树脂涂覆砂人工井壁防砂作为一种重要的化学防砂方法,在套变井防砂中取得了良好的应用效果。但随着油气田开发的不断深入,防砂难度不断增加,对树脂防砂体的力学性能提出了更高的要求,为此采用在树脂涂覆砂中加入纳米Si O₂的方法对树脂防砂体进行力学性能的改善。实验中将纳米Si O₂加入到树脂中,制备出纳米Si O₂改性树脂防砂体,测定了树脂防砂体的抗压强度,采用超声波分散法制备的偶联剂处理的亲水纳米Si O₂改性树脂防砂体的增强效果最好,与未添加纳米Si O₂的树脂防砂体相比抗压强度提高了33.75%,优选出了纳米Si O₂改性树脂防砂体的方法和改性用纳米Si O₂类型,并利用扫描电镜和红外光谱对纳米粒子改性树脂防砂体强度提高的机理进行了分析。纳米粒子在增强树脂的同时还能起到增韧的效果,本文通过冲击试验机测定了树脂固化物的冲击强度,研究了纳米Si O₂对树脂增韧的影响,纳米Si O₂改性树脂的冲击强度比未改性树脂的冲击强度提高了39.08%,并利用扫描电镜对树脂样条冲击断面进行了测试,分析了纳米材料的增韧机理。分析了复合材料弹性常数理论上下界限法,研究了填料与基体模量比、填料体积分数对复合材料弹性模量的影响,分析了Eshelby等效夹杂理论,广义自洽方法和Mori-Tanaka这三种方法与Hashin-Shtrikman上下界限之间的关系,在对理论模型分析的基础上,对纳米粒子改性树脂弹性模量的预测模型进行了推导,并通过实例对预测模型进行了计算。纳米Si O₂的加入改善了树脂防砂体的防砂强度,将为人工井壁防砂应用于其它复杂井况条件下的疏松砂岩油气藏防砂提供一定的理论与技术支持。