有机聚合物覆膜对石英砂压裂支撑剂破碎率的影响研究

作     者：蔡克 赵旭 段晓鹏 靳权 宋恩鹏 CAI Ke;ZHAO Xu;DUAN Xiaopeng;JIN Quan;SONG Enpeng

作者机构：中国石油集团工程材料研究院有限公司国家石油管材质量检验检测中心国家市场监管重点实验室(石油管及装备质量安全)陕西西安710077 长庆油田分公司第六采气厂陕西西安710018 

出 版 物：《石油管材与仪器》 (Petroleum Tubular Goods & Instruments)

年 卷 期：2024年第10卷第1期

页      面：29-32页

学科分类：08[工学] 0805[工学-材料科学与工程（可授工学、理学学位）] 080502[工学-材料学] 

基　　金：中国石油集团公司基础研究和战略储备技术研究基金项目“CO_(2)压裂用自悬浮材料设计及关键技术研究”(编号:质科K22-001) 

主　　题：天然石英砂 压裂支撑剂 破碎率 覆膜法 有机聚合物 

摘      要：天然石英砂压裂支撑剂具有成本低、来源广的优点,但存在破碎率高的缺点。如何有效降低天然石英砂压裂支撑剂的破碎率,是拓展其应用的关键问题。覆膜法将有机聚合物包覆在天然石英砂压裂支撑剂表面,制备具有“核壳结构的覆膜砂,是降低破碎率的重要方法。以70-140目石英砂压裂支撑剂为研究对象,分别以酚醛树脂、环氧树脂、呋喃树脂、聚氨酯为包覆剂,制备了4种覆膜砂,研究了有机聚合物不同种类和不同用量对天然石英砂压裂支撑剂破碎率的影响。结果表明:当采用同种有机聚合物时,在69 MPa闭合压力下,随着有机聚合物用量增加(2%~4%),破碎率先快速降低、后缓慢降低,当有机聚合物用量为6%时,破碎率显著降低;当有机聚合物用量均为6%时,在69 MPa闭合压力下,环氧树脂所得覆膜砂破碎率最低(其值为0.8%),呋喃树脂所得覆膜砂破碎率最高(其值为3.1%),酚醛树脂和聚氨酯所得覆膜砂破碎率居中(其值分别为1.3%和1.8%)。该研究结果可为低破碎率覆膜砂的合成提供一定的理论依据。