一种低温延时固化防砂支撑剂及其制备方法，低温延时固化防砂体系的制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明属于油（气）开采用助剂技术领域，具体涉及一种低温延时固化防砂支撑 剂，同时还涉及一种低温延时固化防砂支撑剂的制备方法及使用该低温延时固化防砂支撑 剂的低温延时固化防砂体系。
【背景技术】
[0002] 在油气井开采的过程中，油井出砂危害很大。若大量出砂，则使地层严重亏空，在 储层套管外易形成空穴，引起地层塌陷、套管破裂变形，甚至使油井报废。在油田压裂生产 中，主要是使用化学防砂的方法来坚固井壁、完井处理以达到防止油井出砂的目的。而化学 防砂所用的防砂支撑剂主要是树脂覆膜支撑剂；用于制备化学防砂支撑剂的树脂主要是酚 醛树脂、呋喃树脂、聚氨酯树脂和环氧树脂。其中酚醛树脂、呋喃树脂和聚氨酯树脂的固化 温度很高，在70°C以上的温度下，可以形成满足防止油井出砂的固结强度；但是在低温下， 特别是温度低于40°C的条件下，很难固化或固化强度很低，难以达到防砂的要求。环氧树脂 在低温条件下虽然可以固化，但其产品在存储运输过程中易引起粘连，稳定性差，同时它必 须在有机溶剂的分散剂中才能固化，在有水的环境中固化强度很低甚至不固化。
[0003] 在疏松砂岩油层开采的中后期，射开的油层越来越多，出砂层也多，防砂难度增 大，有些油层还需要防砂具有延时性。所以有必要研究一种在低温条件下固化强度高的可 延时固化的化学防砂，来满足复杂油井的防砂需求。
[0004] 现有技术中，CN104357042A公开了一种覆膜支撑剂及其制备方法，该覆膜支撑 剂含有石英砂和包覆在石英砂外表面的预固化树脂层，所述预固化树脂层外层还包覆可 固化树脂层，所述可固化树脂层含有软化点为85-1KTC的热塑性酚醛树脂和酚醛树脂固 化剂，相对100重量份的所述热塑性酚醛树脂，所述酚醛树脂固化剂的含量为10-30重量 份；且所述预固化树脂层由环氧值为0. 01-0. 32mol/100g的双酚A型环氧树脂、环氧值为 0. 45-0. 65mol/100g的酚醛环氧树脂和环氧树脂固化剂固化得到；相对100重量份的石英 砂，所述预固化树脂层的含量为1-10重量份，所述可固化树脂层的含量为1-20重量份。其 中，所述酚醛树脂固化剂为六亚甲基四胺；所述环氧树脂固化剂为二氨基二苯基甲烷、二氨 基二苯基砜和间苯二胺中的一种或多种。该覆膜支撑剂是先在石英砂表面涂覆一层含双酚 A型环氧树脂和酚醛环氧树脂及环氧树脂固化剂的预固化膜，再涂覆一层含热塑性酚醛树 脂和酚醛树脂固化剂的可固化膜，通过覆膜得到在高温条件下（200~300°C)固化的支撑 剂。但是，该支撑剂在低温条件下的固化性能很差，且生产工艺复杂，覆膜强度低，存在不结 合、易脱落的缺点，在存储运输过程中易结块，不易保存；在施工过程中的固结时间不能人 为控制，只能高温固化限制了其使用范围。
【发明内容】
[0005] 本发明的目的是提供一种低温延时固化防砂支撑剂，解决现有的树脂覆膜防砂支 撑剂耐温性能差，低温不能固化的问题。
[0006] 本发明的第二个目的是提供一种低温延时固化防砂支撑剂的制备方法。
[0007] 本发明的第三个目的是提供一种使用上述低温延时固化防砂支撑剂的低温延时 固化防砂体系。
[0008] 为了实现以上目的，本发明所采用的技术方案是：
[0009] -种低温延时固化防砂支撑剂，包括支撑剂颗粒，所述支撑剂颗粒包括石英砂和 包覆在石英砂表面的复合树脂层，所述复合树脂层包括树脂内层和树脂外层；所述树脂内 层为由热塑性酚醛树脂形成的热塑性酚醛树脂层；
[0010] 所述树脂外层为混合树脂层，所述混合树脂层由以下重量份数的组分组成：混 合树脂1. 〇~3. 5份、树脂固化剂0. 01~0. 02份、硅烷偶联剂0. 005~0. 02份、分散剂 0. 05~0. 1份；其中，所述混合树脂为热塑性酚醛树脂与环氧树脂的质量比为70:30的混 合物；
[0011] 所述石英砂、树脂内层与树脂外层的混合树脂的质量比为100:0. 5~2. 0:1. 0~ 3. 5〇
[0012] 所述支撑剂颗粒的粒径为40~70目（212~425ym)。
[0013] 本发明的低温延时固化防砂支撑剂，支撑剂颗粒包括石英砂和从内到外依次包覆 在石英砂表面的树脂内层和树脂外层形成的复合树脂层，内层为热塑性酚醛树脂层，外层 为主要由热塑性酚醛树脂和环氧树脂混合形成的树脂膜；表面包覆的复合树脂层实现了防 砂支撑剂的初步固化，提高了防砂支撑剂的抗压强度，避免其在包装、存储、运输及栗入的 过程中结块，保证了其的质量稳定性；同时提高了防砂支撑剂的耐温性能，同时提高了防砂 支撑剂的抗压强度，能适应不同温度的地层；该防砂支撑剂可以在低温甚至常温下发生固 化，克服了现有的树脂覆膜防砂支撑剂耐温性能差、低温不能固化的问题。
[0014] 所述的低温延时固化防砂支撑剂，还包括聚酯纤维，所述聚酯纤维与支撑剂颗粒 的质量比为1~3:100。
[0015] 将支撑剂颗粒与聚酯纤维按比例混合即得所述防砂支撑剂，加入聚酯纤维可以提 高防砂体系的固化强度，提高固结体的导流能力和渗透率。
[0016] 本发明的低温延时固化防砂支撑剂，主要由上述的支撑剂颗粒和聚酯纤维混合而 成，聚酯纤维的加入提高了固结强度和渗透率；实验表明，含有聚酯纤维的低温延时固化防 砂支撑剂在加入固化剂后固结强度可以达到6~lOMPa，固结体的渗透率可达110ym2 ?cm。
[0017] 所述聚酯纤维为聚酯粗纤维，平均直径1. 2mm，平均长度8mm。
[0018] 所述热塑性酚醛树脂为硼改性酚醛树脂、硅改性酚醛树脂、磷改性酚醛树脂、钼改 性酚醛树脂中的任意一种或多种。当所述热塑性酚醛树脂为上述多种改性酚醛树脂的混合 物时，可按任意比混合。
[0019] 所述热塑性酚醛树脂的软化点为85~110°C。
[0020] 所述环氧树脂为酚醛环氧树脂；所述环氧树脂的环氧值为0. 4~0. 6mol/100g。
[0021] 所述树脂固化剂为六亚甲基四胺与三乙醇胺的混合物；六亚甲基四胺与三乙醇胺 的比例为任意比。
[0022] 所述硅烷偶联剂为氨丙基三乙氧基硅烷、甲基三乙氧基硅氧烷、聚环氧乙烷、聚环 氧丙烷中的任意一种或多种。当所述硅烷偶联剂为多种物质的混合物时，比例为任意比。
[0023] 所述分散剂为硬脂酸钙、硅酸钙、胶体二氧化硅、硬脂酸镁中的任意一种或多种。 当所述分散剂为多种物质的混合物时，比例为任意比。
[0024] -种上述的低温延时固化防砂支撑剂的制备方法，包括将石英砂加热至100~ 180°C，搅拌条件下加入热塑性酚醛树脂进行一次包覆；后依次加入混合树脂、树脂固化剂、 硅烷偶联剂、分散剂进行二次包覆，冷却即得支撑剂颗粒。
[0025] 所述石英砂的粒径为200~450ym。
[0026] 优选的，上述制备方法中，加入热塑性酚醛树脂后持续搅拌50~100s后再加入混 合树脂；加入硅烷偶联剂后持续搅拌50~80s后再加入分散剂；加入分散剂后再持续搅拌 30~50s。所述揽摔的转速为60~80rpm。
[0027] 所述的低温延时固化防砂支撑剂的制备方法，还包括将所得支撑剂颗粒与聚酯纤 维混合，即得所述低温延时固化防砂支撑剂。
[0028] 本发明的低温延时固化防砂支撑剂的制备方法，采用双层覆膜技术，先在石英砂 表面包覆热塑性酚醛树脂层，再包覆混合树脂形成的树脂外层，两层树脂层实现了防砂支 撑剂的初步固化，提高了防砂的抗压强度，避免其在包装、存储、运输及栗入的过程中结块; 该制备方法工艺简单，操作方便，易于实现自动化控制，适合大规模工业化生产。
[0029]