100％计，多元醇类树脂1-6％、固化剂10-40％、胺类添加剂1-10％；表面改性剂的重量含量为：以所述粒子总重量为100％计，为1-50％。
其中，本发明的胺类添加剂可以通过在树脂内部产生大量气泡增加支撑剂悬浮性能。
本发明的表面改性剂可以增强骨料与覆膜之间的连接，使覆膜更加紧密完整、且光滑。
本发明的固化剂具有冷却时加速树脂固化的作用。
根据本发明一些具体实施方案，其中，所述纳米颗粒的分散相为一维或者多维，所述纳米颗粒的粒径为0.1-500nm。
根据本发明一些具体实施方案，其中，所述支撑剂体积密度小于1.7g/cm3。
根据本发明一些具体实施方案，其中，所述支撑剂体积密度0.9-1.7g/cm3。
根据本发明一些具体实施方案，其中，以石英砂为粒子的支撑剂体积密度小于1.6g/cm3；以陶粒为粒子的支撑剂体积密度小于1.7g/cm3。
根据本发明一些具体实施方案，其中，以石英砂为粒子的支撑剂体积密度为1.2-1.6g/cm3；以陶粒为粒子的支撑剂体积密度为1.3-1.7g/cm3。
根据本发明一些具体实施方案，其中，所述支撑剂具有在69Mpa的抗破碎能力测试中低于10％的破碎率。
另一方面，本发明还提供了所述的支撑剂的制备方法，其中，所述方法包括如下步骤：
(1)将粒子加热至230-260(优选为250℃)，倒入混砂容器进行混砂；
(2)将复合材料加入混砂容器中，待混砂容器内温度降至210℃以下时，加入固化剂进行覆膜；
(3)将纳米颗粒混合均匀，并加热至140-160℃(优选为150℃)得到混合物备用；
(4)待混砂容器内温度降至80-150℃时，先后将步骤(3)的混合物、催化剂、胺类添加剂加入到混砂容器中进行混砂；
(5)待混砂容器内的温度降至40-70℃时出砂，冷却、过筛后包装既得。
根据本发明一些具体实施方案，其中，步骤(1)包括将粒子在表面改性剂溶液中浸泡15-20min，干燥后再加热至250℃，倒入混砂容器进行混砂。
根据本发明一些具体实施方案，其中，步骤(1)所述干燥是干燥至粒子含水量控制在1-3wt.％。
通过将粒子含水量控制在1-3wt.％，可以除去支撑剂中的多余水分，而且保持支撑剂外表仍然呈湿润状态，避免水分过高干扰分级技术且后续与覆膜材料混合后，致使覆膜材料发生水化，阻碍粒子的均匀涂布。
根据本发明一些具体实施方案，其中，复合材料、纳米颗粒和粒子的重量比为(5～20):(0.2～10):100。
根据本发明一些具体实施方案，其中，步骤(2)的复合材料是研磨至粒径为20～200μm再加入混砂容器中。
根据本发明一些具体实施方案，其中，步骤(3)是将多元醇树脂和纳米颗粒混合均匀，并加热至140-160℃得到混合物备用。
根据本发明一些具体实施方案，其中，催化剂选自二烷基锡烯。
根据本发明一些具体实施方案，其中，以所述涂层中的树脂材料总重量为100％计，催化剂重量用量为小于等于1％。
再一方面，本发明还提供了所述的支撑剂的制备方法，其中，所述方法包括如下步骤：
(1)将粒子加热至250℃，倒入混砂容器进行混砂；
(2)将复合材料加入混砂容器中，待混砂容器内温度降至210℃时，加入固化剂进行覆膜；
(3)待混砂容器内温度下降到150℃，将配制的表面改性剂水溶液喷入混砂锅；
(4)待混砂容器内温度降至120℃时，在混砂容器转速不低于150转/min条件下，将纳米颗粒的超纯水溶液用热风吹入方式加入混砂容器；
(5)待混砂容器内的温度降至40-70℃时出砂，冷却、晾晒、过筛后包装既得。
根据本发明一些具体实施方案，其中，步骤(3)表面改性剂水溶液中表面改性剂的浓度为5-20w/w％。
根据本发明一些具体实施方案，其中，复合材料、纳米颗粒和粒子的重量比为(5～20):(0.2～10):100。
根据本发明一些具体实施方案，其中，步骤(4)的纳米颗粒的超纯水溶液中纳米颗粒的浓度为45-55mg/ml。
又一方面，本发明还提供了所述的支撑剂在非常规储层水力压裂与常规压裂岩石裂缝支撑与导流中的应用。
本发明所述的石墨烯包括本领域常规使用的石墨烯、以及本领域所常规使用的磁性石墨烯；磁性石墨烯为石墨烯加入磁性颗粒后的物质，具体譬如由负载磁性Fe3O4纳米颗粒的还原氧化石墨烯组成(东纳生物生产)。
综上所述，本发明提供了一种用于非常规储层水力压裂的覆膜支撑剂及制备和应用。本发明的支撑剂具有如下优点：
(1)通过在树脂和聚合物粉末中加入纳米颗粒增强，形成的支撑剂覆膜与骨料之间亲和力更好，骨料与覆膜之间的粘附更强，覆膜后的支撑剂表面完整，且覆膜后的支撑剂圆球度高。
(2)该支撑剂具有优异的温度、pH值及注入水矿化度响应能力，多功能覆膜中使用的纳米增强颗粒的特殊结构使其能够响应特定的PH值或矿化度，通过调整支撑剂颗粒外表聚合物附着量增加或降低在携砂液中的悬浮能力。
(3)该支撑剂可响应于外界光、电磁刺激，根据外界刺激类型及强弱，得益于支撑剂多功能的覆膜结构，实现所期望的润湿性、黏附性、热固性等性能的改变。
(4)得益于多功能覆膜的高分子膜结构，该支撑剂可实现亲油亲水的转变。注入地层时悬浮能力强；能够支撑到压裂新生裂缝，返排时候返排率低。
(5)与传统生产功能性覆膜支撑剂所用覆膜材料和复杂制作工艺相比较，本方法直接利用工业化生产的树脂和聚合物，通过在覆膜材料中选择性添加纳米颗粒增强材料来改善支撑剂性能，可显著简化操作工艺和降低生产费用。
附图说明
图1是实施例1中覆膜支撑剂在瓜胶溶液中100分钟的沉降情况。
图2是对比例1中覆膜支撑剂在瓜胶溶液中100分钟的沉降情况。
具体实施方式
以下通过具体实施例详细说明本发明的实施过程和产生的有益效果，旨在帮助阅读者更好地理解本发明的实质和特点，不作为对本案可实施范围的限定。
骨料粒子选取大庆油田井下作业公司生产的平均粒径为40～70目的石英砂；
聚氨酯为二异氰酸酯和端羟基聚酯为原料制备的聚酯型聚氨酯；
固化剂主要为聚氨酯固化剂(过氧化二苯甲酰)，添加量为聚氨酯和多元醇树脂总量的15～25％；
胺类添加剂为乙胺、乙二胺、胺端基乙二醇、二乙烯三胺、三乙胺中的一种或几种；
磁性石墨烯是由负载磁性Fe3O4纳米颗粒的还原氧化石墨烯组成(东纳生物生产)；
聚苯乙烯微球是由苯乙烯单体经自由聚合反应合成的聚合物微球，尺寸为500±50nm(东纳生物生产)；
催化剂主要为二烷基锡烯；
表面改性剂为硅烷偶联剂KH-550，广州市中杰化工有限公司生产；
纳米颗粒增强材料主要为碳量子点、单壁碳纳米管、双壁及多壁碳纳米管、石墨烯、磁性石墨烯、聚苯乙烯微球、二硫化钼、纳米金、二维过渡金属碳化物、二维过渡金属氮化物或碳氮化物、纳米荧光颗粒中的一种或几种。
实施例1
(1)准备如下材料：骨料100份、聚氨酯3份、多元醇类树脂(羟基当量为50-100的聚酯多元醇聚氨酯)2份、固化剂过氧化二苯甲酰(佛山晟熠生物科技有限公司)1份、催化剂0.003份、碳量子点荧光颗粒0.3份、二维过渡金属碳化物0.1份、石墨烯0.1份、胺类添加剂(乙二胺)0.15份。
(2)将步骤(1)中的骨料加热至250℃左右，倒入混砂锅进行混砂。
(3)将步骤(1)中的聚氨脂加入到混砂锅中，待温度下降到低于210℃时加入固化剂进行覆膜。
(4)将多元醇树脂，碳量子点荧光颗粒、二维过渡金属碳化物、石墨烯混合均匀，加热至150℃左右备用。
(5)待混砂锅温度降至80～150℃时先后加入步骤(4)中的混合物、步骤(1)中的催化剂、胺类添加剂。80℃左右加入胺类添加剂和催化剂。
(6)40～70℃时出砂。
实施例2
(1)准备如下材料：骨料100份、环氧树脂e44(江阴万千化学品有限公司)5份、固化剂过氧化二苯甲酰(佛山晟熠生物科技有限公司)1份、磁性石墨烯0.2份、聚苯乙烯微球0.3份、催化剂0.003份、和表面改性剂2.5份。
(2)将步骤(1)中的骨料加热至250℃左右，倒入混砂锅进行混砂。
(3)将步骤(1)中的环氧树脂加入到混砂锅中，待温度下降到低于210℃时加入固化剂进行覆膜。
(4)待温度下降到150℃，将加水的表面改性剂喷入混砂锅。
(5)待混砂锅温度降至120℃时，将磁性石墨烯的超纯水溶液、聚苯乙烯微球的超纯水溶液用热风吹入方式加入混砂锅，且此时混砂锅转速不低于150转/min。
(6)40～70℃时出砂、晾干。
对比例1
(1)准备如下材料：骨料100份、聚氨酯3份、多元醇类树脂(羟基当量为50-100的聚酯多元醇聚氨酯)2份、固化剂过氧化二苯甲酰(佛山晟熠生物科技有限公司)1份、催化剂0.003份、胺类添加剂(乙二胺)0.15份。
(2)将步骤(1)中的骨料加热至250℃左右，倒入混砂锅进行混砂。
(3)将步骤(1)中的聚氨脂加入到混砂锅中，待温度下降到低于210℃时加入固化剂进行覆膜。
(4)待混砂锅温度降至80～150℃时先后加入步骤(4)中的混合物、步骤(1)中的催化剂、胺类添加剂。80℃左右加入胺类添加剂和催化剂。
(5)40～70℃时出砂。
对比例2
(1)准备如下材料：骨料100份、环氧树脂e44(江阴万千化学品有限公司)5份、固化剂过氧化二苯甲酰(佛山晟熠生物科技有限公司)1份、催化剂0.003份、和表面改性剂2.5份。
(2)将加水的表面改性剂均匀喷洒至加热的骨料表面。
(3)将步骤(2)中的骨料加热至250℃左右，倒入混砂锅进行混砂。
(4)将步骤(1)中的环氧树脂加入到混砂锅中，待温度下降到低于210℃时加入固化剂进行覆膜。
(5)40～70℃时出砂。
按标准SY/T5108-2006压裂支撑剂性能测试推荐方法分别对未覆膜石英砂以及上述实施例和对比例制得覆膜石英砂的圆度、球度、体积密度、视密度、浊度、破碎率进行测试，测得支撑剂的性能指标如下表1所示：
表1：
Figure GDA0002614594290000101
表1中悬浮时间为支撑剂在瓜胶溶液中能自由悬浮的最长时间。其中，实施例1中覆膜支撑剂在瓜胶溶液中100分钟的沉降情况如图1所示，对比例1中覆膜支撑剂在瓜胶溶液中100分钟的沉降情况如图2所示。
表1中交变磁场通过交变电流产生，产生的磁感应强度为0.05～1T。
从表1可以看出，加入在覆膜时加入纳米颗粒增强材料的支撑剂具有接近于1的圆球度，且体积密度和视密度均低于一般树脂覆膜的支撑剂。通过破碎实验结果可以看到，纳米增强材料的加入提高了支撑剂的强度，与常规覆膜相比具有更低的破碎率。
对比例和实施例中的支撑剂相比于未覆膜石英砂性能提升明显，在沉降时间指标上，实施例明显优于对比例，说明该发明支撑剂的悬浮能力更强，相同条件下比常规支撑剂与覆膜支撑剂有更强的适用性。
通过施加交变磁场研究实施例和对比例对电磁刺激的响应能力，结果表明交变磁场作用下，实施例的悬浮性能明显得到提升，悬浮时间增长，且加入磁性石墨烯的实施例2拥有比实施例1更好的电磁响应能力。对比例及未覆膜石英砂在交变磁场作用下悬浮时间基本不变。因此，该多功能覆膜支撑剂具有响应外界电磁刺激的功能。

Claims (17)

1. 一种用于非常规储层水力压裂的多功能覆膜支撑剂，其中，所述支撑剂包含：
A. 以基于所述支撑剂总重量70-99.99%的量存在的粒子，和
B. 包覆在粒子表面并以基于所述支撑剂总重量0.01-30%的量存在的纳米颗粒增强复合材料涂层，所述纳米颗粒增强复合材料包含纳米颗粒和复合材料；纳米颗粒的重量为纳米颗粒增强复合材料涂层总重量的10-20%；所述纳米颗粒选自碳量子点、单壁碳纳米管、双壁及多壁碳纳米管、石墨烯、磁性石墨烯、聚苯乙烯微球、二硫化钼、纳米金、二维过渡金属碳化物、二维过渡金属氮化物或碳氮化物、纳米荧光颗粒中的一种或多种的组合，以纳米颗粒总重量为100%计，磁性石墨烯添加量在总纳米颗粒中的重量百分比大于等于5%；所述复合材料选自酚醛树脂、环氧树脂、呋喃树脂、聚氨酯、和聚脲型聚合物中的一种或多种的组合；且，所述复合材料中至少含有一种树脂材料；
其中，
所述纳米颗粒增强复合材料涂层还包括多元醇类树脂、固化剂和胺类添加剂，所述支撑剂由包括如下步骤的方法制备得到：
（1）将粒子加热至230-260℃，倒入混砂容器进行混砂；
（2）将复合材料加入混砂容器中，待混砂容器内温度降至210℃以下时，加入固化剂进行覆膜；
（3）将多元醇树脂和纳米颗粒混合均匀，并加热至140-160℃得到混合物备用；
（4）待混砂容器内温度降至80-150℃时，先后将步骤（3）的混合物、催化剂、胺类添加剂加入到混砂容器中进行混砂；
（5）待混砂容器内的温度降至40-70℃时出砂，冷却、过筛后包装既得；
或者，
所述纳米颗粒增强复合材料涂层还包括表面改性剂和固化剂，所述支撑剂由包括如下步骤的方法制备得到：
（1）将粒子加热至250℃，倒入混砂容器进行混砂；
（2）将复合材料加入混砂容器中，待混砂容器内温度降至210℃时，加入固化剂进行覆膜；
（3）待混砂容器内温度下降到150℃，将配制的表面改性剂水溶液喷入混砂锅；
（4）待混砂容器内温度降至120℃时，在混砂容器转速不低于150转/min条件下，将纳米颗粒的超纯水溶液用热风吹入方式加入混砂容器；
（5）待混砂容器内的温度降至40-70℃时出砂，冷却、晾晒、过筛后包装既得；
所述多元醇类树脂为聚酯多元醇聚氨酯；所述固化剂为过氧二苯甲酰；所述表面改性剂为硅烷偶联剂；所述胺类添加剂为乙胺、乙二胺、胺端基乙二醇、二乙烯三胺、和三乙胺中的一种或多种的组合。
2.根据权利要求1所述的支撑剂，其中，所述粒子的材料选自矿物、陶瓷、石英砂、坚果壳、砾石、尾矿、煤灰、岩石、熔炉渣、硅藻土、碎木炭、云母、锯屑、木屑和聚合物粒子中的一种或多种的组合。
3.根据权利要求1所述的支撑剂，其中，所述多元醇类树脂为羟基当量为50-100的聚酯多元醇聚氨酯；所述表面改性剂为甲基乙烯基二乙氧基硅烷或3-缩水甘油醚基氧基丙基甲基二甲氧基硅烷。
4.根据权利要求1所述的支撑剂，其中，当多元醇类树脂、固化剂、表面改性剂和胺类添加剂各自独立存在时，多元醇类树脂、固化剂、和胺类添加剂的重量含量为：以所述涂层中的树脂材料总重量为100%计，多元醇类树脂1-6%、固化剂10-40%、胺类添加剂1-10%；表面改性剂的重量含量为：以所述粒子总重量为100%计，为1-50%。
5.根据权利要求1所述的支撑剂，其中，所述纳米颗粒的分散相为一维或者多维，所述纳米颗粒的粒径为0.1-500nm。
6.根据权利要求1~5任意一项所述的支撑剂，其中，所述支撑剂体积密度小于1.7g/cm3。
7.根据权利要求6所述的支撑剂，其中，所述支撑剂具有在69Mpa的抗破碎能力测试中低于10%的破碎率。
8.权利要求1~7任意一项所述的支撑剂的制备方法，其中，所述纳米颗粒增强复合材料涂层包括：多元醇类树脂、固化剂和胺类添加剂，所述方法包括如下步骤：
（1）将粒子加热至230-260℃，倒入混砂容器进行混砂；
（2）将复合材料加入混砂容器中，待混砂容器内温度降至210℃以下时，加入固化剂进行覆膜；
（3）将多元醇树脂和纳米颗粒混合均匀，并加热至140-160℃得到混合物备用；
（4）待混砂容器内温度降至80-150℃时，先后将步骤（3）的混合物、催化剂、胺类添加剂加入到混砂容器中进行混砂；
（5）待混砂容器内的温度降至40-70℃时出砂，冷却、过筛后包装既得。
9.根据权利要求8所述的制备方法，其中，步骤（1）包括将粒子在表面改性剂溶液中浸泡15-20min，干燥至粒子含水量控制在1-3wt.%后再加热至250℃，倒入混砂容器进行混砂。
10.根据权利要求8所述的制备方法，其中，步骤（3）中复合材料、纳米颗粒和粒子的重量比为(5～20):(0.2～10):100。
11.根据权利要求8所述的制备方法，其中，步骤（4）的催化剂选自二烷基锡烯。
12.根据权利要求8所述的制备方法，其中，步骤（4）以所述涂层中的树脂材料总重量为100%计，催化剂重量用量为小于等于1%。
13.权利要求1~7任意一项所述的支撑剂的制备方法，其中，所述纳米颗粒增强复合材料涂层包括表面改性剂和固化剂，所述方法包括如下步骤：
（1）将粒子加热至250℃，倒入混砂容器进行混砂；
（2）将复合材料加入混砂容器中，待混砂容器内温度降至210℃时，加入固化剂进行覆膜；
（3）待混砂容器内温度下降到150℃，将配制的表面改性剂水溶液喷入混砂锅；
（4）待混砂容器内温度降至120℃时，在混砂容器转速不低于150转/min条件下，将纳米颗粒的超纯水溶液用热风吹入方式加入混砂容器；
（5）待混砂容器内的温度降至40-70℃时出砂，冷却、晾晒、过筛后包装既得。
14.根据权利要求13所述的制备方法，其中，步骤（3）的表面改性剂水溶液的浓度为5-20w/w%。
15.根据权利要求13所述的制备方法，其中，步骤（4）的纳米颗粒的超纯水溶液中纳米颗粒的浓度为45-55mg/ml。
16.根据权利要求13所述的制备方法，其中，步骤（4）中复合材料、纳米颗粒和粒子的重量比为(5～20):(0.2～10):100。
17.权利要求1~7任意一项所述的支撑剂在非常规储层水力压裂与常规压裂岩石裂缝支撑与导流中的应用。
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