Способ изготовления проппанта с полимерным покрытием


 


Владельцы патента RU 2493191:

Общество с ограниченной ответственностью "ФОРЭС" (RU)

Изобретение относится к нефтегазодобывающей промышленности, а именно к производству проппантов с полимерным покрытием при добыче нефти и газа методом гидравлического разрыва пласта (ГРП). Способ изготовления проппанта с полимерным покрытием включает нанесение на гранулы полимерного покрытия из фенолформальдегидной смолы с гексаметилентетрамином и жидкой эпоксидной смолой с отвердителем, перед покрытием гранул готовят раствор фенолформальдегидной смолы с гексаметилентетрамином, который смешивают с жидкой эпоксидной смолой с отвердителем, в соотношении, мас.%: жидкая эпоксидная смола с отвердителем 20-80 и раствор фенолформальдегидной смолы с гексаметилентетрамином 20-80, причем содержание растворителя в растворе фенолформальдегидной смолы составляет 5-90%. Изобретение развито в зависимых пунктах формулы. Технический результат - обеспечение монолитного каркаса пачки проппанта при температурах эксплуатации 40-140°C. 2 з.п. ф-лы, 5 пр., 2 табл.

 

Изобретение относится к нефтегазодобывающей промышленности, а именно к производству проппантов с полимерным покрытием при добыче нефти и газа методом гидравлического разрыва пласта (ГРП).

Для интенсификации добычи нефти и газа производят гидравлический разрыв пласта в результате чего, образуется разветвленная сеть трещин и каналов. С целью закрепления образованных трещин в них закачивают проппант, который при эксплуатации скважины со временем может вымываться. Для предотвращения обратного выноса проппанта, используют гранулы с полимерным покрытием способным отверждаться в продуктивном пласте при воздействии горного давления и высокой температуры. Полимерное покрытие связывает гранулы, между собой, образуя проницаемую пробку.

Для изготовления проппантов могут быть использованы различные материалы: кварцевый песок, керамические гранулы, стеклянные и металлические шарики, гранулы на основе синтетических и природных материалов. Выбор конкретного материала для проппанта обусловлен условиями его эксплуатации в скважине, например, температурой и горным давлением.

Известен способ получения проппантов с полимерным покрытием (см патент США №5422183), который заключается в нанесении на гранулы двухслойного покрытия. Для этого на нагретые до 150-250°С гранулы наносят в два этапа фенолформальдегидную смолу, которую частично отверждают с помощью раствора катализатора - гексаметилентетрамина.

Недостатком такого покрытия следует признать неравномерность нанесения такого покрытия на поверхности гранул. Это связано с тем, что при нанесении покрытия используется твердая фенолформальдегидная смола в виде чешуек или гранул и при попадании на поверхность гранулы она плавится, переходя в текучее состояние. Такое состояние покрытия характеризуется высокой вязкостью смолы и ее равномерностью, а именно: подвижность смолы непосредственно на поверхности гранулы выше, а чем дальше, тем ниже. Кроме того, при таких условиях нанесения покрытия, происходит частичное разложение фенолформальдегидной смолы и поэтому время перемешивания строго ограничено. При введении раствора катализатора, происходит частичное отверждение неравномерно распределенной смолы и тем самым, сохраняются дефекты покрытия, поэтому требуется нанесение следующего слоя, что позволяет удалить только часть дефектов, при этом неминуемо создаются новые, так температура гранул стала ниже, а вязкость смолы будет выше, что так же затруднит ее равномерное распределение по поверхности гранул. Неравномерно нанесенное покрытие в конечном итоге влияет на прочность пачки проппанта, а так же на ее проводимость для жидкости. Недостатком такого покрытия является относительно высокая температура полимеризации проппанта в скважине, от 80°C и выше.

Известен способ получения полимерного проппанта (см патент США №7624802), согласно которому на гранулы наносят полимерное покрытие способное отверждаться при низких температурах. Суть заявляемого способа заключается в том что, на гранулы наносят слой резольной фенолформальдегидной смолы, а затем наносят порошок новолачной фенолформальдегидной смолы с гексаметилентетрамином.

Недостатком известного покрытия следует признать неравномерность распределения фенолформальдегидной смолы и катализатора по толщине слоя покрытия, так как он происходит случайным образом и зависит от количества резольной смолы в той или иной части поверхности гранулы. Немаловажным фактором, влияющим на качество распределения резольной смолы, является неравномерная пористость и характер поверхности гранул керамического проппанта, так как части поверхности гранул впитывают в себя различное количество жидкой смолы, что приводит к неравномерному распределению новолачной смолы катализатора. В итоге неравномерно нанесенное покрытие отрицательно влияет на прочность пачки проппанта, а также на ее проводимость для жидкости.

Использование резольной смолы по известному способу не может обеспечить достаточную прочность сцепления полимерного покрытия с поверхностью гранулы, так как прочность резольных смол на растяжение достаточно низкая.

Наиболее близким по технической сущности является способ получения проппанта с полимерным покрытием, который включает формование керамических гранул, формирование на их поверхности выступов, обжиг, нанесение полимерного покрытия из эпоксидной смолы с отвердителем и смеси частиц - порошка фенолформальдегидной смолы с гексаметилентетрамином и модифицирующими добавками с последующим отверждением до получения полимерной пленки (см патент РФ №2318856, МПК C09K 8/80, от 09.06.2006 г.).

Недостатком известного способа является то, что покрытие имеет неравномерное распределение фенолформальдегидной смолы и катализатора по толщине слоя, так как нанесение покрытия происходит случайным образом в различных частях поверхности гранулы. Использование эпоксидной смолы в качестве связующего приводит к необходимости ее отверждения при температуре не выше 30°C в течение определенного времени, что отрицательно сказывается на технологичности процесса производства.

Технической задачей, на решение которой направлено заявляемое изобретение, является создание на поверхности гранулы слипающегося покрытия, обеспечивающего образование монолитного каркаса пачки проппанта при температурах эксплуатации 40-140°C.

Указанный результат достигается, тем, что в известном способе изготовления проппанта с полимерным покрытием, включающем нанесение на гранулы полимерного покрытия из фенолформальдегидной смолы с гексаметилентетрамином и эпоксидной смолы с отвердителем, перед покрытием гранул готовят раствор фенолформальдегидной смолы с гексаметилентетрамином, который смешивают с жидкой эпоксидной смолой с отвердителем, взятых в соотношении, масс %: жидкая эпоксидная смола с отвердителем 20-80; раствор фенолформальдегидной смолы с гексаметилентетрамином 20-80, причем содержание растворителя в растворе фенолформальдегидной смолы составляет 5-90%. Полимерное покрытие наносят на гранулы в один слой при комнатной температуре. Для увеличения адгезии полимерного покрытия к поверхности проппанта, используют добавку в виде силана. Способ изготовления заявляемого полимерного проппанта состоит из нескольких этапов. Сначала готовят раствор фенолформальдегидной смолы с катализатором, для этого фенолформальдегидную смолу растворяют в растворителе - ацетон, спирты, эфиры, кетоны, и другие. Содержание растворителя в растворе фенолформальдегидной смолы составляет 5-90% - от веса смолы и растворителя - и зависит от типа смолы, растворителя и температуры эксплуатации получаемого проппанта. Для получения полимерных проппантов с низкой температурой полимеризации используют фенолформальдегидные смолы с температурой каплепадения менее 100°C, при этом содержание растворителя составляет 5-50% и обусловлено высокой растворимостью этих смол. Чем ниже температура каплепадения, тем ниже температура полимеризации полимерного проппанта в трещине тем ниже прочность слипания. Фенолформальдегидные смолы с высокой температурой каплепадения (от 100°C и выше), позволяют получать более прочный конгломерат проппантов в трещине, но использование подобных смол требует использования большего количества растворителя 50-90%. При содержании растворителя менее 5%, физически невозможно получить раствор фенолформальдегидной смолы. При содержании растворителя более 90%, использование такого раствора экономически нецелесообразно и технически затруднительно, так как объем смеси растворов будет достаточно большой и его равномерное нанесение проблематично. При высоком содержании растворителя, растворение фенолформальдегидных смол происходит быстрее, поэтому количество растворителя для приготовления раствора фенолформальдегидной смолы определяется временем растворения смолы и типом смолы, что определяется экспериментально. В качестве катализатора отверждения фенолформальдегидных смол используют гексаметилентетрамин. Наиболее технологичным катализатором отверждения для изготовления полимерного проппанта является тонкодисперсный гексаметилентетрамин с размером частиц 1-10 мкм. Допускается использование и более крупных частиц гексаметилентетрамина, но при этом гораздо сложнее обеспечить равномерное его распределение по объему покрытия на грануле. Катализатор отверждения вводят в раствор фенолформальдегидной смолы непосредственно перед нанесением его на проппант, так как хранение раствора смолы с катализатором может отрицательно сказаться на качестве полимерного проппанта. Использование тонкодисперсного гексаметилентетрамина необходимо для его равномерного диспергирования в растворе фенолформальдегидной смолы, так как раствор смолы плохо смачивает тонкодисперсный порошок, поэтому требуется продолжительное время перемешивания раствора с катализатором отверждения. Следует учитывать, что при высоком содержании растворителя в растворе фенолформальдегидной смолы диспергирование гексаметилентетрамина происходит быстрее, но при этом возможно более быстрое осаждение крупных частиц. Для улучшения диспергирования частиц гексаметилентетрамина в растворе фенолформальдегидной смолы можно вводить известные добавки для повышения смачивания частиц, но при этом необходимо учитывать влияние этих веществ на полимеризацию полимерного проппанта. Наиболее эффективным способом введения катализатора отверждения в раствор фенолформальдегидной смолы является использование раствора катализатора в растворителе, например, водный раствор гексаметилентетрамина. Также допускается использование частично растворенного катализатора отверждения в растворителе. Существует возможность растворения катализатора отверждения в растворителе, используемом в растворе фенолформальдегидной смолы, с использованием этилового спирта с содержанием воды до 8%. Этиловый спирт позволяет сначала растворить фенолформальдегидную смолу, а потом растворить гексаметилентетрамин в воде, растворенной в спирте. В результате этого получается однородный раствор, в котором равномерно распределены по объему все компоненты как фенолформальдегидной смолы, так и гексаметилентетрамина. В качестве второго компонента покрытия - раствор эпоксидной смолы и отвердителя можно использовать как готовые компаунды и смеси, так и изготовленные непосредственно перед покрытием. Особых требований к этим растворам нет, так как их основная цель - это отверждение эпоксидной смолы в покрытии на поверхности гранул. Поэтому можно использовать все виды эпоксидных смол, такие как: эпоксидные смолы на основе бисфенолов A и F, эпоксидно-диановые, азотсодержащие эпоксидные смолы, галогенсодержащие эпоксидные смолы; эпоксиноволачные смолы; эпоксидные смолы на основе резорцина и его производных, эпоксидные смолы на основе диглицидиловых эфиров, циклоалифатические эпоксидные смолы, алифатические эпоксидные смолы на основе ди- и полиолов, модифицированные смолы, водорастворимые эпоксидные смолы и т.д.

Кроме того, следует учитывать и такие технологические особенности раствора эпоксидной смолы с отвердителем, как вязкость, время желатинизации, время отверждения, тип отвердителя, катализатор отверждения, совместимость с растворителем фенолформальдегидной смолы и т.д. К наиболее важным параметрам характеристики раствора стоит отнести вязкость и время отверждения смолы. Вязкость раствора эпоксидной смолы - это технологический параметр, влияющий на качество и время приготовления конечного раствора смол пред нанесением его на гранулы. Большинство эпоксидных смол при комнатной температуре обладают высокой вязкостью, но некоторые из них, имеют низкую вязкость, например, смолы на основе бисфенола F. Высокая вязкость может препятствовать равномерному распределению эпоксидной смолы в растворе фенолформальдегидной смолы и катализатора отверждения, поэтому требует более продолжительного времени для гомогенизации общего раствора. Для ускорения скорости смешивания и получения более однородного раствора требуется снижение вязкости эпоксидной смолы. Этого можно достичь нагревом смолы до 60°C, введением растворителей или активных разбавителей, использованием водной дисперсии эпоксидной смолы и т.д.

Для отверждения эпоксидной смолы можно использовать любой вид отвердителя, позволяющий отверждать при температуре до 100°C, например, все виды аминных отвердителей, ароматические аминные отвердители, отвердители на основе алифатических и циклоалифатических аминов, отвердители на основе полиаминоамидов, фенольные отвердители, кислотные отвердители, ангидридные и полиангидридные отвердители и т.д. Так как температура отверждения невысокая, то для отверждения покрытия потребуется достаточно продолжительное время, поэтому необходимо дополнительное введение катализаторов отверждения, при условии их воздействия на качество конечного покрытия.

Для повышения адгезии полимерного покрытия к поверхности гранул проппанта используют силаны, которые наносят на поверхность гранул, перед нанесением покрытия или вводят в состав раствора одной из смол. Повышение адгезии полимерного покрытия к поверхности гранул, позволяет повысить прочность слипания проппанта во время эксплуатации скважины. В качестве силанов могут быть применены: 3-аминопропилтриэтоксисилан, аминоэтиламинопропилтриметоксисилан, винилтриметок-сисилан, g-аминопропилтриметоксисилан, N(b-аминоэтил) g-аминопропилтриметокси-силан, бис-триметоксисилилпропиламин.

После приготовления растворов фенолформальдегидной и эпоксидных смол их смешивают и наносят на поверхность гранул проппанта. Смешивание можно производить как в специальном реакторе, так и в смесительной головке при непосредственном введении смол в смеситель с проппантом. Основное требование к смешиванию - это равномерное перемешивание обоих растворов с образованием гомогенной смеси. Непромешенная смесь растворов может отрицательно повлиять на качество конечного покрытия.

Смешивание растворов и отверждения производиться в следующем соотношении (без учета растворителей, разбавителей или других компонентов растворов):

- эпоксидной смолы с отвердителем 20-80%;

- фенолформальдегидной смолы с катализатором 20-80%.

Соотношение жидкой эпоксидной смолы с отвердителем и фенолформальдегидной смолы с катализатором (20-80%), определяется экспериментальным путем и зависит от вида применяемых смол, отвердителя и катализатора. При содержании жидкой эпоксидной смолы с отвердителем меньше 20% в смеси необходимая прочность покрытия не обеспечивается. При содержании жидкой эпоксидной смолы выше 80%, уже нельзя получить прочность конгломерата проппанта после полимеризации в скважине. Особенностью заявляемого способа получения полимерного проппанта является универсальность получаемых покрытий, благодаря использованию различных комбинаций указанных смол, отвердителей, катализаторов и растворителей.

После подачи смеси растворов смол в смеситель с проппантами, смешивание производят в течение времени достаточного для удаления растворителя из покрытия. Для интенсификации удаления растворителя используют аспирационные системы позволяющие улавливать и конденсировать испарившийся растворитель. В качестве альтернативного способа удаления растворителя из покрытия возможно использование вакуумных систем, которые позволяют получать покрытие более высокого качества. После удаления растворителя, проппант может находиться в смесителе при непрерывном перемешивании до частичного отверждения эпоксидной смолы или может быть выгружен в металлические емкости для выдержки, требуемой эпоксидной смолы для отверждения.

Так как в используемой смеси для покрытия находится достаточно большое количество растворителей, возможно, производить нагрев проппанта до 100°C без ухудшения его потребительских качеств. Это возможно благодаря тому, что при испарении отвердителя происходит охлаждение покрытия, а это сохраняет его высокую активность. Так же при нагреве ускоряются реакции отверждения эпоксидной смолы, что позволяет значительно сократить общее время покрытия и выдачу готовой продукции высокого качества.

Особенностью полимерного покрытия на основе смеси растворов смол является его монолитность, минимальное количество дефектов, а также отсутствие слипшихся гранул, что упрощает рассев проппанта и снижает образование пыли. Получаемый полимерный проппант характеризуется высокими показателями прочности слипания гранул и высокой стабильностью получаемых свойств.

Заявляемое изобретение подтверждается следующими примерами.

Пример 1. Берут фенолформальдегидную смолу с температурой каплепадения 45°C в количестве 950 грамм (т.е. 95%) и помещают в реактор, оборудованный роторной мешалкой, далее добавляют 50 грамм(т.е. 5%) растворителя на основе глицидилового эфира, и реактор герметизируют, смешивание продолжается при температуре 30°C в течение 2 часов до образования однородной массы.

После этого в смеситель добавляют 60,8 грамма гексаметилентетрамина со средним размером частиц 5 мкм, смешивание продолжают еще 2 часа без подогрева смеси.

Второй компонент смеси готовят с использованием эпоксидной смолы на основе бисфенол F. Для этого 363,2 грамм смолы помещают в смесительную емкость, далее добавляют 36,8 грамма отвердителя на основе диэтилентриамина и тщательно перемешивают. В смесительную емкость с раствором эпоксидной смолы (т.е. 80%) добавляют 100 грамм (т.е. 20%) раствора фенолформальдегидной смолы с гексаметилентетрамина, смесь перемешивают в течение 5 минут на высоких оборотах мешалки.

Проппант фракции 20/40 в количестве 10 кг помещают в работающий лабораторный смеситель. Смешивание продолжают в течение 25 минут при работающей аспирационной установке. Далее проппант с полимерным покрытием выгружают на поддон и выдерживают его при температуре 20-30°C в течение 24 часов. После этого проппант рассевают и испытывают на прочность слипания. Результаты испытания приведены в таблице 1.

Пример 2. Готовят раствор фенолформальдегидной смолы в водном растворе этилового спирта. Для этого, берут 550 грамм (т.е. 55%) 95% водного раствора этилового спирта, который заливают в реактор. Берут фенолформальдегидную смолу с температурой каплепадения 95-102°C в количестве 450 грамм (т.е. 45%), помещают в реактор. Смешивание проводят в течение 5 часов при низких оборотах роторной мешалки. Далее в спиртовой раствор фенолформальдегидной смолы добавляют 22,5 грамма гексаметилентетрамина и продолжают перемешивание в течение 2 часов.

Второй компонент смеси готовят с использованием эпоксидной смолы на основе бисфенола А. Для этого 180 грамм смолы помещают в смесительную емкость, затем добавляют 20 грамм отвердителя на основе полиэтиленполиамина и тщательно перемешивают.

В смесительную емкость с раствором эпоксидной смолы(в соотношении 40% от смеси) добавляют 300 грамм (т.е. 60%) раствора фенолформальдегидной смолы с гексаметилентетрамина, смесь перемешивают в течение 10 минут на высоких оборотах мешалки.

Проппант фракции 20/40 в количестве 10 кг нагревают до температуры 60-70°C и помещают в работающий лабораторный смеситель, в который добавляют 10 грамм аминопропилтриэтоксисилана.

Далее приготовленную смесь подают в смеситель с проппантом. Смешивание продолжают в течение 15 минут при работающей аспирационной установки, после чего проппант с полимерным покрытием выгружают на поддон и выдерживают его при температуре 20-30°C в течение 4 часов. После этого проппант рассевают и испытывают на прочность слипания. Результаты испытания приведены в таблице 1.

Пример 3. Готовят раствор фенолформальдегидной смолы в водном растворе этилового спирта. Для этого берут 900 грамм (т.е. 90%) 95% водного раствора этилового спирта, который заливают в реактор. Берут фенолформальдегидную смолу с температурой каплепадения 145-155°C в количестве 100 грамм (т.е. 10%), помещают в реактор. Смешивание проводят в течение 3 часов в роторной мешалке при низких оборотах мешалки.

Далее в спиртовой раствор фенолформальдегидной смолы добавляют 18 грамм гексаме-тилентетрамина и продолжают перемешивание в течение 1,5 часов.

Готовят второй компонент смеси с использованием эпоксидно-новолачной смолы. Для этого 89 грамм смолы помещают в смесительную емкость, добавляют 11 грамм отвердителя на основе тетраэтиленпентамина и тщательно перемешивают.

В смесительную емкость с раствором эпоксидной смолы(т.е. 20% от смеси) добавляют 400 грамм (т.е. 80% от смеси) раствора фенолформальдегидной смолы с гексаметилентетрамина, смесь перемешивают в течение 20 минут на высоких оборотах мешалки.

Проппант фракции 20/40 в количестве 10 кг нагревают до температуры 100-120°C и помещают в работающий лабораторный смеситель, в который добавляют 10 грамм амино-пропилтриэтоксисилана.

Затем приготовленную смесь подают в смеситель с проппантом. Смешивание продолжают в течение 10 минут при работе аспирационной установки, после чего проппант с полимерным покрытием выгружают в охладитель, где удаляют остатки растворителя и охлаждают его до температуры 20-30°C. После этого проппант рассевают и испытывают на прочность слипания. Результаты испытания приведены в таблице 1.

Для определения прочности слипания полимерных проппантов, навеску массой 42 грамма покрытых пропантов загружали в металлическую цилиндрическую форму диаметром 25 мм, в форму вставлялся пуансон к которому прикладывалась нагрузка 340 кг, при этом форму помещали в жидкостный термостат. В термостате в качестве теплоносителя использовали воду с pН 6,5-7,0. следует отметить, что вода свободно могла циркулировать через набивку проппанта. Температура нагрева воды для каждого состава указана в таблице 1. Через 24 часа форму извлекают из термостата и извлекают цилиндр, образованный в результате слипания полимерных проппантов. У цилиндров определяли прочностную характеристику, результаты испытаний приведены в таблице 1.

Таблица 1
Результаты испытания полимерных проппантов
Наименование Разрушающая нагрузка, кг
40°С 75°С 93°С 121°С 140°С
Пример 1 57 298 384 422 451
Пример 2 44 343 440 652 860
Пример 3 31 183 575 963 1320

По результатам данных таблицы 1 видно, что проппанты из примера №1 имеют наибольшую прочность слипания при температуре 40°C, при дальнейшем повышении температуры не происходит значительный рост его прочности. Проппанты из примера №2, имеют достаточно высокую прочность слипания как при температуре 40°C, так при температуре 140°C. Проппанты из примера №3 имеют приемлемую прочность слипания при температуре 40°С, но и при повышении температуры до 140°С показывают значительный рост прочности слипания. Проппанты - примеры №4 и 5, имеют большую прочность слипания, чем проппант из примера 1. По результатам, приведенным в таблице 1 видно, что при введении силана непосредственно в состав раствора, прочность слипания выше, чем при нанесении силана на поверхность гранул, даже при большем его расходе. Это вероятно связано с тем, достаточно трудно хорошо обработать силаном поверхность гранул, при таком его небольшом расходе. А введение силана в состав раствора, позволяет более равномерно его распределить по поверхности проппанта.

Таким образом, предлагаемый проппант с однослойным монолитным покрытием позволяет получать универсальное полимерное покрытие для проведения ГРП при различных термальных (от 40 до 140°C) и геологических условиях.

Пример 4. Исходный состав - аналогичный примеру 1.

Берут фенолформальдегидную смолу с температурой каплепадения 45°C в количестве 950 грамм (т.е. 95%) и помещают в реактор, оборудованный роторной мешалкой, далее добавляют 50 грамм (т.е. 5%) растворителя на основе глицидилового эфира, и реактор герметизируют. Смешивание продолжается при температуре 30°C в течение 2 часов до образования однородной массы. После этого в смеситель добавляют 60,8 грамма гексаметилентетрамина со средним размером частиц 5 мкм, смешивание продолжают еще 2 часа без подогрева смеси.

Второй компонент смеси готовят с использованием эпоксидной смолы на основе бис-фенол F. Для этого 363,2 грамм смолы помещают в смесительную емкость и добавляют 36,8 грамма отвердителя на основе диэтилентриамина и тщательно перемешивают. Затем берут 3,6 грамма g-аминопропилтриэтоксисилана и добавляют в уже приготовленный раствор и тщательно перемешивают.

Проппант фракции 20/40 в количестве 10 кг помещают в работающий лабораторный смеситель. В смесительную емкость с раствором эпоксидной смолы (т.е. 80%) добавляют 100 грамм (т.е. 20%) раствора фенолформальдегидной смолы с гексаметилентетрамина, смесь перемешивают в течение 5 минут на высоких оборотах. Далее приготовленную смесь подают в смеситель с проппантом. Смешивание продолжают в течение 25 минут при работе аспирационной установки. Затем проппант с полимерным покрытием выгружают на поддон и выдерживают его при температуре 20-30°C в течение 24 часов. После этого проппант рассевают и испытывают на прочность слипания. Результаты испытания приведены в таблице 2.

Пример 5. Исходный состав - аналогичный примеру 1.

Берут фенолформальдегидную смолу с температурой каплепадения 45°C в количестве 950 грамм (т.е. 95%) и помещают в реактор, оборудованный роторной мешалкой, далее добавляют 50 грамм(т.е. 5%) растворителя на основе глицидилового эфира, и реактор герметизируют, смешивание продолжается при температуре 30°C в течение 2 часов до образования однородной массы. После этого в смеситель добавляют 60,8 грамма гексаметилентетрамина со средним размером частиц 5 мкм, смешивание продолжают еще 2 часа без подогрева смеси.

Второй компонент смеси готовят с использованием эпоксидной смолы на основе бисфенол F. Для этого 363,2 грамм смолы помещают в смесительную емкость, далее добавляют 36,8 грамма отвердителя на основе диэтилентриамина и тщательно перемешивают.

Проппант фракции 20/40 в количестве 10 кг помещают в работающий лабораторный смеситель. При непрерывном перемешивании с помощью распылительной форсунки на поверхность гранул распыляют 4 грамма g-аминопропилтриэтоксисилана, после окончания распыления перемешивание продолжают. В смесительную емкость с раствором эпоксидной смолы (т.е. 80%) добавляют 100 грамм (т.е.20%) раствора фенолформальде-гидной смолы с гексаметилентетрамина, смесь перемешивают в течение 5 минут на высоких оборотах. Приготовленную смесь подают в смеситель с проппантом. Смешивание продолжают в течение 25 минут при работе аспирационной установки. Далее проппант с полимерным покрытием выгружают на поддон и выдерживают его при температуре 20-30°C в течение 24 часов. После этого проппант рассевают и испытывают на прочность слипания. Результаты испытания приведены в таблице 2.

Таблица 2
Результаты испытания полимерных проппантов
Наименование Разрушающая нагрузка, кг
40°C 75°C 930°C
Пример 1 57,0 298,0 384,0
Пример 4 68,8 369,5 472,3
Пример 5 66,2 345,3 453,1

По результатам данных таблицы 2 видно, что проппанты - примеры №4 и 5, имеют большую прочность слипания, чем проппант из примера 1. По результатам, приведенным в таблице 2 видно, что при введении силана непосредственно в состав раствора, прочность слипания выше, чем при нанесении силана на поверхность гранул, даже при большем его расходе. Это связано с тем, достаточно трудно хорошо обработать силаном поверхность гранул, при таком его небольшом расходе, а введение силана в состав раствора, позволяет более равномерно его распределить по поверхности проппанта.

1. Способ изготовления проппанта с полимерным покрытием, включающий нанесение на гранулы полимерного покрытия из фенолформальдегидной смолы с гексаметилентетрамином и жидкой эпоксидной смолой с отвердителем, отличающийся тем, что перед покрытием гранул готовят раствор фенолформальдегидной смолы с гексаметилентетрамином, который смешивают с жидкой эпоксидной смолой с отвердителем, взятых в соотношении, мас.%:

Жидкая эпоксидная смола с отвердителем 20-80
Раствор фенолформальдегидной смолы
с гексаметилентетрамином 20-80

причем содержание растворителя в растворе фенолформальдегидной смолы составляет 5-90%.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что полимерное покрытие наносят на гранулы в один слой.

3. Способ по п.1, отличающийся тем, что для увеличения адгезии полимерного покрытия к поверхности проппанта используют добавку в виде силана.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к способам использования добавок контроля потери текучих сред. Буровой раствор, содержащий текучую среду на водной основе и добавку для контроля потери текучей среды, содержащую, по меньшей мере, один полимерный микрогель, содержащий продукт реакции, полученный реакцией полимеризации полимера или сополимера и агента для поперечной сшивки, где полимер или сополимер содержит, по меньшей мере, одну единицу на основе, по меньшей мере, одного соединения из группы: полибутиленсукцинат, полибутиленсукцинат-со-адипат, полигидрокси-бутирата-валерат, полигидрокси-бутират-совалерат, амиды сложных полиэфиров, полиэтилентерефталаты, сульфонированный полиэтилен-терефталат, полипропилены, алифатический ароматический сложный сополиэфир, хитины, хитозаны, белки, алифатические сложные полиэфиры, поли(простые эфиры сложных гидроксиэфиров), поли(гидроксибутираты), поли(ангидриды), сложные поли(ортоэфиры), поли-(аминокислоты), поли(фосфазены), их сополимер, их гомополимер, их тетраполимер и любое их производное.
Изобретение относится к нефтегазодобывающей промышленности, в частости к герметизирующим составам для изоляционных работ в скважине, которые могут быть использованы для изоляции межколонного и заколонного пространства при эксплуатации скважин на нефтяных и газовых месторождениях, а также на подземных хранилищах газа.

Изобретение относится к устройствам для обработки призабойной зоны за счет гидроразрыва пласта газообразными продуктами сгорания твердых топлив. .

Изобретение относится к нефтегазодобывающей промышленности, в частности к способам получения реагентов-ингибиторов, обладающих дополнительными стабилизирующими свойствами, для обработки буровых растворов на водной основе, применяемых при бурении нефтяных и газовых скважин.
Изобретение относится к буровым растворам на водной основе и может найти применение при бурении нефтяных и газовых скважин, преимущественно при бурении неустойчивых глинистых пород и вскрытии продуктивных пластов.

Изобретение относится к буровым растворам на водной основе и может найти применение при строительстве нефтяных и газовых скважин, преимущественно при бурении неустойчивых глинистых пород и солевых отложений в условиях действия высоких забойных температур до 220°C.

Изобретение относится к способам и композициям для определения геометрии трещин в подземных образованиях. .

Изобретение относится к области получения изолирующего гелеобразующего раствора на водной основе и может быть использовано в строительной индустрии, нефтегазодобывающей отрасли для изоляции водопритоков, при работах по увеличению нефтеотдачи.
Изобретение относится к нефтедобывающей промышленности, в частности, к составам для изоляции водопритока в добывающих и нагнетательных скважинах. .

Изобретение относится к связующим для изготовления препрегов и изделий из полимерных композиционных материалов на их основе, применяемых в авиакосмической технике.

Изобретение относится к связующим и способам их получения для препрега. .

Изобретение относится к области производства композиционных материалов, в частности к связующим и препрегам на их основе, и может быть использовано при изготовлении высокопрочных конструкционных материалов в ракетной и космической технике, авиации, судостроении, машиностроении, электротехнике, радиоэлектронике, приборостроении.

Изобретение относится к эпоксидному связующему для армированных пластиков и может использоваться в машиностроении, ракетно-космической технике, авиастроении, для транспортировки и хранения легковоспламеняющихся и взрывчатых веществ.

Изобретение относится к композиционным материалам, которые могут использоваться в конструкции летательных аппаратов. .

Изобретение относится к композиции селективно удаляемого промежуточного покрытия, включающей, по крайней мере, один полиамид с концевой аминогруппой, в которой среднечисленная молекулярная масса полиамида с концевой аминогруппой составляет от 500 до 100000 Da, а также к многослойному покрытию, содержащему первое покрытие(основное покрытие); второе покрытие (верхнее покрытие); и промежуточное покрытие, расположенное между первым и вторым покрытиями, в котором промежуточное покрытие содержит, по крайней мере, один полиамид с концевой аминогруппой, которым покрывают поверхности авиационных и космических транспортных средств.
Изобретение относится к комбинированной пластине для противопожарных дверей и к способу ее изготовления. .
Изобретение относится к области создания эпоксидных связующих для полимерных композиционных материалов (ПКМ) конструкционного назначения на основе волокнистых углеродных наполнителей, которые могут быть использованы в авиационной, космической промышленности, радиоэлектронике и других областях техники. Эпоксидное связующее включает, масс.%: эпоксидную смолу с тремя и более функциональными группами 39,70-45,00, отвердитель на основе ароматического амина- 4,4/-диaминoдифeнилcyльфoн 13,21-19,20, катализатор отверждения - комплексное соединение трифторида бора с бензиламином 0,20-0,24, органический растворитель - 39,78-45,00. Предложен препрег, включающий указанное эпоксидное связующее и волокнистый наполнитель - углеродные жгуты, ленты, ткани при следующем соотношении компонентов, масс.ч.: указанное эпоксидное связующее 25-50, указанный волокнистый наполнитель 50-75. Предложено изделие, выполненное путем формования, указанного препрега. Изобретение позволяет создать эпоксидное связующее и препрег повышенной жизнеспособности и теплостойкости, с сокращенными режимами отверждения и термообработки. Изобретение позволяет получать изделий с улучшенными физико-механическими свойствами. 3 н. и 3 з.п. ф-лы, 4 табл., 10 пр.
Наверх