一種油井防砂用涂敷砂及其制備方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明屬于石油開采化學防砂技術領域，尤其是涉及一種油井防砂用涂敷砂及其 制備方法。
【背景技術】
[0002] 我國疏松砂巖的分布范圍大，儲量大，產(chǎn)量占據(jù)主要地位。油井出砂危害極大，主 要表現(xiàn)為:使地面和井下設備嚴重磨蝕，甚至造成砂卡;沖砂檢栗、地面清罐等維修工作量 劇增;砂埋油層或井筒砂堵會造成油井停產(chǎn)；出砂嚴重時還會引起井壁甚至油層坍塌而損 壞套管甚至造成油井報廢。這些危害既提高了原油的生產(chǎn)成本，又加大了油田的開采難度。
[0003] 目前防治油井出砂的方式主要有：（一)機械防砂：1.繞絲篩管礫石充填防砂。將繞 絲篩管下入井內(nèi)的防砂層段，用高滲透礫石充填于篩管和套管（油層）的環(huán)空之中，有的還 將一部分礫石通過射孔孔眼擠入周圍地層中，形成多級過濾屏障，阻止油井出砂。此種防砂 方法的缺點是充填砂體不可避免的要被地層砂侵入和破壞，需拔出篩管重新修井時，往往 出現(xiàn)篩管無法順利拔出，油井需上大修，其費用數(shù)倍于防砂作業(yè)成本，造成極大的浪費。
[0004] 2.濾砂管防砂。例如下入割縫篩管、各種地面預制成型的濾砂器管柱(如雙層預充 填篩管、樹脂砂濾砂管、金屬棉纖維濾砂管、多孔陶瓷濾砂管、多層網(wǎng)布篩管等）。這類方法 施工簡單，成本低。缺點是濾砂器容易被細砂堵塞，有效期短，只宜用于中、粗砂粒地層。
[0005] (二)化學防砂：以預涂層礫石防砂為例說明其化學防砂工藝。首先在地面制備預 涂層礫石，即在篩析后的石英砂表面通過物理或化學方法均勻涂覆一層極薄的樹脂，在常 溫下陰干，形成分散的顆粒，簡稱覆膜砂。施工時，用某種攜帶液將其栗入井內(nèi)，擠入油層和 射孔孔眼內(nèi)。在一定的條件(地層溫度)下擠入固化劑，使顆粒表面樹脂軟化，相互粘連而膠 結(jié)成具有一定強度和滲透性良好的人工井壁，作為擋砂屏障。此種方法的缺點是樹脂的固 化強度低，需要至少較高的地層溫度和后凝時間（固化時間），在地層溫度60度固化時間72 小時的前提下，固化物抗折強度低于3兆帕，如果使用外協(xié)固化劑，則腐蝕油管和套管，縮短 油井壽命，得不償失。
[0006] 目前進入開采中后期的油田多采用蒸汽吞吐和蒸汽驅(qū)油開采方法。此類油井的防 砂目前多采用預后效果不好的機械防砂，次防砂措施一旦過濾空被細砂阻塞則需抽出套絲 管重新更換，此過程極易造成套絲管斷裂導致油井大修，極高的增加了成本。在稠油井開采 中防砂形成的人工地層必須滿足蒸汽吞吐熱采的要求等不足，而目前化學防砂則由于無法 兼具低溫固化和高溫開采的要求而無法采用，現(xiàn)行油田防砂中樹脂溶液、固沙劑單組份涂 敷砂和雙組份涂敷砂砂應用時分別存在的滲透率差、低井溫固化強度不足、耐溫性差的缺 陷。在實際應用中，好的防砂措施必須兼顧低溫固化(最低40攝氏度)形成較高強度，同時兼 具良好的滲透率和耐受高溫環(huán)境(280度左右)下穩(wěn)定工作，研發(fā)適用面廣，既能適用于稠油 井也能適用于中低溫油井和水井，并能夠兼具上述性能而且綜合成本較低的防砂材料尤為 重要。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007] 針對現(xiàn)有技術的不足，提供一種油井防砂用涂敷砂及其制備方法，該涂敷砂在應 用時滲透率高、低井溫時固化強度高和耐高溫。
[0008] 本發(fā)明采用以下技術方案：
[0009] 一種油井防砂用涂敷砂，包括A型涂敷砂和B型涂敷砂，其中A型涂敷砂是在石英砂 外依次包覆有機硅改性環(huán)氧樹脂、酮亞胺類固化劑和外隔離劑羥丙基甲基纖維素;B型涂敷 砂是在石英砂表面依次包覆有脂環(huán)族環(huán)氧樹脂、胺類固化劑和外隔離劑羥丙基甲基纖維 素。
[0010] 優(yōu)選的，所述石英砂的粒徑為0.4~0.8mm〇
[0011]優(yōu)選的，所述有機硅改性環(huán)氧樹脂為氯硅烷改性，疏水性強，耐溫性好，其固化物 耐溫達400°C。
[0012] 優(yōu)選的，所述有機硅改性環(huán)氧樹脂為中粘度液體，其粘度為500-600厘泊。
[0013] 優(yōu)選的，胺類固化劑為分子篩封閉型脂肪族固化劑，進一步優(yōu)選的，具體為二乙烯 三胺，采用分子篩技術制成，干燥狀態(tài)下可與環(huán)氧共混并保持穩(wěn)定，吸潮時釋放出固化劑。
[0014] 優(yōu)選的，A型涂敷砂中，所述有機硅改性環(huán)氧樹脂與酮亞胺類固化劑的質(zhì)量比為(4 ~6): 1，進一步優(yōu)選的，所述有機硅改性環(huán)氧樹脂與酮亞胺類固化劑的質(zhì)量比例為5:1。
[0015] 所述石英砂、有機硅改性環(huán)氧樹脂與酮亞胺類固化劑的混合物和羥丙基甲基纖維 素的質(zhì)量比例為1〇〇: (8~12): (2~4)，進一步優(yōu)選的，有機硅改性環(huán)氧樹脂與酮亞胺類固 化劑的混合物和羥丙基甲基纖維素的質(zhì)量比例為100:10:3。
[0016]優(yōu)選的，B型涂敷砂中，所述脂環(huán)族環(huán)氧樹脂與胺類固化劑的質(zhì)量比例為（1~3): 1，進一步優(yōu)選的，所述脂環(huán)族環(huán)氧樹脂與胺類固化劑的質(zhì)量比例為2:1。
[0017] 所述石英砂、脂環(huán)族環(huán)氧樹脂與固化劑混合物與羥丙基甲基纖維素的質(zhì)量比例為 100: (8~12): (2~4)。進一步優(yōu)選的，所述石英砂、脂環(huán)族環(huán)氧樹脂與胺類固化劑混合物與 羥丙基甲基纖維素的質(zhì)量比例為100:10:3。
[0018] -種油井防砂用涂敷砂的制備方法，將A型涂敷砂和B型涂敷砂混勻。其中，
[0019] A型涂敷砂的制備方法，包括以下步驟：
[0020] (1)常溫下將有機硅改性環(huán)氧樹脂與酮亞胺類固化劑在混合罐內(nèi)按照比例混勻；
[0021] (2)將石英砂與步驟（1)中的混合物按照比例混勻，得到包覆有樹脂/固化劑混合 物的石英砂；
[0022] (3)向步驟(2)中包覆有樹脂/固化劑混合物的石英砂按照比例涂覆外隔離劑羥丙 基甲基纖維素，即得到A型涂敷砂，混合時間按投料量調(diào)整。
[0023] B型涂敷砂的制備方法，包括以下步驟：
[0024] (1)常溫下將脂環(huán)族環(huán)氧樹脂與胺類固化劑在混合罐內(nèi)按照比例混勻；
[0025] (2)將石英砂與步驟（1)中的混合物按照比例混勻，得到包覆有樹脂/固化劑混合 物的石英砂；
[0026] (3)向步驟(2)中包覆有樹脂/固化劑混合物的石英砂按照比例涂覆外隔離劑羥丙 基甲基纖維素，即得到B型涂敷砂，混合時間按投料量調(diào)整。
[0027] 在使用時，將AB型涂敷砂按照質(zhì)量比1:1均勻混合使用，以清水或油井污水攜帶栗 入地層，能在40°C井溫下固化，在280度注汽環(huán)境中長期工作，滿足蒸汽吞吐和蒸汽驅(qū)油井 的防砂要求。
[0028]本發(fā)明的有益效果是：
[0029] (1)本發(fā)明中的A型涂敷砂表面包裹有機硅改性環(huán)氧樹脂和酮亞胺類固化劑混合 物，然后在最外層包覆外隔離劑羥丙基甲基纖維素。其中，有機硅改性環(huán)氧樹脂為氯硅烷改 性，疏水性強，耐溫性好，其固化物耐溫達400°C，缺點是固化溫度要求高，中低溫固化速度 慢。有機硅環(huán)氧樹脂中含有大量的C-Si、Si-〇_C等鍵和部分羥基，其分子主鏈上有很多醚 鍵、苯環(huán)、次甲基和異丙基。醚鍵是極性基團，有助于提高浸潤性和粘附力;醚鍵和碳碳鍵使 大分子具有柔順性，賦予了其一定的韌性;其C-Si鍵就如金剛石的C-C鍵一樣強，加之苯環(huán) 賦予了聚合物耐熱性和剛性，-e-ο-鍵的鍵能較高，提高了其耐堿性。在水溶性酮亞胺類固 化劑的作用下，使得A型涂敷砂常溫具有相當?shù)牧W性能，高溫下具有優(yōu)異的力學性能和耐 熱性，可在280°C高溫區(qū)間正常工作。
[0030] 本發(fā)明的B型涂敷砂表面包覆脂環(huán)族環(huán)氧樹脂和胺類固化劑的混合物，然后最外 層包覆外隔離劑羥丙基甲基纖維素。其中，脂環(huán)族環(huán)氧樹脂是近年新開發(fā)的新型環(huán)氧樹脂， 分子結(jié)構(gòu)中的環(huán)氧基直接連接在脂環(huán)上，能形成緊密的剛性分子結(jié)構(gòu)，固化后交聯(lián)密度大， 耐溫性好，熱分解溫度