一种树脂覆膜彩砂压裂支撑剂的制备方法及其应用

技术领域

本发明涉及支撑剂生产技术领域，尤其涉及一种树脂覆膜彩砂压裂支撑剂的制备方法及其应用。

背景技术

在油田开采过程中，随着油田开采的不断进行，地层能量也会随之不断下降，此时油井内部的压差就会不断增大，进而导致油井出砂的问题不断严重，油井出砂会对其产能造成比较大的影响。地层出砂会进入到井筒中，可能会造成管线和设备堵塞情况的出现，或者对泵造成破坏，甚至可能会导致井壁坍塌的问题，造成套管变形损坏，最终使油井不能够继续生产，而且会影响后续开采和最终的采收率，因此加强对油井出砂机理的研究，针对油井出砂机理采取有效的防砂措施来对油井出砂问题进行预防，对于保证油田产能的稳定，提高最终采收率具有重要的意义。

现支撑剂发生出砂时，现场人员不能确定是哪个规格支撑剂出砂量最大，不确定哪段油路不适合开采，进行更换支撑剂规格，为此我们提出了一种树脂覆膜彩砂压裂支撑剂的制备方法及其应用来解决上述问题。

发明内容

本申请提供了一种树脂覆膜彩砂压裂支撑剂的制备方法及其应用，解决了石油的现成生产过程中，发生出砂时，不能判断出砂规格的问题。

本申请提供了一种树脂覆膜彩砂压裂支撑剂，包括以下步骤：

S1，选择符合标准的支撑剂，倒入搅拌机中；

S2，称取支撑剂重量0.8-1.0％的色浆，将所述色浆倒入所述搅拌机中混砂；

S3，将涂有色浆涂层的支撑剂加至混砂机，加热至180-240℃并搅拌；

S4，称取支撑剂重量0.8-1.2％的环氧树脂和1.2-1.8％的酚醛树脂，加入所述混砂机中，搅拌至混色均匀；

S5，称取树脂重量15％的六亚甲基四胺加入所述混砂机中，搅拌至环氧树脂固化，冷却至常温；

S6，筛分获得所需规格的树脂覆膜彩砂压裂支撑剂。

优选地，所述支撑剂为石英砂或陶粒。

优选地，所述支撑剂的加工规格为20-40目、30-50目、40-70目和70-140目。

优选地，所述色浆为油性色浆。

优选地，添加所述色浆时，以每分钟1-2公斤的速度进行添加，添加完毕后搅拌3分钟。

优选地，所述环氧树脂和所述酚醛树脂的比例为1：1.5。

优选地，所述色浆和所述支撑剂通过混凝土搅拌机进行搅拌。

一种树脂覆膜彩砂压裂支撑剂的应用，将上述所得的不同颜色的树脂覆膜彩砂压裂支撑剂应用于石油开采。

由以上技术方案可知，本申请提供了一种树脂覆膜彩砂压裂支撑剂，本申请中通过不同颜色的色浆，对不同粒径的支撑剂进行染色处理，均匀染色后，通过加热的方式在其表面均匀的包覆一层树脂，树脂包覆均匀固化后，检验合格，进行使用，在使用过程中，一旦油井发生出砂现象，可根据颜色快速确定油井出砂规格，更换支撑剂规格。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

1、通过在支撑剂包覆树脂前涂覆色浆，能够标注不同粒径支撑剂进行不同的颜色的标记，在使用过程中能够及时发现出砂支撑剂的颜色，从而快速做出判断，进行更换；

2、通过支撑剂的覆膜处理，不仅提高了支撑剂的流动性，还进一步的提高了支撑剂的强度。

综上所述，本申请，通过对不同规格支撑剂进行不同染色覆膜处理，发生出砂时可以通过出砂颜色确定支撑剂规格，并进行更换支撑剂，同时为相同地貌提供数据支撑，减少出砂量，增大产油。

附图说明

为了更清楚地说明本申请的技术方案，下面将对实施案例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，对于本领域普通技术人员而言，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明提出的一种树脂覆膜彩砂压裂支撑剂的生产工艺图。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本申请中的技术方案，下面将结合附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。

参见图1，现有支撑剂颜色大致相同，发生出砂时不能根据出砂的颜色确定是哪个规格支撑剂出砂量最大，本申请对不同规格支撑剂进行不同染色覆膜处理，发生出砂时可以通过出砂颜色确定支撑剂规格，并进行更换支撑剂，同时为相同地貌提供数据支撑，减少出砂量，增大产油，具体的一种树脂覆膜彩砂压裂支撑剂，包括以下步骤：

S1，选择符合标准的支撑剂，本申请中主要对20-40目，30-50目，40-70目，70-140目的支撑剂进行处理，对不同规格的支撑剂进行不同的颜色处理，处理时取所需的支撑剂倒入搅拌机中，支撑剂为石英砂或陶粒，现进行搅拌，支撑剂需干燥无结块；

S2，称取支撑剂重量0.8-1.0％的色浆，色浆为油性色浆，同一规格的支撑剂选用同一颜色的色浆，用于区分支撑剂规格，当支撑剂中的颜色色差比较大时，可提高色浆的比重，用于提高支撑剂颜色的均匀度，将色浆倒入搅拌机中混砂，在倒入色浆时，以每分钟1-2公斤的速度进行添加，添加完毕后搅拌3分钟，色浆和支撑剂通过混凝土搅拌机进行搅拌，使颜色混色均匀；

S3，将涂有色浆涂层的支撑剂加至混砂机，由于生产量较大，混砂机与搅拌机同时进行工作，先通过搅拌机进行混色，在通过混砂机进行加热，可提高生产效率，具体的加热至180-240℃并搅拌，温度与颗粒度呈反比，颗粒度越小温度越高，提高附着效果；

S4，称取支撑剂重量0.8-1.2％的环氧树脂和1.2-1.8％的酚醛树脂，具体添加时，可将环氧树脂和酚醛树脂的比例为1：1.5，该比例下，树脂材料的附着性好，耐溶剂下腐蚀性好，可在石油开采的复杂环境下使用，添加时，加入混砂机中，可以一次性添加，搅拌至混色均匀；

S5，称取树脂重量15％的六亚甲基四胺加入混砂机中，对树脂材料进行固化，以使支撑剂能够在高温环境下保持状态，不发生脱落，搅拌至环氧树脂固化，冷却至常温，冷却过程中可持续的进行搅拌；

S6，筛分获得所需规格的树脂覆膜彩砂压裂支撑剂，筛选合格的支撑剂，不仅附着有均匀的颜色，还进一步的提高了支撑剂产品的整体性能。

本申请中还包括一种树脂覆膜彩砂压裂支撑剂的应用，将上述所得的不同颜色的树脂覆膜彩砂压裂支撑剂应用于石油开采。

下面结合具体实施方式进行根据的说明；

实施例1

称取20-40目石英砂800kg，6.4Kg色浆，6.4kg环氧树脂和9.6kg酚醛树脂和2.4kg六亚甲基四胺。

将通过皮带输送机将石英砂送至搅拌机中，加入色浆至搅拌机中搅拌3分钟，颜色混合均匀后，将涂覆有色浆的石英砂送至混砂机中加热至220℃，加入环氧树脂和酚醛树脂，搅拌均匀后，加入六亚甲基四胺至树脂充分固化，冷却降至室温。

实施例2

称取30-50目石英砂800kg，6.4Kg色浆，8kg环氧树脂和12kg酚醛树脂和3kg六亚甲基四胺。

将通过皮带输送机将石英砂送至搅拌机中，加入色浆至搅拌机中搅拌3分钟，颜色混合均匀后，将涂覆有色浆的石英砂送至混砂机中加热至230℃，加入环氧树脂和酚醛树脂，搅拌均匀后，加入六亚甲基四胺至树脂充分固化，冷却降至室温。

实施例3

称取40-70目石英砂800kg，6.4Kg色浆，8.2kg环氧树脂和12.3kg酚醛树脂和3.075kg六亚甲基四胺。

将通过皮带输送机将石英砂送至搅拌机中，加入色浆至搅拌机中搅拌3分钟，颜色混合均匀后，将涂覆有色浆的石英砂送至混砂机中加热至230℃，加入环氧树脂和酚醛树脂，搅拌均匀后，加入六亚甲基四胺至树脂充分固化，冷却降至室温。

实施例4

称取40-70目陶粒800kg，6.4Kg色浆，8.5kg环氧树脂和13kg酚醛树脂和3.225kg六亚甲基四胺。

将通过皮带输送机将石英砂送至搅拌机中，加入色浆至搅拌机中搅拌3分钟，颜色混合均匀后，将涂覆有色浆的石英砂送至混砂机中加热至230℃，加入环氧树脂和酚醛树脂，搅拌均匀后，加入六亚甲基四胺至树脂充分固化，冷却降至室温。

实施例5

称取70-140目陶粒800kg，6.4Kg色浆，9.64kg环氧树脂和14.4kg酚醛树脂和3.6kg六亚甲基四胺。

将通过皮带输送机将石英砂送至搅拌机中，加入色浆至搅拌机中搅拌3分钟，颜色混合均匀后，将涂覆有色浆的石英砂送至混砂机中加热至230℃，加入环氧树脂和酚醛树脂，搅拌均匀后，加入六亚甲基四胺至树脂充分固化，冷却降至室温。

对上述实施例中获得的产品进行取样分析，评价支撑剂的稳定性；

具体的，对支撑剂的物理性能和化学性能进行评价。

取规格为20-40目、30-50目、40-70目和70-140目的石英砂、实施例1、实施例2、实施例3、实施例4和实施例5样品各8份，每份样品质量100±0.1g，将100g树脂覆膜彩砂压裂支撑剂样品倒入排放好的标准筛顶筛，再将标准筛放置在振动筛上，筛10min后，依次称出每个筛子及底盘上的支撑剂质量，并计算出各粒径范围的质量分数。如果累积量与试样相差0.5％，应更换样品并重新测试。

取实施例1、实施例2、实施例3、实施例4和实施例5的样品各1份，进行酸解度实验，酸液采用土酸体系，具体配制方法同SY/T5108-2014《水力压裂和砾石充填作业用支撑剂性能测试方法》第8章，将适量经过破胶处理的支撑剂样品在105℃下烘干1h，然后放在干燥器内冷却0.5h，称取上述经过处理的支撑剂样品5g±0.001g，在250ml聚四氟乙烯烧杯内加入，配置好的土酸溶液，再将已称好的5g样品倒入烧杯内，将盛有酸溶液和支撑剂样品的有盖聚四氟乙烯烧杯放在66℃的水浴内恒温0.5h。注意不要搅动，不要使其受污染，将定性滤纸放入聚四氟乙烯布氏漏斗中，在105℃下烘干1h，称量并记录其质量，而后放在真空过滤设备上待用，将支撑剂样品及酸液倒入聚四氟乙烯布氏漏斗，要确保将聚四氟乙烯烧杯内所有支撑剂颗粒都倒入聚四氟乙烯布氏漏斗，然后进行真空抽滤，在1min内除去酸液，抽滤过程中用蒸馏水将支撑剂样品分别冲洗3次，每次用20ml的蒸馏水，直至冲洗液pH值显示中性为止，将聚四氟乙烯布氏漏斗及其内的支撑剂样品一起放入烘箱内在105℃下烘干至少1h，然后放入干燥器内冷却0.5h，将冷却的聚四氟乙烯布氏漏斗及支撑剂样品一起称量并记录其质量。

取实施例1、实施例2、实施例3、实施例4和实施例5的样品各1份，进行浊度，在250ml广口瓶内放入30g经过破胶处理的支撑剂，在上述广口瓶内倒入100ml蒸馏水，静置30min，用手水平往复摇动0.5min，60次(不能搅动)，静置5min，调试浊度仪，开启仪器电源，预热30分钟；保证浊度标准板和比色皿的清洁；依次进行空气校零、浊度标准板调至标定值、蒸馏水调零，将制备好的样品用医用注射器按仪器说明注入相应的比色皿中，放入仪器进行测量，直接从仪器显示屏上读取浊度值。

取实施例1、实施例2、实施例3、实施例4和实施例5的样品各6份，进行抗破碎能力测试，相同的两份支撑剂混合呈一份200g的样品，选择适用于支撑剂样品规格的顶筛和底筛的目径，准备组筛，然后将组筛放入筛子振动机内。将支撑剂样品倒入顶部筛子内，盖上盖子。将组筛在振筛机内，振动10min，取出组筛，将遗留在顶筛和底盘内的样品全部倒掉。仅留下底筛内的样品用于破碎率实验。实验方法按SY/T 5108-2014《水力压裂和砾石充填作业用支撑剂性能测试方法》第11.5章支撑剂破碎率测试方法，每个样品做3个平行样，取算术平均值为测试结果。每个测试值与算术平均值之差不大于10％，测试结果的数值修约依据GB/T 8170-2008进行。

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本发明中，52MPa下破碎率小于9％的覆膜彩砂，提供的样品的破碎率技术指标能够满足52MPa闭合压力地层条件下的使用。

且在红外鼓风干燥箱加热到50℃放入彩砂并停止加热直至冷却至室温，颜色无变化。

将侵泡后72小时后的样品进行搅拌沉降后，将上层液体与样品分离，放入烧杯内，加入破胶剂(过硫酸胺)破胶，观察液体中是否出现颜色变化，烧杯底部未出现脱落的颜色彩壳或颜色物质，表明彩砂在测试的时间内，其覆膜壳是稳定的。由于试验室测试时间和设备有限，不能判断覆膜砂的老化具体时间周期。但是从调研的资料表明，环氧树脂是一种耐油、耐酸碱的材料，此类覆膜颗粒在地层温度、地层压力下，抗老化性的时间约10年

本发明中，本申请中通过不同颜色的色浆，对不同粒径的支撑剂进行染色处理，均匀染色后，通过加热的方式在其表面均匀的包覆一层树脂，树脂包覆均匀固化后，检验合格，进行使用，在使用过程中，一旦油井发生出砂现象，可根据颜色快速确定油井出砂规格，更换支撑剂规格。

本领域技术人员在考虑说明书及实践这里公开的申请后，将容易想到本申请的其它实施方案。本申请旨在涵盖本申请的任何变型、用途或者适应性变化，这些变型、用途或者适应性变化遵循本申请的一般性原理并包括本申请未公开的本技术领域中的公知常识或惯用技术手段。说明书和实施例仅被视为示例性的，本申请的真正范围由权利要求指出。

应当理解的是，本申请并不局限于上面已经描述并在附图中示出的精确结构，并且可以在不脱离其范围进行各种修改和改变。以上所述的本申请实施方式并不构成对本申请保护范围的限定。