一种耐高温可固结覆膜砂及其制备方法技术

本发明专利技术提供了一种耐高温可固结覆膜砂及其制备方法，属于化学调剖与防砂技术领域。本发明专利技术的耐高温可固结覆膜砂，包括骨架砂、包覆在骨架砂表面的热固性环氧树脂层以及包覆在热固性环氧树脂层上的疏水聚合物层；所述疏水聚合物层中的疏水聚合物由2

【技术实现步骤摘要】
一种耐高温可固结覆膜砂及其制备方法


[0001]本专利技术属于化学调剖与防砂
，具体涉及一种耐高温可固结覆膜砂及其制备方法。

技术介绍

[0002]河南西部地区油田稠油油藏具有埋藏浅、厚度薄、原油粘度高、成岩程度低、储层胶结疏松的特点。稠油油藏主要采取蒸汽吞吐方式生产，温度一般在350℃以上，在高温蒸汽溶蚀沥青、矿物，反复激励储层的作用下，地层结构遭到破坏，导致地层出砂严重，甚至出现地层亏空。随着地层出砂的进行，油井间会形成蒸汽窜流通道，严重影响蒸汽热利用率和油井产量。并且蒸汽窜流产生的高速流体还会进一步加剧出砂问题，导致井间、单向汽窜逐步演变为双向汽窜、多井互窜或成片汽窜，并伴随边水和底水凸进等问题，使油井产液含水率升高，影响原油采出程度。
[0003]目前，针对稠油油藏油井出砂问题，现有技术主要采用高温固砂剂等化学防砂方法，将疏松的地层砂颗粒胶结起来，形成具有一定强度和渗透性的挡砂屏障，从而达到产油、防砂的目的。但是由于地层渗透率的非均质性，化学防砂固结强度不稳定，且有效期比较短、成本高。并且，现有技术中的覆膜砂耐热性能差，在稠油油藏蒸汽吞吐的高温环境中固结强度较低，难以满足基本阻水防砂要求；而大多数耐高温的覆膜砂不具备透油阻水功能，难以满足控水防砂的需要。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的之一在于提供一种耐高温可固结覆膜砂，兼顾透油阻水功能和耐高温性能。
[0005]本专利技术的另一个目的在于提供一种耐高温可固结覆膜砂的制备方法，有利于得到耐高温和透油阻水性能优异的覆膜砂。
[0006]本专利技术的耐高温可固结覆膜砂，所采用的技术方案为：
[0007]一种耐高温可固结覆膜砂，包括骨架砂、包覆在骨架砂表面的热固性环氧树脂层以及包覆在热固性环氧树脂层上的疏水聚合物层；所述疏水聚合物层中的疏水聚合物由2
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丙烯酰胺基
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甲基丙磺酸与丙烯酰胺聚合得到。
[0008]本专利技术的耐高温可固结覆膜砂采用热固性环氧树脂层包覆骨架砂，环氧树脂分子链中固有的醚键能够提供一定的疏水性，极性羟基可以对骨架砂表现出高粘附力，使热固性环氧树脂层起到连接骨架层和阻水透油功能层的作用；并且热固性环氧树脂固化方便，在0～180℃范围内均可实现固化，与固化剂反应固化后形成稳定网状结构，抗压强度较高，可达9MPa以上，并且具有较好的耐高温性能，在350℃高温灼烧2h后抗压强度依然能够保持在2.75～4.30MPa之间。
[0009]采用2
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丙烯酰胺基
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甲基丙磺酸和丙烯酰胺共聚得到疏水聚合物，在高温下具有较强的稳定性，并且具有强疏水性胺基，表现出荷叶效应，使疏水聚合物层起到增强疏
水、提供油和水选择性通过能力等作用，作为阻水透油功能层赋予耐高温可固结覆膜砂良好的透油阻水性。
[0010]通过热固性环氧树脂层与疏水聚合物层的配合，使本专利技术的耐高温可固结覆膜砂表现出极强的疏水性能和高温稳定性能，在高温吞吐稠油油井的高温环境中应用，具有较好的控水调剖或防砂效果。
[0011]优选地，所述热固性环氧树脂的环氧值为0.41～0.47。所述热固性环氧树脂层中的热固性环氧树脂为双酚A二缩水甘油醚，即E44双酚A型环氧树脂。双酚A二缩水甘油醚固化方便，在酸性或碱性条件下均可以将骨架砂和阻水透油功能层粘结在一起，并且固结后具有较高的抗压强度和较好的耐高温性能。
[0012]本专利技术中按照环氧值对环氧树脂进行分类，如E44环氧树脂代表平均环氧值为44/100，环氧值N/100为0.41～0.47；E51环氧树脂，代表平均环氧值为51/100，环氧值N/100为0.48～0.54。
[0013]优选地，所述骨架砂的粒径为40～120目。该粒径下的骨架砂能够保证固化后的固结体具有优异的渗透率。本专利技术中粒径为A～B目、A/B目均是指颗粒对A目的筛网的通过率，以及对B目的筛网的通不过率均为98％。
[0014]优选地，为进一步提高覆膜砂固结后的渗透率，所述骨架砂的粒径为20/40目或40/70目。
[0015]优选地，所述骨架砂为石英砂。石英砂的成本低并且具有较高的强度和耐高温性能，其表面还具有大量的OH基团，能与树脂结合，提高覆膜强度，覆膜后强度可大于石英砂的3～4倍，并且石英砂成分与地层砂接近，与地层亲和性好，有利于在地层防砂中的应用，也不易造成对地层的破坏和污染。
[0016]优选地，所述石英砂的球度大于0.6。此种类型的石英砂比表面积较小，获得同等强度的覆膜砂，涂覆时消耗的树脂量少，成本投入低。并且球度好的石英砂所制成的覆膜砂，堆积体积较小，用于防砂，效果更好。
[0017]进一步地，所述石英砂选择表面洁净光滑的石英砂。
[0018]优选地，2
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丙烯酰胺基
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甲基丙磺酸与丙烯酰胺的质量比为(5～8):(10～15)。该质量比的2
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丙烯酰胺基
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甲基丙磺酸与丙烯酰胺共聚，得到的疏水聚合物具有优异的疏水效果和高温稳定性能。
[0019]本专利技术的耐高温可固结覆膜砂的制备方法所采用的技术方案为：
[0020]一种上述的耐高温可固结覆膜砂的制备方法，包括以下步骤：
[0021]1)将骨架砂与热固性环氧树脂进行混合使热固性环氧树脂包覆在骨架砂表面，然后再与分散剂进行搅拌混合，得到树脂覆膜砂；所述分散剂为碳酸钙粉末；
[0022]2)对树脂覆膜砂进行酸洗洗除分散剂，得到覆膜颗粒；
[0023]3)将覆膜颗粒在疏水聚合物溶液中浸泡后，干燥，即得。
[0024]本专利技术采用碳酸钙粉末作为分散剂，可发挥抗结、抗粘连作用，从而防止树脂覆膜砂团聚；覆膜树脂固化冷却后，采用酸洗洗除碳酸钙粉末，能够增大树脂露出的表面积，提高热固性环氧树脂的固化接触面积，有利于固结后抗压强度的提高；此外，少量碳酸钙粉末留在热固性环氧树脂内还可以提高覆膜砂硬度。因此，本专利技术通过该制备方法能够得到固结后具有较高抗压强度和硬度的覆膜砂，有利于在稠油油井防砂中的应用。
[0025]优选地，为快速彻底地清洗树脂覆膜砂表面碳酸钙，露出热固性环氧树脂表面，增大固结接触面，所述酸洗为将树脂覆膜砂采用稀盐酸浸泡3～4h。
[0026]进一步地，所述稀盐酸的质量浓度为3～4％。例如，稀盐酸的质量浓度为3％。
[0027]优选地，步骤3)中，所述干燥的温度为50℃～60℃，时间为8～12小时。所述干燥可以在烘箱中进行，烘干过程中控制烘箱的温度为50℃～60℃。经过干燥处理，可以使疏水聚合物固化在覆膜颗粒表面，形成疏水聚合物层。
[0028]优选地，所述热固性环氧树脂层中的热固性环氧树脂质量为骨架砂质量的5.5～6.5％。该质量比有利于热固性环氧树脂在骨架砂表面充分的包覆，且不易产生团聚，有利于骨架砂和疏水聚合物层的粘结，同时能够保证耐高温可固结覆膜砂优异的固化强度。
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种耐高温可固结覆膜砂，其特征在于：包括骨架砂、包覆在骨架砂表面的热固性环氧树脂层以及包覆在热固性环氧树脂层上的疏水聚合物层；所述疏水聚合物层中的疏水聚合物由2
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丙烯酰胺基
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甲基丙磺酸与丙烯酰胺聚合得到。2.如权利要求1所述的耐高温可固结覆膜砂，其特征在于：所述热固性环氧树脂层中的热固性环氧树脂为双酚A二缩水甘油醚；所述热固性环氧树脂的环氧值为0.41～0.47。3.如权利要求1所述的耐高温可固结覆膜砂，其特征在于：所述骨架砂的粒径为40～120目；所述骨架砂为石英砂。4.如权利要求1～3中任一项所述的耐高温可固结覆膜砂，其特征在于：2
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丙烯酰胺基
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甲基丙磺酸与丙烯酰胺的质量比为(5～8):(10～15)。5.如权利要求1～4中任一项所述的耐高温可固结覆膜砂的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：1)将骨架砂与热固性环氧树脂进行混合使热固性环氧树脂包覆在骨架砂表面，然后再与分散剂进行搅拌混合，得到树脂覆膜砂；所述分散剂为碳酸钙粉末；2)对树脂覆膜砂进行酸洗洗除分散剂，得到覆膜...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘正奎，刘洪涛，肖梦华，司玉梅，解勇珍，李军，
申请(专利权)人：中国石油化工股份有限公司河南油田分公司石油工程技术研究院，
类型：发明
国别省市：