專利名稱：一種高強(qiáng)度高滲透率防砂套管的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種采油用防砂套管，屬于采油技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
油田 原油粘稠度大，巖層空隙率低，空隙連通性差，給采油工作帶來了很大困難。為了提高原油采收率及采油速度，傳統(tǒng)的方法是采用壓裂支撐劑來提高巖層空隙率和空隙連通性。常用的壓裂支撐劑主要為石英砂和陶粒砂。石英砂價格低廉，但是強(qiáng)度不高，抗破碎能力較差，破碎時產(chǎn)生大量的碎片和細(xì)粉砂，這些細(xì)粉砂在裂縫中遷移并堵塞裂縫，從而降低裂縫的導(dǎo)通能力；陶粒砂的抗破碎能力高，但其價格較貴，并且其密度較大，在施工中要求攜砂液的粘度高，能量耗費(fèi)大，整個工程費(fèi)用也很高。上述壓裂支撐劑無法同時滿足低成本與高抗破碎能力的要求。傳統(tǒng)支撐劑獲得高強(qiáng)度的方式為在骨料顆粒的表面包覆一層或者多層樹脂膜。但由于井下環(huán)境非常復(fù)雜，支撐劑表面的樹脂膜會受到巖層中油、油氣、水、鹽水，以及通常伴隨的蒸汽、酸堿腐蝕性液體、微生物等的侵蝕，造成包覆層的腐蝕、降解、脫落等，從而無法真正提高支撐劑的強(qiáng)度。更為重要的是，近年來，井壁周圍出砂對于采油工作的危害日益凸顯:主要表現(xiàn)為:使地面和井下設(shè)備嚴(yán)重磨蝕，甚至造成砂卡；使得沖砂檢泵、地面清罐等維修工作量劇增；砂埋油層或井筒砂堵會造成油井停產(chǎn)；出砂嚴(yán)重時還會引起井壁甚至油層坍塌從而造成油井報(bào)廢。因此，急需一種適用于井壁周圍防砂的防砂工具。但是，傳統(tǒng)壓裂支撐劑為顆粒狀，只適合在閉合壓力下填充巖層間隙使用，不適用于井壁周圍防砂，并且鑒于傳統(tǒng)壓裂支撐劑的高成本以及強(qiáng)度低的缺陷，若對傳統(tǒng)顆粒狀的壓裂支撐劑進(jìn)行簡單結(jié)構(gòu)改變，將其用于井壁周圍防砂，則需要綜合考量其對于固化成型性、高強(qiáng)度、高透油阻水性能等多重性能的要求。

發(fā)明內(nèi)容
因此，本發(fā)明要解決的技術(shù)問題在于提供一種適于固化成型的、具有較高強(qiáng)度以及較高的透油阻水性能的能夠適用于井壁周圍防砂的防砂套管。為此，本發(fā)明提供一種高強(qiáng)度高滲透率防砂套管，包括管體，適于插入井壁周圍，所述管體包括以下組分:骨料顆粒、包覆于所述骨料顆粒表面的樹脂、添加在所述樹脂中的固化劑、易于被所述樹脂包覆形成微納米結(jié)構(gòu)的無機(jī)填料以及硅烷偶聯(lián)劑，所述樹脂為環(huán)氧值為0.01-0.03eq/100g的環(huán)氧改性有機(jī)硅樹脂，所述樹脂與所述骨料顆粒的重量百分比為0.5-10:100，所述固化劑與所述樹脂的重量百分比為15-20:100，所述無機(jī)填料與所述樹脂的重量百分比為1-50:100 ;所述硅烷偶聯(lián)劑與所述樹脂的重量百分比為
0.2-2:100。所述無機(jī)填料為氧化鋁粉或硅微粉，所述氧化鋁粉或者硅微粉的粒徑為25 μ m-15 μ m。
所述無機(jī)填料與所述樹脂膜的重量百分比為15-20:100。所述固化劑為聚硫醇固化劑。所述樹脂中還添加有高分子表面活性劑和疏水性高分子。所述高分子表面活性劑為聚甲基氫硅氧烷或聚醚二甲基硅氧烷，所述疏水性高分子為聚硅氧烷或聚硅氧烷衍生物。本發(fā)明還提供一種高強(qiáng)度高滲透鋁防砂套管的制備方法，依次包括以下步驟:
A.將骨料顆粒倒入混砂機(jī)中攪拌，然后加入液態(tài)的環(huán)氧值為0.01-0.03eq/100g的環(huán)氧改性有機(jī)硅樹脂，所述環(huán)氧改性有機(jī)硅樹脂與所述骨料顆粒的重量百分比為
0.5-10:100,并攪拌形成均勻骨料顆粒-液態(tài)樹脂混合料；
B.向經(jīng)過所述步驟A處理得到的混合料中加入固化劑、硅烷偶聯(lián)劑以及易于被所述樹脂包覆形成微納米結(jié)構(gòu)的無機(jī)填料，所述固化劑與所述樹脂的重量百分比為15-20:100，所述無機(jī)填料與所述樹脂的重量百分比為1-50:100 ;所述硅烷偶聯(lián)劑與所述樹脂的重量百分比為0.2-2:100, 以使所述環(huán)氧改性有機(jī)硅樹脂在所述骨料顆粒和所述無機(jī)填料的表面，得到初步固化的骨料顆粒-樹脂膜-無機(jī)填料混合料；
C.將步驟B中得到的骨料顆粒-樹脂膜-無機(jī)填料混合料從混砂鍋中取出，裝入管狀的模具中夯實(shí)，待所述骨料顆粒-樹脂膜混合料完全固化后脫模，得到高滲透高強(qiáng)度的防砂套管。 在所述步驟B中加入的所述無機(jī)填料為氧化鋁粉或硅微粉，所述氧化鋁粉或者硅微粉的粒徑為25 μ m-15 μ m。在所述步驟B中，加入的所述固化劑為聚硫醇固化劑。在所述步驟B中，在加入所述固化劑之前還包括先加入高分子表面活性劑后加入疏水性高分子的步驟，所述高分子表面活性劑為聚甲基氫硅氧烷或聚醚二甲基硅氧烷，所述疏水性高分子為聚硅氧烷或聚硅氧烷衍生物。本發(fā)明高強(qiáng)度高滲透防砂套管具有以下優(yōu)點(diǎn):
本發(fā)明提供的高強(qiáng)度高滲透率防砂套管，包括管體，適于插入井壁周圍，所述管體包括以下組分:骨料顆粒、包覆于所述骨料顆粒表面的樹脂、添加在所述樹脂中的固化劑、易于被所述樹脂包覆形成微納米結(jié)構(gòu)的無機(jī)填料以及硅烷偶聯(lián)劑，所述樹脂為環(huán)氧值為
0.01-0.03eq/100g的環(huán)氧改性有機(jī)硅樹脂，所述樹脂與所述骨料顆粒的重量百分比為
0.5-10:100，所述固化劑與所述樹脂的重量百分比為15-20:100，所述無機(jī)填料與所述樹脂的重量百分比為1-50:100;所述硅烷偶聯(lián)劑與所述樹脂的重量百分比為0.2-2:10。本發(fā)明的防砂套管采用管體結(jié)構(gòu)，適于插入井下與井壁配合，能夠適用于井壁防砂。環(huán)氧值為
0.23-0.56eq/100g環(huán)氧改性有機(jī)樹脂具有較高的強(qiáng)度、附著力以及固化收縮率，能與骨料顆粒保持較好的粘結(jié)強(qiáng)度，穩(wěn)定性較好。并且，加入硅烷偶聯(lián)劑之后，所述硅烷偶聯(lián)劑的親有機(jī)部分與樹脂連接，親無機(jī)部分與骨料顆粒連接，進(jìn)一步增大了樹脂與骨料顆粒的粘結(jié)強(qiáng)度，避免了傳統(tǒng)支撐劑中在基體表面覆膜后容易導(dǎo)致膜體脫落從而造成強(qiáng)度以及導(dǎo)流能力降低的缺陷。并且，本申請的防砂套管在樹脂中還添加有無機(jī)填料，所述無機(jī)填料被樹脂包圍，從而在樹脂的表面形成微納米結(jié)構(gòu)，增大與水分子的接觸角，從而提高了本申請的防砂套管的透油阻水性能。另外，本申請的環(huán)氧改性有機(jī)硅樹脂的分子中的硅進(jìn)一步提高了本申請的防砂套管的透油阻水性能。
2.本發(fā)明提供的防砂套管的所述無機(jī)填料與所述樹脂膜的重量百分比為15-20:100。無機(jī)填料添加越多，本申請的防砂套管的透油阻水性能越好，但是無機(jī)填料添加過多，將使得樹脂成為不連續(xù)的相，從而降低防砂套管的強(qiáng)度，申請人經(jīng)驗(yàn)反復(fù)試驗(yàn)確定所述無機(jī)填料與所述樹脂膜的重量百分比為15-20:100，這一重量百分比可以在確保強(qiáng)度的同時，提高透油阻水性能。3.本發(fā)明提供的防砂套管的所述無機(jī)填料為為氧化鋁粉或硅微粉，所述氧化鋁粉或者硅微粉的粒徑為25 μ m-15 μ m,合適的粒徑的選擇不但有利于形成微納米結(jié)構(gòu)，也有利于提聞強(qiáng)度。4.本發(fā)明提供的防砂套管的所述固化劑為聚硫醇固化劑，其不但滿足普通固化劑較好的韌性和常溫下固化環(huán)氧的性能，提高成型性，并且其能夠與環(huán)氧改性有機(jī)硅樹脂相互作用提高成品的強(qiáng)度以及耐鹽水的性能，而且，其分子中的硫元素進(jìn)一步提高了其疏水性能。

5.本發(fā)明提供的高強(qiáng)度高滲透率防砂套管，所述管體的組分中還包括添
加在樹脂中的高分子表面活性劑以及疏水性高分子，所述高分子表面活性劑為聚甲基氫硅氧烷或聚醚二甲基硅氧烷，所述疏水性高分子為聚硅氧烷或聚硅氧烷衍生物。加入高分子表面活性劑，一方面相對于低分子表面活性劑而言，高分子表面活性劑的分散性、增稠性更優(yōu)，可以使加入的固化劑以及疏水性高分子在包覆有樹脂的基體周圍分散的更加均勻；另一方面，由于表面張力趨于減小趨勢的存在，在樹脂固化的過程中長鏈的高分子表面活性劑上非極性的憎水單元不斷向樹脂膜外層遷移，從而形成非憎水單元與樹脂固化時生成的交聯(lián)網(wǎng)絡(luò)緊密纏結(jié)，進(jìn)一步提高了樹脂與表面顆粒的粘結(jié)性，高分子表面活性劑中的憎水單元基本存在于樹脂膜的表層，在樹脂層固化的過程中引入的疏水性高分子中的憎水基團(tuán)與該高分表面活性劑中憎水單元相對應(yīng)(例如，所述疏水性高分子為聚硅氧烷或聚硅氧烷衍生物；所述高分子表面活性劑為聚甲基氫硅氧烷或聚醚二甲基硅氧烷)，由于相同的基團(tuán)具有很強(qiáng)的親和能力，使得疏水性高分子與處于樹脂層表層的高分子表面活性劑上的憎水單元間形成很強(qiáng)的靜電引力作用，使得樹脂固化時疏水性高分子通過靜電引力作用逐漸遷移至樹脂層表層，相當(dāng)于在樹脂層表面形成了一層耐腐蝕的疏水層，而其中高分子表面活性劑起到緊密連接疏水高分子以及樹脂的作用。而這種作用力在酸堿性環(huán)境下以及高壓沖擊下不易受到破壞而造成樹脂層的降解、脫落，基本處于支撐劑表層的疏水性高分子可以牢固地與樹脂結(jié)合在一起，既提高了支撐劑的耐腐蝕性能，同時又提高了耐腐蝕性能的穩(wěn)定性。
具體實(shí)施例方式實(shí)施例1
本實(shí)施例提供的高強(qiáng)度高滲透率防砂套管，包括管體，適于插入井壁周圍，所述管體包括以下組分:粒徑為0.425mm-0.85mm的普通石英砂顆粒、包覆于所述石英砂顆粒表面的樹脂、用于固化所述樹脂的聚硫醇固化劑(由科寧化工中國有限公司生產(chǎn)，型號為Capcure3-800,目前，該公司已經(jīng)被BASF公司收購)、添加在所述樹脂中硅烷偶聯(lián)劑(硅烷偶聯(lián)劑的型號可以為KH550，KH560，KH570，KH792，DL602，DL171，本實(shí)施例中采用KH550)以及氧化鋁粉，其中，所述樹脂為環(huán)氧值為0.01eq/100g的環(huán)氧改性有機(jī)硅樹脂(由東莞市金門石化有限公司生產(chǎn)，型號為HG-41)所述樹脂與所述石英砂顆粒的重量百分比為0.5:100,所述聚硫醇固化劑與所述樹脂的重量百分比為15:100，所述氧化鋁粉與所述樹脂的重量百分比為1:100 ;所述硅烷偶聯(lián)劑與所述樹脂的重量百分比為0.2:100。本實(shí)施例提供的上述高強(qiáng)度高滲透防砂套管的制備方法，依次包括以下步驟:
A.將粒徑為0.425-0.85mm的石英砂骨料顆粒倒入混砂機(jī)中攪拌，然后加入液態(tài)的環(huán)氧值為0.01eq/100g的環(huán)氧改性有機(jī)硅樹脂，所述環(huán)氧改性有機(jī)硅樹脂與所述骨料顆粒的重量百分比為0.5:100,并攪拌形成均勻的骨料顆粒-液態(tài)樹脂混合料；
B.在所述樹脂固化前，向經(jīng)過所述步驟A處理得到的骨料顆粒-液態(tài)樹脂混合料中加入液態(tài)聚硫醇固化劑、硅烷偶聯(lián)劑以及易于被所述樹脂包覆形成微納米結(jié)構(gòu)的氧化鋁粉，所述氧化鋁粉的粒徑為15 μ m，所述聚硫醇固化劑與所述環(huán)氧改性有機(jī)硅樹脂重量百分比為15:100，所述氧化鋁粉與所述樹脂的重量百分比為1:100 ;所述硅烷偶聯(lián)劑與所述樹脂的重量百分比為0.2:100,以使所述環(huán)氧改性有機(jī)硅樹脂包裹所述骨料顆粒以及所述氧化鋁粉，得到初步固化的骨料顆粒-樹脂膜-氧化鋁粉混合料；
C.將步驟B中得到的骨料顆粒-樹脂膜-氧化鋁粉混合料從混砂鍋中取出，裝入管狀的模具中夯實(shí)，待所述骨料顆粒-樹脂膜混合料完全固化后脫模，得到高滲透高強(qiáng)度的防砂套管。將本實(shí)施例得到的防砂套管采用滲透率測定儀進(jìn)行滲透率測試，得到其滲透率為100 μ m2，從而，本實(shí)施例提供的防砂套管具有較高的滲透率。將本實(shí)施例得到的防砂套管采用萬能試驗(yàn)機(jī)測試其抗折強(qiáng)度及抗壓強(qiáng)度，得到其抗彎折強(qiáng)度為6.12MPa，其抗壓強(qiáng)度15.32MPa，從而，本實(shí)施例提供的防砂套管具有較高的強(qiáng)度。將本實(shí)施例得到的防砂套管采用接觸角測定儀測試其對于油和水的選擇性，得到其與水和油的接觸角分別為146.5°和65.0°，從而，本實(shí)施例提供的防砂套管透油阻水性能較高。將本實(shí)施例得到的防砂套管，在90°C下放入2%的KCl溶液中浸泡24h、72h、120h測試抗折強(qiáng)度分別為6.09MPa、6.0lMPa,6.03MPa,抗壓強(qiáng)度分別為15.09MPa、15.13MPa、15.09MPa,從而，本實(shí)施例提供的防砂套管抗老化性能較高。實(shí)施例2
本實(shí)施例提供的高強(qiáng)度高滲透率防砂套管，包括管體，適于插入井壁周圍，所述管體包括以下組分:粒徑為0.85mm-l.18mm的水洗石英砂顆粒、包覆于所述石英砂顆粒表面的樹脂、用于固化所述樹脂的聚硫醇固化劑(由科寧化工中國有限公司生產(chǎn)，型號為Capcure3-800,目前，該公司已經(jīng)被BASF公司收購)、添加在所述樹脂中的硅烷偶聯(lián)劑(硅烷偶聯(lián)劑的型號可以為KH550，KH560，KH570，KH792，DL602，DL171，本實(shí)施例中采用KH560)以及氧化鋁粉，所述氧化鋁粉的粒徑為25 μ m，其中，所述樹脂為環(huán)氧值為0.03eq/100g的環(huán)氧改性有機(jī)硅樹脂(由東莞市金門石化有限公司生產(chǎn)，型號為HG-41)，所述樹脂與所述石英砂顆粒的重量百分比為10:100，所述聚硫醇固化劑與所述樹脂的重量百分比為20:100，所述氧化鋁粉與所述樹脂的重量百分比為20:100 ;所述硅烷偶聯(lián)劑與所述樹脂的重量百分比為2:100。 本實(shí)施例提供的上述高強(qiáng)度高滲透防砂套管的制備方法，依次包括以下步驟:A.將粒徑為0.85mm-l.18mm的水洗石英砂顆粒倒入混砂機(jī)中攪拌加入液態(tài)的環(huán)氧值為0.03eq/100g的環(huán)氧改性有機(jī)硅樹脂，所述環(huán)氧改性有機(jī)硅樹脂與所述骨料顆粒的重量百分比為10:100，并攪拌形成均勻的骨料顆粒-液態(tài)樹脂混合料；
B.在所述樹脂固化前，向經(jīng)過所述步驟A處理得到的骨料顆粒-液態(tài)樹脂混合料中加入液態(tài)聚硫醇固化劑、硅烷偶聯(lián)劑以及易于被所述樹脂包覆形成微納米結(jié)構(gòu)的氧化鋁粉，所述聚硫醇固化劑與所述環(huán)氧改性有機(jī)硅樹脂重量百分比為20:100，所述氧化鋁粉與所述樹脂的重量百分比為20:100 ;所述硅烷偶聯(lián)劑與所述樹脂的重量百分比為2:100，以使所述環(huán)氧改性有機(jī)硅樹脂包裹所述骨料顆粒以及所述氧化鋁粉，得到初步固化的骨料顆粒_樹脂膜_氧化招粉混合料；
C.將步驟B中得到的骨料顆粒-樹脂膜-氧化鋁粉混合料從混砂鍋中取出，裝入管狀的模具中夯實(shí)，待所述骨料顆粒-樹脂膜混合料完全固化后脫模，得到高滲透高強(qiáng)度的防砂套管。將本實(shí)施例得到的防砂套管采用滲透率測定儀進(jìn)行滲透率測試，得到其滲透率為102 μ m2，從而，本實(shí)施例提供的防砂套管具有較高的滲透率。將本實(shí)施例得到的防砂套管采用萬能試驗(yàn)機(jī)測試其抗折強(qiáng)度及抗壓強(qiáng)度，得到其抗彎折強(qiáng)度為6.65MPa，其抗壓強(qiáng)度15.42MPa，從而，本實(shí)施例提供的防砂套管具有較高的強(qiáng)度。將本實(shí)施例得到的防砂套管采用接觸角測定儀測試其對于油和水的選擇性，得到其與水和油的接觸角分別為148.3°和60.3°，從而，本實(shí)施例提供的防砂套管透油阻水性能較高。將本實(shí)施例得到的防砂套管，在90°C下放入2%的KCl溶液中浸泡24h、72h、120h測試抗折強(qiáng)度分別為6.1OMPa,6.0lMPa,6.08MPa,抗壓強(qiáng)度分別為15.08MPa、15.17MPa、14.39MPa，從而，本實(shí)施例提供的防砂套管抗老化性能較高。實(shí)施例3
本實(shí)施例提供的高強(qiáng)度高滲透率防砂套管，包括管體，適于插入井壁周圍，所述管體包括以下組分:粒徑為0.85mm-l.18mm的酸洗石英砂顆粒、包覆于所述石英砂顆粒表面的樹脂、用于固化所述樹脂的聚硫醇固化劑(由科寧化工中國有限公司生產(chǎn)，型號為Capcure3-800，目前，該公司已經(jīng)被BASF公司收購)、添加在所述樹脂中的聚甲基氫硅氧烷、聚硅氧烷、硅烷偶聯(lián)劑(硅烷偶聯(lián)劑的型號可以為KH550，KH560, KH570, KH792，DL602，DL171，本實(shí)施例中采用KH570)以及氧化鋁粉，其中，所述樹脂為環(huán)氧值為0.02eq/100g的環(huán)氧改性有機(jī)硅樹脂(由東莞市金門石化有限公司生產(chǎn)，型號為HG-41)，所述樹脂與所述石英砂顆粒的重量百分比為8:100，所述聚硫醇固化劑與所述樹脂的重量百分比為18:100，所述聚甲基氫硅氧烷與所述樹脂的重量百分比為0.5:100，所述聚硅氧烷聚二甲基甲基乙烯基硅氧烷，聚二甲基甲基乙烯基硅氧烷與所述樹脂的重量百分比為0.5:100 ;所述氧化鋁粉與所述樹脂的重量百分比為15:100 ;所述硅烷偶聯(lián)劑與所述樹脂的重量百分比為1:100。本實(shí)施例提供的上述高強(qiáng)度高滲透防砂套管的制備方法，依次包括以下步驟:
A.將粒徑為0.85mm-l.18mm的酸洗石英砂顆粒倒入混砂機(jī)中攪拌，加入液態(tài)的環(huán)氧值為0.02eq/100g的環(huán)氧改性有機(jī)硅樹脂， 所述環(huán)氧改性有機(jī)硅樹脂與所述骨料顆粒的重量百分比為8:100，并攪拌形成均勻的骨料顆粒-液態(tài)樹脂混合料；
B.向經(jīng)過所述步驟A處理得到的骨料顆粒-液態(tài)樹脂混合料中先加入聚甲基氫硅氧烷后加入聚硅氧烷，所述聚甲基氫硅氧烷與所述樹脂的重量百分比為0.5:100，所述聚硅氧烷與所述樹脂的重量百分比為0.5:100，在所述樹脂固化前，向混合料中加入液態(tài)聚硫醇固化劑、硅烷偶聯(lián)劑以及易于被所述樹脂包覆形成微納米結(jié)構(gòu)的氧化鋁粉，所述氧化鋁粉的粒徑為20μπι，所述聚硫醇固化劑與所述環(huán)氧改性有機(jī)硅樹脂重量百分比為18:100，所述氧化鋁粉與所述樹脂的重量百分比為15:100 ;所述硅烷偶聯(lián)劑與所述樹脂的重量百分比為1:100，以使所述環(huán)氧改性有機(jī)硅樹脂包裹所述骨料顆粒以及所述氧化鋁粉，得到初步固化的骨料顆粒-樹脂膜-氧化鋁粉混合料；
C.將步驟B中得到的骨料顆粒-樹脂膜-氧化鋁粉混合料從混砂鍋中取出，裝入管狀的模具中夯實(shí)，待所述骨料顆粒-樹脂膜混合料完全固化后脫模，得到高滲透高強(qiáng)度的防砂套管。 將本實(shí)施例得到的防砂套管采用滲透率測定儀進(jìn)行滲透率測試，得到其滲透率為108 μ m2，從而，本實(shí)施例提供的防砂套管具有較高的滲透率。將本實(shí)施例得到的防砂套管采用萬能試驗(yàn)機(jī)測試其抗折強(qiáng)度及抗壓強(qiáng)度，得到其抗彎折強(qiáng)度為7.25MPa，其抗壓強(qiáng)度14.92MPa，從而，本實(shí)施例提供的防砂套管具有較高的強(qiáng)度。將本實(shí)施例得到的防砂套管采用接觸角測定儀測試其對于油和水的選擇性，得到其與水和油的接觸角分別為139.3°和63.3°，從而，本實(shí)施例提供的防砂套管透油阻水性能較高。將本實(shí)施例得到的防砂套管，在90°C下放入2%的KCl溶液中浸泡24h、72h、120h測試抗折強(qiáng)度分別為6.20MPa、6.05MPa、6.07MPa,抗壓強(qiáng)度分別為14.98MPa、15.17MPa、14.38MPa，從而，本實(shí)施例提供的防砂套管抗老化性能較高。實(shí)施例4
本實(shí)施例提供的高強(qiáng)度高滲透率防砂套管，包括管體，適于插入井壁周圍，所述管體包括以下組分:粒徑為0.85mm-l.18mm的水洗石英砂顆粒、包覆于所述石英砂顆粒表面的樹脂、用于固化所述樹脂的聚硫醇固化劑(由科寧化工中國有限公司生產(chǎn)，型號為Capcure3-800，目前，該公司已經(jīng)被BASF公司收購)、添加在所述樹脂中的聚甲基氫硅氧烷、聚硅氧烷、硅烷偶聯(lián)劑(硅烷偶聯(lián)劑的型號可以為KH550，KH560, KH570, KH792，DL602，DL171，本實(shí)施例中采用KH550)以及氧化鋁粉，其中，所述樹脂為環(huán)氧值為0.015eq/100g的環(huán)氧改性有機(jī)硅樹脂(由東莞市金門石化有限公司生產(chǎn)，型號為HG-41)，所述樹脂與所述石英砂顆粒的重量百分比為6:100，所述聚硫醇固化劑與所述樹脂的重量百分比為19:100，所述聚甲基氫硅氧烷與所述樹脂的重量百分比為0.5:100，所述聚硅氧烷聚二甲基甲基乙烯基硅氧烷，聚二甲基甲基乙烯基硅氧烷與所述樹脂的重量百分比為0.5:100 ;所述氧化鋁粉與所述樹脂的重量百分比為14:100 ;所述硅烷偶聯(lián)劑與所述樹脂的重量百分比為50:100。本實(shí)施例提供的上述高強(qiáng)度高滲透防砂套管的制備方法，依次包括以下步驟:
A.將粒徑為0.85mm-l.18mm的普通石英砂顆粒倒入混砂機(jī)中攪拌，加入液態(tài)的環(huán)氧值為0.015eq/100g的環(huán)氧改性有機(jī)硅樹脂，所述環(huán)氧改性有機(jī)硅樹脂與所述骨料顆粒的重量百分比為6:100，并攪拌形成均勻的骨料顆粒-液態(tài)樹脂混合料；
B.向經(jīng)過所述步驟A處理得到的骨料顆粒-液態(tài)樹脂混合料中先加入聚甲基氫硅氧烷后加入聚硅氧烷，所述聚甲基氫硅氧烷與所述樹脂的重量百分比為0.5:100，所述聚硅氧烷與所述樹脂的重量百分比為0.5:100，在所述樹脂固化前，向混合料中加入液態(tài)聚硫醇固化劑、硅烷偶聯(lián)劑以及易于被所述樹脂包覆形成微納米結(jié)構(gòu)的硅微粉，所述硅微粉的粒徑為15-25 μ m，所述聚硫醇固化劑與所述環(huán)氧改性有機(jī)硅樹脂重量百分比為19:100，所述氧化鋁粉與所述樹脂的重量百分比為14:100 ;所述硅烷偶聯(lián)劑與所述樹脂的重量百分比為50:100，以使所述環(huán)氧改性有機(jī)硅樹脂包裹所述骨料顆粒以及所述氧化鋁粉，得到初步固化的骨料顆粒-樹脂膜-氧化鋁粉混合料；
C.將步驟B中得到的骨料顆粒-樹脂膜-硅微粉混合料從混砂鍋中取出，裝入管狀的模具中夯實(shí)，待所述骨料顆粒-樹脂膜混合料完全固化后脫模，得到高滲透高強(qiáng)度的防砂套管。將本實(shí)施例得到的防砂套管采用滲透率測定儀進(jìn)行滲透率測試，得到其滲透率為108 μ m2，從而，本實(shí)施例提供的防砂套管具有較高的滲透率。將本實(shí)施例得到的防砂套管采用萬能試驗(yàn)機(jī)測試其抗折強(qiáng)度及抗壓強(qiáng)度，得到其抗彎折強(qiáng)度為7.25MPa，其抗壓強(qiáng)度14.92MPa，從而，本實(shí)施例提供的防砂套管具有較高的強(qiáng)度。將本實(shí)施例得到的防砂套管采用接觸角測定儀測試其對于油和水的選擇性，得到其與水和油的接觸角分別為139.3°和68.5°，從而，本實(shí)施例提供的防砂套管透油阻水性能較高。將本實(shí)施例得到的防砂套管，在90°C下放入2%的KCl溶液中浸泡24h、72h、120h測試抗折強(qiáng)度分別為6.20MPa、6.05MPa、6.07MPa,抗壓強(qiáng)度分別為14.98MPa、15.17MPa、14.38MPa，從而，本實(shí)施例提供的防砂套管抗老化性能較高。顯然，上述實(shí)施例僅僅是為清楚地說明所作的舉例，而并非對實(shí)施方式的限定。對于所屬領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在上述說明的基礎(chǔ)上還可以做出其它不同形式的變化或變動。這里無需也無法對所有的實(shí)施方式予以窮舉。而由此所引伸出的顯而易見的變化或變動仍處于本發(fā)明創(chuàng)造的保護(hù)范圍之中。
權(quán)利要求
1.一種高強(qiáng)度高滲透率防砂套管，其特征在于:包括管體，適于插入井壁周圍，所述管體包括以下組分:骨料顆粒、包覆于所述骨料顆粒表面的樹脂、添加在所述樹脂中的固化劑、易于被所述樹脂包覆形成微納米結(jié)構(gòu)的無機(jī)填料以及硅烷偶聯(lián)劑，所述樹脂為環(huán)氧值為0.01-0.03eq/100g的環(huán)氧改性有機(jī)硅樹脂，所述樹脂與所述骨料顆粒的重量百分比為0.5-10:100，所述固化劑與所述樹脂的重量百分比為15-20:100，所述無機(jī)填料與所述樹脂的重量百分比為1-50:100 ;所述硅烷偶聯(lián)劑與所述樹脂的重量百分比為0.2-2:100。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高強(qiáng)度高滲透率防砂套管，其特征在于:所述無機(jī)填料為氧化鋁粉或硅微粉，所述氧化鋁粉與硅微粉的粒徑為25 μ m-15 μ m。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的高強(qiáng)度高滲透率防砂套管，其特征在于:所述無機(jī)填料與所述樹脂膜的重量百分比為15-20:100。
4.根據(jù)權(quán)利要求1-3中任一項(xiàng)所述的高強(qiáng)度高滲透率防砂套管，其特征在于:所述固化劑為聚硫醇固化劑。
5.根據(jù)權(quán)利要求1-4中任一項(xiàng)所述的高強(qiáng)度高滲透率防砂套管，其特征在于:所述樹脂中還添加有高分子表面活性劑和疏水性高分子。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的高強(qiáng)度高滲透率防砂套管，其特征在于:所述高分子表面活性劑為聚甲基氫硅氧烷或聚醚二甲基硅氧烷，所述疏水性高分子為聚硅氧烷或聚硅氧烷衍生物。
7.一種高強(qiáng)度高滲透率防砂套管的制備方法，其特征在于:依次包括以下步驟: A.將骨料顆粒倒入混砂機(jī)中攪拌，然后加入液態(tài)的環(huán)氧值為0.01-0.03eq/100g的環(huán)氧改性有機(jī)硅樹脂，所述環(huán)氧改性有機(jī)硅樹脂與所述骨料顆粒的重量百分比為0.5-10:100,并攪拌形成均勻骨料顆粒-液態(tài)樹脂混合料； B.向經(jīng)過所述步驟A處理得到的混合料中加入固化劑、硅烷偶聯(lián)劑以及易于被所述樹脂包覆形成微納米結(jié)構(gòu)的無機(jī)填料，所述固化劑與所述樹脂的重量百分比為15-20:100，所述無機(jī)填料與所述樹脂的重量百分比為1-50:100 ;所述硅烷偶聯(lián)劑與所述樹脂的重量百分比為0.2-2:100,以使所述環(huán)氧改性有機(jī)硅樹脂在所述骨料顆粒和所述無機(jī)填料的表面，得到初步固化的骨料顆粒-樹脂膜-無機(jī)填料混合料； C.將步驟B中得到的骨料顆粒-樹脂膜-無機(jī)填料混合料從混砂鍋中取出，裝入管狀的模具中夯實(shí)，待所述骨料顆粒-樹脂膜混合料完全固化后脫模，得到高滲透高強(qiáng)度的防砂套管。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的高強(qiáng)度高滲透率防砂套管的制備方法，其特征在于:在所述步驟B中加入的所述無機(jī)填料為氧化鋁粉或硅微粉，所述氧化鋁粉或者硅微粉的粒徑為25 μ m-15 μ m。
9.根據(jù)權(quán)利要求6或7所述的高強(qiáng)度高滲透率防砂套管的制備方法，其特征在于:在所述步驟B中，加入的所述固化劑為聚硫醇固化劑。
10.根據(jù)權(quán)利要求7-9中任一項(xiàng)所述的高強(qiáng)度高滲透率防砂套管的制備方法，其特征在于:在所述步驟B中，在加入所述固化劑之前還包括先加入高分子表面活性劑后加入疏水性高分子的步驟，所述高分子表面活性劑為聚甲基氫硅氧烷或聚醚二甲基硅氧烷，所述疏水性高分子為聚硅氧烷或聚硅氧烷衍生物。
全文摘要
本發(fā)明提供的高強(qiáng)度高滲透率防砂套管，包括管體，適于插入井壁周圍，所述管體包括以下組分骨料顆粒、包覆于所述骨料顆粒表面的樹脂膜以及用于固化所述樹脂膜的聚硫醇固化劑，所述樹脂膜為環(huán)氧值為0.23-0.56eq/100g的環(huán)氧改性有機(jī)硅樹脂膜，所述樹脂膜與所述骨料顆粒的重量百分比為0.5-10:100，所述聚硫醇固化劑與所述樹脂膜的重量百分比為15-20:100。其具有較高強(qiáng)度以及較高的透油阻水性能的能夠適用于井壁周圍防砂的防砂套管。
文檔編號C04B26/14GK103159431SQ20121057208
公開日2013年6月19日 申請日期2012年12月26日 優(yōu)先權(quán)日2012年12月26日
發(fā)明者秦升益, 王光, 胡寶苓, 許智超, 鐘毓娟 申請人:北京仁創(chuàng)科技集團(tuán)有限公司