本发明属于油气田开采
技术领域：
，属于用于加强破裂作用的组合物，例如用于保持破裂开启的支撑剂组合物，具体涉及一种环保型高强度树脂覆膜支撑剂。
背景技术：
：常规和非常规油气开采技术在北美国家已经发展得相对成熟，现今中国的开采技术已取得了长足的进步。覆膜支撑剂在水力压裂施工中已被广泛应用，但因水力压裂施工过程中大量使用压裂液，在施工过程中有大量的压裂液返排到地面，会造成地表水的污染。目前国内的覆膜支撑剂使用的材料基本上是酚醛，环氧树脂，而这些树脂在生产和应用过程中会产生游离酚，游离醛等有毒有害物质。而酚醛，环氧树脂的固化需要添加各种固化剂，其中最常见的固化剂是用乌洛托品，乌洛托品在高温下产生大量的氨气，对环境和工作人员造成危害。很多压裂施工返排的压裂液因上述原因会严重污染环境。并且国内的传统覆膜支撑剂在低树脂量的覆膜情况下破碎，酸溶等很多指标达不到要求。基于上述背景，开发一种具有环保特性的覆膜支撑剂产品非常必要。技术实现要素：本发明的目的在于提供一种环保型高强度树脂覆膜支撑剂，具有安全环保生产和使用的特点，减少对环境的污染。为达到上述目的，本发明的技术方案是：一种环保型高强度树脂覆膜支撑剂，包括骨料、环保型树脂、催化剂、分散剂，干燥剂，防结块剂，所述环保型树脂包括含有端羟基的物质，含有异氰酸酯基团的物质。采用上述技术方案时，在保留传统支撑剂效果的基础上，能够更好的对环境和人体提供保护，更加节约能源，节约成本，同时还具有强度高，破碎低的优点。和传统树脂覆膜支撑剂相比还有以下优点：环保性：传统树脂覆膜支撑剂用酚醛，环氧树脂覆膜在高温生产过程中会产生，游离酚，游离醛，氨气等有毒有害物质，而本发明采用环保型树脂在低温覆膜情况下能够安全环保的生产。相同树脂量的产品性能：在相同量的树脂覆膜情况下，本发明的在体密，视密，破碎等指标性能更优。节能：传统树脂覆膜支撑剂的覆膜温度在230℃，本发明的覆膜温度60℃～150℃。从能源消耗来看本发明有很大的优势。对骨料外观的改变：传统树脂覆膜支撑剂通过高温树脂覆膜，容易对骨料的色泽，粒径的大小发生改变，本发明采用液体树脂低温的覆膜方法能更好的保护骨料色泽，粒径大小。低树脂量的作用效果明显：在树脂量小于1％的情况下，传统树脂覆膜支撑剂对骨料破碎的改变并不大，本发明可以低树脂量的情况下能有效的改善骨料的破碎情况。进一步改进方案，所述含有端羟基的物质包括多元醇类、聚醚类、芳香族醇类、聚酯类、蓖麻油改性多元醇中的一种或它们中的两种及以上的混合物。进一步改进方案，所述含有异氰酸酯基团的物质包括二苯基甲烷二异氰酸酯、异佛尔酮二异氰酸酯、多苯基多亚甲基多异氰酸酯、甲苯二异氢酸酯、六亚甲基二异氰酸酯、对苯二异氰酸酯、1,4‐环己烷二异氰酸酯、四甲基间苯二亚甲基二异氰酸酯中的一种或它们中的两种及以上的混合物。进一步改进方案，所述含有端羟基的物质与含有异氰酸酯基团的物质的重量比值为0.3～5。进一步改进方案，所述骨料包括陶粒、低密度陶粒、陶瓷材料、石英砂颗粒、胡桃壳、树脂材料、橡胶材料、玻璃材料中的一种或它们中的两种及以上的混合物。进一步改进方案，所述环保型树脂的重量为骨料重量的0.25％～5％。进一步改进方案，所述催化剂包括有机酸铅、有机锡、聚醚中的一种或它们中的两种及以上的混合物。进一步改进方案，所述防结块剂包括硬脂酸钙、硬脂酸酰胺、硬脂酸锌、硬脂酸镁、石蜡、合成石蜡、巴西蜡、烷基酰胺、聚酰胺、纤维素、碳酸钙中的一种或它们中的两种及以上的混合物。具体实施方式提供下述实施例是为了更好地进一步理解本发明，并不局限于所述最佳实施方式。本发明所选用的骨料为石英砂颗粒，或者为陶粒和石英砂颗粒的混合物。颗粒的粒径为1180/850μm(16/20目)、1180/600μm(16/30目)、850/425μm(20/40目)、600/300μm(30/50目)、300/150μm(50/100目)、425/212μm(40/70目)、212/109μm(70/140目)。粒径分布符合行业标准SY/T5108-2014。本发明各实施例中未注明具体技术或条件者，按照本领域内的文献所描述的常规技术或条件进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可以通过市场购买获得的常规试剂产品。其中下述实施例中的环保树脂A为含有端羟基的物质包括多元醇类、聚醚类、芳香族醇类、聚酯类、蓖麻油改性多元醇中的一种或它们中的两种及以上的混合物。环保树脂B为含有异氰酸酯基团的物质包括二苯基甲烷二异氰酸酯、异佛尔酮二异氰酸酯、多苯基多亚甲基多异氰酸酯、甲苯二异氢酸酯、六亚甲基二异氰酸酯、对苯二异氰酸酯、1,4‐环己烷二异氰酸酯、四甲基间苯二亚甲基二异氰酸酯中的一种或它们中的两种及以上的混合物。实施例1将2千克粒径为1180/600μm(16/30目)的石英砂颗粒加热到120℃后放入混砂机中搅拌，冷却到85℃左右后加入环保树脂A13.8克，搅拌20秒，加入有机酸铅(如异辛酸铅)0.1克搅拌至35秒，加入环保树脂B6.2克搅拌至60秒，加入硬脂酸钙2克搅拌至80s，冷却、过筛，即可得到环保型树脂覆膜支撑剂。实施例2将2千克粒径为850/425μm(20/40目)的石英砂颗粒加热到120℃后放入混砂机中搅拌，冷却到85℃左后加入环保树脂A13.8克，搅拌20秒，加入有机酸铅(如异辛酸铅)0.1克搅拌至35秒；加入环保树脂B6.2克搅拌至60秒，加入硬脂酸钙2克搅拌至80s，冷却、过筛，即可得到环保型树脂覆膜支撑剂。实施例3将2千克粒径为600/300μm(30/50目)的石英砂颗粒加热到120℃后放入混砂机中搅拌，冷却到85℃左后加入环保树脂A13.8克，搅拌20秒，加入有机酸铅(如异辛酸铅)0.1克搅拌至35秒；加入环保树脂B6.2克搅拌至60秒，加入硬脂酸钙2克搅拌至80s，冷却、过筛，即可得到环保型树脂覆膜支撑剂。实施例4将2千克粒径为425/212μm(40/70目)的石英砂颗粒加热到120℃后放入混砂机中搅拌，冷却到85℃左后加入环保树脂A13.8克搅拌20秒，加入有机酸铅(如异辛酸铅)0.1克搅拌至35秒；加入环保树脂B6.2克搅拌至60秒，加入硬脂酸钙2克搅拌至80s，冷却、过筛，即可得到环保型树脂覆膜支撑剂。实施例5将2千克粒径为212/106μm(70/140目)的石英砂颗粒加热到120℃后放入混砂机中搅拌，冷却到85℃左后加入环保树脂A13.8克搅拌20秒，加入有机酸铅(如异辛酸铅)0.1克搅拌至35秒；加入环保树脂B6.2克搅拌至60秒，加入硬脂酸钙2克搅拌至80s，冷却、过筛，即可得到环保型树脂覆膜支撑剂。实验编号砂粒粒径树脂量(％)体密(g/ml3)视密(g/ml3)破碎(％)酸溶(％)实施例116/301.001.562.600.402.57实施例220/401.001.582.560.493.51实施例330/501.001.522.601.012.76实施例440/701.001.552.580.563.50实施例570/1401.001.332.612.132.21备注：破碎的要求都是按照SY/T5108-2014测定，16/30破碎要求14MPa，20/40破碎要求28MPa，其他破碎要求35Mpa。用不同粒径的石英砂颗粒为骨料，在树脂量占骨料的重量1％时，制作出来的环保型树脂覆膜支撑剂的体密，视密，酸溶，破碎，都能达到行业SY/T5108-2014的标准，并且在相同树脂量的情况下更优于传统树脂覆膜支撑剂。实施例6将2千克粒径为212/106μm(70/140目)的石英砂颗粒加热到120℃后放入混砂机中搅拌，冷却到85℃左后加入环保树脂A11克搅拌20秒，加入有机酸铅(如异辛酸铅)0.1克搅拌至35秒；加入环保树脂B5克搅拌至60秒，加入硬脂酸钙2克搅拌至80s，冷却、过筛，即可得到环保型树脂覆膜支撑剂。实施例7将2千克粒径为212/106μm(70/140目)的石英砂颗粒加热到120℃后放入混砂机中搅拌，冷却到85℃左后加入环保树脂A6.9克搅拌20秒，加入有机酸铅(如异辛酸铅)0.1克搅拌至35秒；加入环保树脂B3.1克搅拌至60秒，加入硬脂酸钙2克搅拌至80s，冷却、过筛，即可得到环保型树脂覆膜支撑剂。实施例8将2千克粒径为212/106μm(70/140目)的石英砂颗粒加热到120℃后放入混砂机中搅拌，冷却到85℃左后加入环保树脂A4.13克搅拌20秒，加入有机酸铅(如异辛酸铅)0.1克搅拌至35秒；加入环保树脂B1.87克搅拌至60秒，加入硬脂酸钙2克搅拌至80s，冷却、过筛，即可得。在加入低量树脂覆膜情况下，70/140目的石英砂颗粒在与相同树脂量的传统覆膜情况下能取得更好的破碎效果，其中加入量为1％的树脂，实验效果最好。实施例9将2千克粒径为425/212μm(40/70目)的石英砂颗粒加热到120℃后放入混砂机中搅拌，冷却到45℃左后加入环保树脂A6.9克搅拌20秒，加入有机酸铅(如异辛酸铅)0.1克搅拌至35秒；加入环保树脂B3.1克搅拌至60秒，加入硬脂酸钙2克搅拌至80s，冷却、过筛，即可得到环保型树脂覆膜支撑剂。实施例10将2千克粒径为425/212μm(40/70目)的石英砂颗粒加热到120℃后放入混砂机中搅拌，冷却到65℃左后加入环保树脂A6.9克搅拌20秒，加入有机酸铅(如异辛酸铅)0.1克搅拌至35秒；加入环保树脂B3.1克搅拌至60秒，加入硬脂酸钙2克搅拌至80s，冷却、过筛，即可得到环保型树脂覆膜支撑剂。实施例11将2千克粒径为425/212μm(40/70目)的石英砂颗粒加热到120℃后放入混砂机中搅拌，冷却到85℃左后加入环保树脂A6.9克搅拌20秒，加入有机酸铅(如异辛酸铅)0.1克搅拌至35秒；加入环保树脂B3.1克搅拌至60秒，加入硬脂酸钙2克搅拌至80s，冷却、过筛，即可得到环保型树脂覆膜支撑剂。实施例12将2千克粒径为425/212μm(40/70目)的石英砂颗粒加热到120℃后放入混砂机中搅拌，冷却到105℃左后加入环保树脂A6.9克搅拌20秒，加入有机酸铅(如异辛酸铅)0.1克搅拌至35秒；加入环保树脂B3.1克搅拌至60秒，加入硬脂酸钙2克搅拌至80s，冷却、过筛，即可得到环保型树脂覆膜支撑剂。实施例13将2千克粒径为425/212μm(40/70目)的石英砂颗粒加热到150℃后放入混砂机中搅拌，冷却到125℃左后加入环保树脂A6.9克搅拌20秒，加入有机酸铅(如异辛酸铅)0.1克搅拌至35秒；加入环保树脂B3.1克搅拌至60秒，加入硬脂酸钙2克搅拌至80s，冷却、过筛，即可得到环保型树脂覆膜支撑剂。实验编号砂粒粒径覆膜温度(℃)体密(g/ml3)视密(g/ml3)酸溶(％)破碎(48mpa)实施例940/70451.512.594.7611.5实施例1040/70651.52.584.3313.1实施例1140/70851.522.62.475.53实施例1240/701051.52.64.555.9实施例1340/701251.512.384.755.34根据树脂在不同温度下的粘度变化情况，结合实验数据，在温度在85℃的情况下覆膜，能够达到更好的效果。实施例14将2千克粒径为425/212μm(40/70目)的石英砂颗粒加热到250℃后放入混砂机中搅拌，冷却到230℃左后加入酚醛树脂10克搅拌15秒，加入乌洛托品1.5克搅拌至20秒；加入酚醛树脂10克搅拌至35秒，加入乌洛托品1.5克搅拌至60秒，加入硬脂酸钙2克搅拌至90s，冷却、过筛，即可得到传统型树脂覆膜支撑剂。实验编号体密(g/ml3)视密(g/ml3)酸溶(％)破碎(48mpa)破碎(55mpa)实施例41.512.583.931.322实施例141.612.594.435.9211跟传统支撑剂相比，新型环保型树脂具有，破碎低，密度低，环保，节能，安全，工艺简单等优点。在制备支撑剂的过程中：预先把骨料干燥小于0.5％的水分，并优选小于0.05。先将骨料加热到100℃～150℃左右，然后再冷却到60℃～120℃。以上所述的仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本领域的技术人员来说，在不在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本申请要求的保护范围应当以其权利要求的内容为准，说明书中的具体实施方式等记载可以用于解释权利要求的内容。当前第1页1 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