一种树脂覆膜砂支撑剂的研究及现场应用

讨论了制备用作压裂支撑剂的树脂覆膜砂使用的树脂和固化剂的选择、包胶设备及工艺。选用软化点>80℃、富含酸基并中和成盐、在水中易乳化的改性双酚A环氧树脂和中温固化的潜伏型固化剂,制备了树脂覆膜石英砂。该覆膜砂的导流能力在闭合压力>15 MPa时明显高于原始石英砂,>40 MPa时与52 MPa陶粒相当或略好;该覆膜砂的52 MPa和70 MPa破碎率远小于石英砂,仅为3.01%和7.00%,浊度、圆度、球度、酸溶度均好于石英砂。井深3750 m、油层温度130℃、原始压力系数高达1.8的某油井,1987年用普通陶粒压裂后投产,返吐砂量0.544 m3;1988年用普通陶粒压裂酸化后,砂面高于人工井底45.35 m;2003年压裂中使用该覆膜砂38 m3,压裂后未返吐砂,产油量增加,有效期已超过6个月。图2表2参5。

树脂覆膜的支撑剂的专利发展情况

概述了树脂覆膜的支撑剂的结构与特点及其国内外发展情况,并着重分析了几种近年来发展出的几种新型树脂覆膜支撑剂,并指出了目前树脂覆膜支撑剂的存在的部分问题以及发展方向。

树脂覆膜支撑剂抗破碎能力测试方法研究

针对行业标准SY/T5108-2006中抗破碎能力测试方法不适用于树脂覆膜支撑剂的问题,建立了适合的检测方法,将抗破碎承压试验后的样品置于600℃下烧蚀2h将树脂层去掉,再进行骨料筛分。并通过90℃、2%KCl溶液中浸泡24h后进行抗破碎能力测试,模拟了湿态下石英砂和树脂覆膜支撑剂的抗破碎能力测试,同时还进行了显微镜观察及导流能力测试,辅助分析认为石英砂经树脂完整覆膜后可以大大改善其抗压强度和导流能力(70MPa下850-425μm的树脂覆膜支撑剂导流能力可达到30μm2·cm)。

预固化树脂覆膜砂的研究

开发了一种制备预固化树脂覆膜石英砂支撑剂的方法。石英砂加热至110～350℃，置于混砂机内搅拌。依次往石英砂中加入偶联剂、树脂和增韧剂。搅拌10～20s后，加入固化剂使其表面覆膜树脂开始固化。搅拌60～120S后，加入硬脂酸钙。继续搅拌60～180s后，覆膜石英砂颗粒流动自如。冷却、过筛即可得到树脂覆膜石英砂。讨论了树脂的种类和含量、偶联剂和增韧剂对石英砂表面光滑度、圆度、球度、密度、酸溶解度、破碎率及导流能力的影响。石英砂被覆膜树脂后同中密度的陶粒支撑剂（52MPa）相比，具有密度小、酸溶解度低、抗破碎能力强和短期导流能力好等特性。预固化树脂砂的价格和施工成本都比陶粒低，现场施工已证明。使用预固化树脂砂不仅提高了原油产率，而且延长了压裂后的时效性，是一种具有发展前景的压裂支撑剂。

树脂包覆免烧超低密度支撑剂性能研究

滑溜水压裂液是页岩储层改造的首选体系。为解决滑溜水压裂中支撑剂沉降速度快,不能完全充填产层及充填层泥化问题,采用固体废渣为基体材料制备了树脂包覆免烧超低密度压裂支撑剂。运用XRD、MIP、SEM和筒压法分析了支撑剂物相组成及树脂浸渍包覆对其体积密度、视密度、抗破碎能力、显气孔率、气孔孔径分布和微观形貌的影响。通过比较树脂改性前后支撑剂力学性能,得到树脂浓度为25wt%时填充效果最佳,显气孔率比支撑剂基体降低了80.1%,其结构致密、破碎率低;当支撑剂浸渍体包覆树脂含量6%时,颗粒表面和内部孔洞得到二次填充,颗粒显气孔率降低至7.13%,其体积密度为0.86 g/cm3,视密度为1.29 g/cm3,浊度为3.65NTU,酸溶解度为0.35%,在35 MPa和52 MPa闭合压力下破碎率分别为7.3%和9.0%。

金属基覆铜板高导热半固化膜的制备及其成膜性研究

以环氧树脂（EP）为连续相,线性PF（酚醛树脂）为固化剂,向EP中添加不同类型、粒度和比例的粉体颗粒;在高速分散机作用下将粉体颗粒分散均匀,制得高导热半固化膜材料。研究结果表明：以α-氧化铝为基础填料、硅烷偶联剂为成膜剂以及控制半固化时的升温速率,并且当m（1-5μm氧化铝）∶m（1-5μm氮化铝）∶m（1-5μm氮化硼）=3∶4∶1时,可制得综合性能良好的金属基覆铜板用高导热成膜物质。

提高树脂覆膜砂性能的途径

针对树脂覆膜砂的强度、固化速度、耐热性、溃散性以及热膨胀等几项主要性能,阐述了对其改进和提高的措施.

可延时固化的网络覆膜砂研究

开发的适合于多层防砂的KV-3型网络覆膜砂,可以延时固化,具有较高的强度和渗透率,因此可以用一次防砂管柱实现多层防砂施工的目的,人为地控制固化。该网络覆膜砂具有较高的强度和渗透率,在70℃左右条件下,固化剂质量分数为25%-30%时,抗折强度可达2.5MPa,抗压强度可达4.7MPa。

KV-3可延时固化的网络覆膜砂研究

本文介绍了KV - 3型网络覆膜砂的延时固化原理 ,新型树脂的筛选、新型覆膜砂的制备、延时固化剂的筛选 ,以及加入网络剂后各种相关性能考察。通过研究认为 ,开发的KV - 3型网络覆膜砂可人为控制固化 ,同时具有较高的强度和渗透率 ,在一定的压力和排量下有防止覆膜砂反吐的功能 ,因此 。

KV-3可延时固化的网络覆膜砂研究

疏松砂岩油藏开发到中后期,射开的油层越来越多,由于油层出砂而造成的亏空越大,防砂的难度就越大。针对这一问题,开发了适合于多层防砂的KV-3型可以延时固化的网络树脂覆膜砂,介绍了KV-3型网络覆膜砂的延时固化原理及其各种相关性能的评价。通过研究认为,开发的KV-3型网络覆膜砂可以人为控制固化,同时具有较高的强度和较高的渗透率,因此可以用一次防砂管柱实现多层防砂施工的目的。

热塑性酚醛树脂覆膜砂的研究进展

综述了生产热塑性酚醛树脂覆膜砂的原材料 ,混砂工艺 ,再生砂和理论进展等 ,并提出今后覆膜砂的发展方向。

新型页岩气田压裂用低密度支撑剂的研制

页岩气储层具有低孔隙度、低渗透率特点,需要使用低密度支撑剂以降低压裂液中聚合物用量,减小对页岩气储层的伤害。优选出一种低密度桃壳作为基材,采用酚醛树脂浸泡和环氧树脂二次覆膜的方法,研制出一种低密度支撑剂。支撑剂密度为1.19 g/cm3;在60 MPa压力下,支撑剂的形变量和破碎率仅为6.80%和2.68%,具有较强的抗压能力;支撑剂能够悬浮在0.15%胍胶压裂液中,降低了所需稠化剂的加量;热重分析表明,该支撑剂承受温度为280℃,具有良好的热稳定性;扫描电镜分析表明,环氧树脂二次覆膜能够覆盖酚醛树脂固化产生的气孔,降低了支撑剂吸水率。

陶粒支撑剂的研究及应用进展

深层、低渗透、高闭合压力储层将是未来油气田水力压裂的主要区域,陶粒支撑剂因在水力压裂作业中起到支撑裂缝、提高导流率、增加油气产量的作用而备受关注。随着高品位铝矾土资源日渐枯竭,低铝质原料成为制备陶粒支撑剂的主要原料,目前主要包括低品位铝矾土、硅铝质固体废弃物以及其他材料。本文在总结大量文献的基础上,阐述了低铝质原料制备陶粒支撑剂所具有的优势以及存在强度不足的缺陷。之后针对这一问题,文章提出了覆膜增强和添加剂增强两种增强方式,系统讨论了预固化覆膜增强、可固化覆膜增强、液相助熔增强和畸化晶格增强对陶粒支撑剂强度的影响,总结出针对于不同原料制备、不同应用环境下的陶粒支撑剂最佳的增强方式。最后对陶粒支撑剂未来潜在发展方向进行了展望。

树脂覆膜支撑剂研究进展

综述了国内外预固化和可固化树脂覆膜支撑剂的制备、改性研究及应用进展,并指出了目前树脂覆膜支撑剂存在的问题和今后的发展方向。

我国覆膜砂的现状及其展望

简要回顾了我国覆膜砂的发展历程,分析了覆膜砂生产与应用中仍存在的问题,浅述了覆膜砂行业的发展方向.

国外壳型铸造覆膜砂应用的新动向

针对当前对覆膜砂的性能越来越高的应用需求,介绍了国外几种新型覆膜砂-低气味、无公害覆膜砂,激光快速成型用覆膜砂,低成本树脂覆膜砂,快速固化覆膜砂的技术发展动向.

纸塑光敏覆膜胶的研制

通过自制EA树脂、有机硅改性光敏促进剂和市售的活性单体、光引发剂配制的纸塑光敏覆膜胶 。

无氨固化型环保覆膜砂的制备与性能研究

为解决传统覆膜砂固化放出的氨气危害问题,采用邻甲酚醛环氧树脂(o-CFER)、多官能团酸类或胺类化合物为原料,利用环氧基团在羧基作用下的开环反应交联固化,制备了新型无氨固化环保型覆膜砂。采用示差扫描量热仪测试了几种固化剂与o-CFER反应的固化曲线,结果表明柠檬酸可在190℃下使o-CFER固化,故采用柠檬酸为固化剂,并通过拉伸性能和弯曲性能测试研究了硅烷偶联剂、固化促进剂和小分子环氧化合物异氰尿酸三缩水甘油酯对(TGIC)等助剂对覆膜砂性能的影响。结果表明,采用树脂质量0.8%的脲丙基三乙氧基硅烷处理原砂,固化剂质量10%的2-乙基-4-甲基咪唑作促进剂,再添加树脂质量10%的TGIC所得的覆膜砂强度较好,固化过程安全环保。

专利摘要

150701铸造用无氨固化剂的树脂覆膜砂的制备[欧洲]US2010286306, 2010.11.11, Kems Kelley J, Fairmount Minerals Ine[美国] 本专利涉及一种不含有氨类固化剂的树脂覆膜砂的制备方法。为了降低树脂覆膜砂的气味，该覆膜砂由固体粉状热固性酚醛树脂或其他固化剂取代乌洛托平的固化剂，和一般热塑性酚醛树脂等材料组成。为了进一步降低该树脂覆膜砂在使用过程中的氨和酚等的气味，最好再加入一种由胺缓冲剂和掩蔽剂按1：1混合液构成的附加物。

新型环保自硬砂的研制及应用

研究了一种不需加热、吹气,成型后自然放置便可硬化的铸造砂。该砂在未硬化前的形态与酚醛树脂覆膜砂很相似,是一种将树脂和固化剂均匀涂覆在砂粒表面,经加工处理制成的干态砂。与酚醛树脂覆膜砂所不同的是,该砂不需加热,使用前加入一定量的水,成型后便可得到高强度的型芯。该砂是一种新概念的铸造砂,很适合中小铸造厂制芯、造型。