CN111607374B - 一种低温固化透油阻水覆膜砂及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明属于石油开采技术领域，具体涉及一种低温固化透油阻水覆膜砂及其制备方法。本发明的覆膜砂包括支撑剂以及包覆在支撑剂表面的覆膜层，所述覆膜层包括由内向外依次设置的热固性酚醛树脂层、热固性丙烯酸树脂层以及透油阻水层；所述热固性酚醛树脂层可在25～40℃温度下固化，热固性丙烯酸树脂层可在25～70℃温度下固化，所述透油阻水层为聚氨酯树脂层；支撑剂、热固性酚醛树脂层中热固性酚醛树脂与热固性丙烯酸树脂层中的热固性丙烯酸树脂的质量比为100：(1～2)：(1～2)。本发明的覆膜砂具有良好的透油阻水性以及抗压强度，在低温、无催化剂的情况下就能够固结，可应用于地层渗透率大于1达西、含水量大于60％的油井。

Description

一种低温固化透油阻水覆膜砂及其制备方法

技术领域

本发明属于石油开采技术领域，具体涉及一种低温固化透油阻水覆膜砂及其制备方法。

背景技术

油井出砂的原因大致可以分为先天因素和后天因素，其中先天因素为油藏储层为疏松胶结结构，在生产过程中出砂严重；后天因素为长期的注水开发使得储层中的含水量增加，破坏了储层的骨架结构，使得出砂加剧。目前，人工井壁防砂法是油田常用的防止油水井出砂的化学防砂方法，其中以覆膜砂人工井壁法最为有效。对于浅层油藏，地层温度较低，有的油层温度已经低于50℃。而目前常用的覆膜砂在低温(低于50℃)或水环境中胶黏固化不充分，使得覆膜砂防砂有效期短，防砂效果差。

由于油田经过长期开发，目前已进入高含水时期，进一步加剧了油井出砂。目前现有的堵水调剖技术虽然能够堵水，但是堵水的同时也会堵油，使得产量下降。而覆膜砂主要是以固沙为目的，很难兼顾堵水。因此，开发能够在低温固结并且兼具控水性能的覆膜砂已成为研究重点。

公告号为CN103275686B的中国专利文件中公开了一种控水型低温固化树脂覆膜砂防砂颗粒，该防砂颗粒包括支撑剂、支撑剂外包覆的内层树脂膜和外层树脂膜，其中内层树脂膜为热固性酚醛树脂膜，外层树脂膜为单组分聚氨酯树脂膜。该覆膜砂在使用时需要加入浓度为3％的盐酸催化剂，否则不会固结。但是加入盐酸，会增加防砂管柱成本并且会对环境产生污染。

发明内容

本发明的目的在于提供一种低温固化透油阻水覆膜砂，该覆膜砂能够在没有催化剂的情况下实现固化并且具有较高的抗压强度。

本发明的目的在于提供一种低温固化透油阻水覆膜砂的制备方法，该方法制得的覆膜砂具有较高的抗压强度。

为解决上述目的，本发明采用的技术方案为：

一种低温固化透油阻水覆膜砂，包括支撑剂以及包覆在支撑剂表面的覆膜层，所述覆膜层包括由内向外依次设置的热固性酚醛树脂层、热固性丙烯酸树脂层以及透油阻水层；所述热固性酚醛树脂层可在25～40℃温度下固化，热固性丙烯酸树脂层可在25～70℃温度下固化，所述透油阻水层为聚氨酯树脂层；支撑剂、热固性酚醛树脂层中热固性酚醛树脂与热固性丙烯酸树脂层中的热固性丙烯酸树脂的质量比为100：(1～2)：(1～2)。

进一步优选的，支撑剂、热固性酚醛树脂层中热固性酚醛树脂与热固性丙烯酸树脂层中的热固性丙烯酸树脂的质量比为100：(1～1.5)：(1～1.5)。

本发明的覆膜砂在支撑剂表面由内向外依次设置了热固性酚醛树脂层、热固性丙烯酸树脂层以及透油阻水层。热固性丙烯酸树脂层与热固性酚醛树脂层复配能够提高树脂层的抗压强度并缩短热固性酚醛树脂的缩短风干时间。同时热固性丙烯酸树酯层与聚氨酯具有较好的复配性，将热固性丙烯酸树脂层设置在热固型酚醛树脂与聚氨酯树脂层的中间增加了整个覆膜层之间的结合程度，进一步提高了整个覆膜砂的抗压强度。热固性丙烯酸树脂层在25℃～70℃具有软化固结功能，使用时在地层压力的作用下覆膜砂颗粒与颗粒之间可通过丙烯酸树脂粘结在一起，进一步提高固结强度。

本发明的覆膜砂中设置了热固性丙烯酸树脂层，防止覆膜砂颗粒在室温下自动固结，固结模式为压力+温度模式，能使该覆膜砂在地层闭合压力作用下不需要任何催化剂自动固结。本发明的覆膜砂在30℃～70℃的低温下固结性能好。并且覆膜砂的固结强度介于1.0～4.0MPa之间，耐温不低于280℃，油水渗滤速度之比大于3，可应用于地层渗透率大于1达西、含水量大于60％的油井中进行控水调剖或防砂作业。

所述热固性酚醛树脂层与热固性丙烯酸树脂层由热固性酚醛树脂、热固性丙烯酸树脂分别与固化剂、间苯二酚反应形成。

所述透油阻水层由聚氨酯与间苯二酚反应形成。与热固性酚醛树脂、热固性丙烯酸树脂以及聚氨酯反应的间苯二酚的总质量与热固性酚醛树脂、热固性丙烯酸树脂的质量比为1：1：1。

所述间苯二酚的质量为支撑剂质量的1～2％。其中间苯二酚的质量为与热固性酚醛树脂、热固性丙烯酸树脂以及聚氨酯反应的间苯二酚的总质量。

间苯二酚的作用主要为：(1)间苯二酚在100℃左右熔化与热固性丙烯酸树脂反应，形成带有环醚极性基团的网状结构，增强亲油憎水性能，显著降低固结温度，使固结温度可达到30℃～70℃；(2)间苯二酚与聚氨酯反应，形成具有一定强度的保护膜，便于在运输或施工过程中不因温度压力变化而固结，降低施工井筒内固结风险；并且能够进一步提高热固性丙烯酸树脂的抗压强度，风干时间相对较短，缩短覆膜砂制作工期。

间苯二酚与二元酸相似，以双烯醇的形式与聚氨酯发生反应，提高聚氨酯强度，同时间苯二酚的羟基与热固性丙烯酸树脂的羧基发生反应，形成网状结构，提高强度。

间苯二酚常用于酚醛树脂和尿素树脂的改性；在热固性丙烯酸树脂的塑模过程中与间苯二酚反应，可使树脂固化加速。间苯二酚既可以与热固性酚醛树脂反应，也可以与聚氨酯反应，因此间苯二酚能够把聚氨酯类阻水剂与热固性丙烯酸树脂连接起来,使本身不易固结的阻水剂有了固结功能，并强化阻水透油性能。并且间苯二酚与聚氨酯反应后在聚氨酯层中引入了苯环，进一步增强了聚氨酯层的亲油作用。间苯二酚起到一个桥接作用，不但把聚氨酯与热固性丙烯酸树脂粘接在一起，而且增强了聚氨酯分子的极性，提高了阻水能力。

为提高热固性酚醛树脂以及热固性丙烯酸树脂的固化速度，采用固化剂与树脂反应从而促进固化速度。所用固化剂可以为常用的树脂固化剂如盐酸、硫酸、有机羧酸、氯化铵、酸性金属盐等。进一步优选的，所用固化剂为六亚甲基四胺，六亚甲基四胺作为固化剂时具有固化迅速、固结体稳定、强度高等优点。在使用时，六亚甲基四胺以水溶液的形式使用，六亚甲基四胺在水溶液中的质量百分比为24％。

通过调整固化剂的使用量调整树脂固化时间，优选的，所述固化剂六亚甲基四胺的质量为热固性酚醛树脂、热固性丙烯酸树脂与间苯二酚(间苯二酚的质量为分别与热固性酚醛树脂、热固性丙烯酸树脂以及聚氨酯反应的间苯二酚的总质量)总质量的10～20％。

聚氨酯本身具有透油阻水功能，并且分子链上氨基能够与热固性丙烯酸树脂反应从而对热固性丙烯酸树脂进行改性，形成网状结构，进一步增加覆膜砂的固结强度。因此在热固性丙烯酸树脂表面包覆聚氨酯层，形成透油阻水层，使得覆膜砂具有透油阻水性并且能够提高覆膜砂的固结强度。通过调节聚氨酯的添加量提高聚氨酯层的性能，优选的聚氨酯与支撑剂的质量比为(5～6)：100。进一步优选的，聚氨酯与支撑剂的质量比为(5～5.5)：100。

在本发明的覆膜砂中，所用支撑剂为40～70目或90～100目的石英砂。石英砂比较普遍，结构与地层砂接近，并且价格低于陶粒，选用石英砂作为骨架砂能够显著降低成本，并且覆膜后的强度高于石英砂的3～4倍。

所用石英砂需是粒形较圆、表面结晶光滑的石英砂，这种类型的石英砂的比表面积相对较小，在获得同等强度的覆膜砂时消耗的树脂的量较少，成本较低。并且球度好的石英砂所制得的覆膜砂的堆积体积较小，能够用于防砂。

由于表面的树脂层对碱性物质比较敏感，若石英砂表面存在碱性氧化物则会降低覆膜砂的熔点；并且在碱性环境下，覆膜砂容易结块且不易存放，会严重影响其使用性能。因此石英砂在使用前先经过表面清洗，使石英砂中的含泥量＜0.5％，微粉含量＜1％，含水量＜0.2％。具体可以采用擦磨、擦洗法、水洗法、浮选法等常用的方法。为简化操作，通常采用先经过水洗然后再干燥的清洗方法。覆膜砂的性能不仅与骨架砂的种类有关还与骨架砂的粒径大小有关，并且考虑到固结后渗透率的大小，优选的所用石英砂的粒径为40～70目或90～120目。

为进一步提高覆膜砂的透油阻水性，所述透油阻水层表面修饰有活性剂，所述活性剂为所述活性剂由轻质油与皂化剂按照体积比为(2～4):(1～2)的比例混合而成。优选的，所用轻质油为煤油、柴油中的一种或多种；所述皂化剂由植物油或动物油与强碱溶液皂化制得，或者由肥皂溶于水制得。皂化剂能够显著提高覆膜砂颗粒固结后的亲油能力，利用轻质油的挥发性，可以提高覆膜砂颗粒固结后的孔隙度。活性剂吸附在聚氨酯层表面，能够进一步提高覆膜砂的亲油性，并具有增孔性能。活性剂溶液的质量为热固性酚醛树脂、热固性丙烯酸树脂与间苯二酚(间苯二酚的质量为分别与热固性酚醛树脂、热固性丙烯酸树脂以及聚氨酯反应的间苯二酚的总质量)总质量的0.15～0.3％。

本发明的覆膜砂在使用时，可与填充剂配合使用，填充剂能够进一步提高低温固化透油阻水覆膜砂的固结强度，填充剂的使用量可根据实际需要调整。优选的，所用填充剂为碳酸钙和硅酸盐。

一种上述低温固化透油阻水覆膜砂的制备方法，包括以下步骤：

(1)将热固性酚醛树脂、支撑剂与水在160℃温度下混合90～120s，得第一混合物；然后将第一混合物和润滑剂混合60～90s，得第二混合物；

(2)将第二混合物降温至140℃后和硅烷偶联剂混合60～90s，得第三混合物；将第三混合物和固化剂混合60～90s，得第四混合物；

(3)将第四混合物降温至110℃后与热固性丙烯酸树脂混合60～90s，得第五混合物；

(4)将第五混合物降温至100℃后与间苯二酚混合60～90s，得第六混合物；将第六混合物与聚氨酯混合90～120s，得第七混合物；

(5)将第七混合物降温至82℃，然后出料即得。

热固性酚醛树脂具有好的机械强度和耐热性，具有突出的瞬时耐高温烧蚀性能，而且本身又有广泛改性的余地，在酸性或碱性下都可固结。因此先在支撑剂表面包覆一层热固性酚醛树脂层。水有三个作用：一是为了防止水溶性酚醛树脂覆膜在支撑剂表面，从而降低热固性酚醛树脂的粘结强度；二是能够溶解润滑剂，能够提高覆膜砂的质量；三是水本身具有润滑作用，便于树脂与支撑剂充分混合。优选的，所述热固性酚醛树脂、水与石英砂的质量比为(1～2)：(1.5～2.5):100。

热固性丙烯酸树脂在成膜过程中不发生进一步交联，并且在成膜过程中由于覆膜温度下降能够阻止交联缩聚反应继续发生。

采用润滑剂来防止覆膜砂结块，增加覆膜砂的流动性。润滑剂的种类以及使用量均以及现有技术来进行选择。优选的，所述润滑剂为硬脂酸钙。优选的，润滑剂的质量为热固性酚醛树脂质量的5～7％。

采用硅烷偶联剂进一步增强树脂与骨架砂表面的结合力，保证固结体的高强度。优选的，所用硅烷偶联剂为KH550、KH560、KH902中的一种或多种。进一步优选的，所述硅烷偶联剂为KH550、KH902中的一种或两种。进一步优选的，通过调节硅烷偶联剂的量来进一步提高偶联剂的作用，所述含氨基的硅烷偶联剂的质量为热固性酚醛树脂、热固性丙烯酸树脂与间苯二酚(间苯二酚的质量为分别与热固性酚醛树脂、热固性丙烯酸树脂以及聚氨酯反应的间苯二酚的总质量)总质量的1.5～2.5％。

采用本发明的制备方法制得的覆膜砂，支撑剂表面依次包覆有热固性酚醛树脂层、热固性丙烯酸树脂层以及聚氨酯层。其中热固性酚醛树脂层为裹砂桥接层，热固性丙烯酸树脂层为功能层，聚氨酯层为透油阻水层。并且通过采用固化剂、硅烷偶联剂以及苯二酚将三层树脂层桥接在一起。通过在支撑剂表面包覆三层结构，使得覆膜砂能够在无催化剂的低温条件下固化并具有较高的固结强度，并且具有较好的透油阻水能力。

本发明的低温固化透油阻水覆膜砂的制备方法，还包括以下步骤：步骤(5)中第七混合物降温至82℃后先与活性剂混合60～90s，然后再出料。

为避免树脂等有机物缩聚反应生成异物或其他杂质，在降温时采用急冷设备快速降温。优选的，步骤(1)～(5)中所述降温的时间为180～300s。

附图说明

图1为本发明的低温固化透油阻水覆膜砂制备流程图；

图2为本发明的低温固化透油阻水覆膜砂的结构示意图，其中1为热固性酚醛树脂层，2为热固性丙烯酸树脂层，3为聚氨酯层；

图3为本发明的试验例2中样品的抗压强度试验曲线；

图4为本发明的试验例4中的1号样品；

图5为本发明的试验例4中1号样品的抗压强度试验曲线；

图6为本发明的试验例4中高温煅烧后的2号样品；

图7为本发明的试验例4中高温煅烧后的2号样品的抗压强度试验曲线。

具体实施方式

下面结合具体实施例以及附图对本发明作进一步说明。

以下实施例中所用热固性酚醛树脂为RS-619，生产厂家为新乡熔鑫耐材有限责任公司；热固性丙烯酸树脂为RS2306-50XIB，生产厂家为成都博高合成材料有限公司；所用聚氨酯为HYB6336，生产厂家上海珀丽化工科技有限公司。所用KH550硅烷偶联剂的生产厂家为广州市穗博化工助剂有限公司，KH560硅烷偶联剂的生产厂家为济南国邦化工，KH902硅烷偶联剂的生产厂家为广州市龙凯化工有限公司。

一、低温固化透油阻水覆膜砂的实施例

实施例1

本实施例的低温固化透油阻水覆膜砂，其结构如图2所示。支撑剂为石英砂骨架砂，骨架砂表面依次包覆有热固性酚醛树脂层1、热固性丙烯酸树脂层2以及聚氨酯层3。聚氨酯层3表面还修饰有活性剂。热固相酚醛树脂层1、热固相性丙烯酸树脂层2以及聚氨酯树脂层3均含有润滑剂、固化剂、硅烷偶联剂以及间苯二酚。

其中石英砂的粒径为40～70目，质量为1000g。热固性酚醛树脂层1中热固性酚醛树脂的质量为15g，热固性丙烯酸树脂层2中的热固性丙烯酸树脂的质量为15g，聚氨酯层3中的聚氨酯质量为55g。所用固化剂为六亚甲基四胺，质量为8.75g。润滑剂为硬脂酸钙，质量为5.1g。硅烷偶联剂为KH550硅烷偶联剂，质量为0.9g。间苯二酚的质量为15g。活性剂的质量为0.09g，由煤油：皂化剂＝3：1.5的体积比配置，其中皂化剂由椰子油、葵花子油、棕榈油、氢氧化钠以及蒸馏水配制而成，椰子油、葵花子油、棕榈油、氢氧化钠以及蒸馏水的质量比为5：15：18：18：300。

实施例2

本实施例的低温固化透油阻水覆膜砂，其结构与实施例1中的覆膜砂的结构相同。其中石英砂的粒径为40～70目，质量为500g。热固性酚醛树脂层中热固性酚醛树脂的质量为7.5g，热固性丙烯酸树脂层中的热固性丙烯酸树脂的质量为7.5g，聚氨酯层中的聚氨酯质量为27.5g。所用固化剂为六亚甲基四胺，质量为4.37g。润滑剂为硬脂酸钙，质量为2.55g。硅烷偶联剂为KH560硅烷偶联剂，质量为0.45g。间苯二酚的质量为7.5g。活性剂的质量为0.045g，由柴油：皂化剂＝3：1.5的体积比配置，其中皂化剂为肥皂水，由雕牌肥皂片溶于水制得，肥皂片与水的质量比为56：300。

实施例3

本实施例的低温固化透油阻水覆膜砂，其结构与实施例1中的覆膜砂的结构基本相同，区别仅在于本实施例的覆膜砂表面无活性剂。其中石英砂的粒径为40～70目，质量为1000g。热固性酚醛树脂层中热固性酚醛树脂的质量为15g，热固性丙烯酸树脂层中的热固性丙烯酸树脂的质量为15g，聚氨酯层中的聚氨酯质量为55g。所用固化剂为六亚甲基四胺，质量为8.75g。润滑剂为硬脂酸钙，质量为5.10g。硅烷偶联剂为KH902硅烷偶联剂，质量为0.9g。

间苯二酚的质量为15g。

二、低温固化透油阻水覆膜砂的制备方法的实施例

实施例4

本实施例为实施例1中的低温固化透油阻水覆膜砂的制备方法，其流程如图1所示，包括以下步骤：

(1)优选粒径为40～70目的石英砂，经过净化处理、晾干后后倒入混砂机中加热到200℃，并搅拌均匀；

(2)将石英砂的温度冷却到160℃，加入热固性酚醛树脂，再加入200mL水，混合90s，得第一混合物；然后加入硬脂酸钙混合120s，得第二混合物；

(3)将第二混合物的温度经300s降到140℃，先加入KH550硅烷偶联剂混合90s，得第三混合物；然后加入六亚甲基四胺(以水溶液的形式加入，水溶液中六亚甲基四胺的质量浓度为24％)固化剂，混合90s，得第四混合物；

(4)将第四混合物的温度经300s降至110℃，加入热固性丙烯酸树脂混合90s，得第五混合物；

(5)将第五混合物的温度经300s降至100℃时，加入间苯二酚混合90s，得第六混合物；然后加入聚氨酯，与第六混合物混合120s，得第七混合物；然后将第七混合物的温度经300s降至82℃，加入活性剂混合1min，然其倒出分散开晾晒至室温再进行筛分得样品，装袋密封保存，即得。

实施例5

本实施例为实施例2中的低温固化透油阻水覆膜砂的制备方法，其具体过程基本与实施例4相同，区别仅在于所用原料的量不同以及硅烷偶联剂种类不同。

实施例6

本实施例为实施例3中的低温透油阻水覆膜砂的制备方法，包括以下步骤：

(1)优选粒径为40～70目的石英砂，经过净化处理、晾干后后倒入混砂机中加热到200℃，并搅拌均匀；

(2)将石英砂的温度冷却到160℃，加入热固性酚醛树脂，再加入250mL水，混合90s，得第一混合物；然后加入硬脂酸钙混合120s，得第二混合物；

(3)将第二混合物的温度经180s降到140℃，先加入KH902硅烷偶联剂混合90s，得第三混合物；然后加入六亚甲基四胺(以水溶液的形式加入，水溶液中六亚甲基四胺的质量浓度为24％)固化剂，混合90s，得第四混合物；

(4)将第四混合物的温度经180s降至110℃，加入热固性丙烯酸树脂混合90s，得第五混合物；

(5)将第五混合物的温度经180s降至100℃时，加入间苯二酚混合90s，得第六混合物；然后加入聚氨酯，与第六混合物混合120s，得第七混合物；然后将第七混合物的温度经180s降至82℃后倒出分散开晾晒至室温再进行筛分得样品，装袋密封保存，即得。

四、试验例

试验例1：胶结、固化强度试验

本试验例的胶结、固化强度的具体测试过程包括以下步骤：

(1)按照春133临井春147E井同层地层温度56.56℃设置烘箱温度，将成型模具在烘箱中恒温烘烤8h；

(2)取出已恒温的成型磨具，称量80g实施例1的透油阻水覆膜砂放入成型磨具中铺平，并慢倒流入10ml的蒸馏水；用压制杆压平；

(3)然后将装好样品的成型模具放入砂样压实装置中，加压10MPa压实10分钟或20分钟，取出样品，放入56.56℃烘箱中养护24小时；

(4)将养护好的样品放入抗压强度测试仪器，测得破碎压力P1；然后根据以下公式计算抗压强度P：P＝P1/(100*A)，其中P的单位为MPa，P1的单位N，A为人工岩心截面积，单位为cm²。

按照上述步骤平行测试两次，A为21.06cm²。其中第一次测试破碎压力P1为2670N，则抗压强度P为1.27MPa；第二次测试破碎压力P1为2750N，则抗压强度P为1.31MPa。

试验例2：胶结、固化强度试验

本试验例的胶结、固化强度的具体测试过程包括以下步骤：

(1)设置烘箱温度70℃，将成型模具在烘箱中恒温烘烤8h；

(2)取出已恒温的成型磨具，称量80g实施例1的透油阻水覆膜砂放入成型磨具中铺平，并慢倒流入10mL的蒸馏水；用压制杆压平；

(3)然后将装好样品的成型模具放入砂样压实装置中，加压20MPa压实40min，取出样品，放入70℃烘箱中养护48h；

(4)将养护好的样品放入抗压强度测试仪器，测试过程中样品的抗压强度曲线如图3所示。测得破碎压力P1为8560N；然后根据以下公式计算抗压强度P：P＝P1/(100*A)，其中P的单位为MPa，P1的单位N，A为人工岩心截面积，单位为cm²。A为21.06cm²。计算抗压强度P为4.06MPa。

试验例3：透油阻水试验

本试验例的透油阻水试验的具体过程包括以下步骤：

(1)按照试验例1中的步骤(1)～(3)在同温同压下制备2份面积均为21.06cm²和厚度为28.8mm的固结体；

(2)烘干称重分别为80.1g和79.8g，用蒸馏水浸泡4小时后，再称重分别为85.3g和84.9g，则得到样品孔隙体积分别为5.2mL和5.2mL；

(3)在滴定管内分别装25mL水和轻质原油，对其中一块进行水的渗析速度测试，另一块进行轻质原油的渗析速度；调节滴定速度为0.5mL/s，总滴定量控制在6mL内；开始滴定计时，当第一滴水或油从底部渗出后，停止计时；测试结果为渗析原油的时间为11s，渗析水的时间为47s；

(4)按以下公式分别计算蒸馏水和轻质原油流速度：V＝H/t，式中：V为速度；H为样品厚度(cm)；t为液体穿透样品时间。

根据测试结果计算原油渗析的速度V＝28.8/11＝2.62(mm/s)，蒸馏水渗析的速度V＝28.8/47＝0.61(mm/s)，渗滤比＝原油渗析的速度/蒸馏水渗析的速度＝2.62/0.61＝4.29。

根据测试结果可知，采用本发明的制备方法制得的覆膜砂具有较好的透油控水能力，油水渗滤速度之比大于3，可应用于地层渗透率大于1达西、含水量大于60％的油井进行控水调剖或防砂作业。

试验例4：耐高温强度试验

本试验例的耐高温强度试验具体包括以下步骤：

(1)设置烘箱温度40℃，将成型模具在烘箱中恒温烘烤8h；

(2)取出已恒温的成型磨具，称量80g实施例1的透油阻水覆膜砂放入成型磨具中铺平，并慢倒流入10mL的蒸馏水；用压制杆压平；

(3)然后将装好样品的成型模具放入砂样压实装置中，加压20MPa压实40min，取出样品，放入40℃烘箱中养护24小时，得1号样品(如图4所示)；

(4)重复(2)～(3)步骤，制备2号样品；

(5)将2号样品放入300℃马弗炉中锻烧24h，取出冷却后观察变化，煅烧后的2号样品如图6所示；

(6)将1号样品放入抗压强度测试仪器进行抗压强度测试，测试过程中样品的抗压强度曲线如图5所示；

测得破碎压力P1为2670N；根据以下公式计算抗压强度P：P＝P1/(100*A)，其中P的单位为MPa，P1的单位N，A为人工岩心截面积，单位为cm²，A为21.06cm²。计算抗压强度P为1.26MPa；

(7)将2号样品放入抗压强度测试仪器进行抗压强度测试，测试过程中样品的抗压强度曲线如图7所示；

测得破碎压力P1为7050N；根据以下公式计算抗压强度P：P＝P1/(100*A)，其中P的单位为MPa，P1的单位N，A为人工岩心截面积，单位为cm²，A为21.06cm²。计算抗压强度P为3.35MPa。

由测试结果可知，本发明的覆膜砂样品不但耐高温，并且在高温煅烧后的抗压强度有所提高。

Claims (11)

1.一种低温固化透油阻水覆膜砂，其特征在于，包括支撑剂以及包覆在支撑剂表面的覆膜层，所述覆膜层包括由内向外依次设置的热固性酚醛树脂层、热固性丙烯酸树脂层以及透油阻水层；所述热固性酚醛树脂层可在25～40℃温度下固化，热固性丙烯酸树脂层可在25～70℃温度下固化，所述透油阻水层为聚氨酯树脂层；支撑剂、热固性酚醛树脂层中热固性酚醛树脂与热固性丙烯酸树脂层中的热固性丙烯酸树脂的质量比为100：(1～2)：(1～2)。

2.根据权利要求1所述的低温固化透油阻水覆膜砂，其特征在于，所述热固性酚醛树脂层与热固性丙烯酸树脂层由热固性酚醛树脂、热固性丙烯酸树脂分别与固化剂、间苯二酚反应形成。

3.根据权利要求1所述的低温固化透油阻水覆膜砂，其特征在于，所述透油阻水层由聚氨酯与间苯二酚反应形成。

4.根据权利要求2或3所述的低温固化透油阻水覆膜砂，其特征在于，所述间苯二酚的质量为支撑剂质量的1～2％。

5.根据权利要求1或3所述的低温固化透油阻水覆膜砂，其特征在于，所述聚氨酯与支撑剂的质量比为(5～6)：100。

6.根据权利要求1所述的低温固化透油阻水覆膜砂，其特征在于，所述支撑剂为40～70目或90～100目的石英砂。

7.根据权利要求1所述的低温固化透油阻水覆膜砂，其特征在于，所述透油阻水层表面修饰有活性剂，所述活性剂由轻质油与皂化剂按照体积比为(2～4):(1～2)的比例混合而成；所述轻质油为煤油、柴油中的一种或多种；所述皂化剂由植物油或动物油与强碱溶液皂化制得，或者由肥皂溶于水制得。

8.一种如权利要求1～7任一项所述的低温固化透油阻水覆膜砂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

(1)将热固性酚醛树脂、支撑剂与水在160℃温度下混合90～120s，得第一混合物；然后将第一混合物和润滑剂混合60～90s，得第二混合物；

(2)将第二混合物降温至140℃后和硅烷偶联剂混合60～90s，得第三混合物；将第三混合物和固化剂混合60～90s，得第四混合物；

(3)将第四混合物降温至110℃后与热固性丙烯酸树脂混合60～90s，得第五混合物；

(4)将第五混合物降温至100℃后与间苯二酚混合60～90s，得第六混合物；将第六混合物与聚氨酯混合90～120s，得第七混合物；

(5)将第七混合物降温至82℃，然后出料即得。

9.根据权利要求8所述的低温固化透油阻水覆膜砂的制备方法，其特征在于，所述热固性酚醛树脂、水与支撑剂的质量比为(1～2)：(1.5～2.5):100。

10.根据权利要求8所述的低温固化透油阻水覆膜砂的制备方法，其特征在于，步骤(5)中第七混合物降温至82℃后先与活性剂混合60～90s，然后再出料。

11.根据权利要求8～10任一项所述的低温固化透油阻水覆膜砂的制备方法，其特征在于，步骤(2)～(5)中所述降温的时间为180～300s。

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