CN104592965A

CN104592965A - 双涂层包胶防砂颗粒及其制备方法

Info

Publication number: CN104592965A
Application number: CN201310528545.5A
Authority: CN
Inventors: 董正海; 李怀文; 邵力飞; 刘伟; 曹庆平; 王乐英; 槐春生; 孙涛; 张凤霖; 邵剑锋; 昝丽艳; 于静
Original assignee: TIANJIN DAGANG OILFIELD DRILLING TECHNOLOGY DEVELOPMENT Co Ltd; Dagang Oilfield Group Co Ltd
Current assignee: TIANJIN DAGANG OILFIELD DRILLING TECHNOLOGY DEVELOPMENT Co Ltd; Dagang Oilfield Group Co Ltd
Priority date: 2013-10-30
Filing date: 2013-10-30
Publication date: 2015-05-06

Abstract

一种双涂层包胶防砂颗粒及其制备方法。为了克服现有树脂溶液、固砂剂等溶液型防砂产品及塑料预包砂等人工井壁类防砂产品，在井温偏低的油井中使用不能达到防砂效果的不足，本发明包括A型颗粒和B型颗粒，现场防砂作业将A型颗粒和B型颗粒按重量1∶1的比例混合后使用；其中：A型颗粒是在石英砂/陶粒基体外依次包覆有树脂涂覆膜、外隔离剂；B型颗粒是在石英砂/陶粒基体外依次包覆有环氧树脂固化剂涂覆膜、外隔离剂；石英砂/陶粒的粒径为0.4～0.8mm，或者为0.6～1.1mm。其有益效果是双涂层包胶防砂颗粒，能够在水环境下缓慢溶解，防止提前胶结固化，满足油气开发中低温（＜30℃）油、气、注水井的防砂施工要求，且工艺简单，易于控制、安全可靠。

Description

双涂层包胶防砂颗粒及其制备方法

技术领域

本发明涉及一种石油开采化学防砂技术领域的防砂颗粒，尤其是涉及一种双涂层包胶防砂颗粒及其制备方法。

背景技术

大港油田疏松砂岩油藏十分发育，已开发的几个疏松砂岩油藏的地质特征虽有差别，但其主要特征相近，均为埋藏浅，成岩性差，胶结疏松，泥质含量高，纵向及平面差异大，非均质严重，地下油水关系复杂，尤其是当油田进入中后期开发阶段，完善注水和大泵提液成为油田开发的主要技术手段。采用注水和大泵提液的开发生产方式，必然会由于大量注入水的进入导致油层温度逐步降低，其结果是加剧砂和水的矛盾。

防砂作业是疏松砂岩油藏稳产增产的主要技术措施之一。结合大港油田疏松砂岩油藏的特点，已开发多项防砂工艺技术，解决不同开发阶段的出砂问题。目前，疏松砂岩油藏进入到大面积注水开发时期，油层温度普遍降低至30～40℃，部分浅层油、气井埋深600～800米，油层温度只有25～35℃，因此现有的树脂溶液、固砂剂等溶液型防砂产品及塑料预包砂等人工井壁类防砂产品，在井温偏低的油井使用，胶结强度受到影响致使现场应用达不到防砂效果。

因此研发适合20℃～40℃井温油水井的防砂产品在疏松砂岩油藏的中后期开发中应用尤为重要。

发明内容

为了克服现有树脂溶液、固砂剂等溶液型防砂产品及塑料预包砂等人工井壁类防砂产品，在井温偏低的油井中使用不能达到防砂效果的不足，本发明提供一种双涂层包胶防砂颗粒及其制备方法。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：双涂层包胶防砂颗粒包括A型颗粒和B型颗粒，现场防砂作业将A型颗粒和B型颗粒按重量1∶1的比例混合后使用，其中：A型颗粒是在石英砂/陶粒基体外依次包覆有树脂涂覆膜、外隔离剂；石英砂/陶粒的粒径为0.4～0.8mm，或者为0.6～1.1mm；B型颗粒是在石英砂/陶粒基体外依次包覆有环氧树脂固化剂涂覆膜、外隔离剂；石英砂/陶粒的粒径为0.4～0.8mm，或者为0.6～1.1mm。

A型颗粒的树脂涂覆膜是由树脂溶液涂覆于石英砂/陶粒表面所形成的薄膜，其中：树脂溶液中树脂为改性环氧树脂；树脂溶液中含有稀释剂，稀释剂为缩水甘油醚类；树脂溶液中还包含有机硅烷偶联剂，有机硅烷偶联剂为KH-550、KH-560、KH-570中的任意一种。改性环氧树脂、缩水甘油醚稀释剂、有机硅烷偶联剂和石英砂/陶粒的重量比为（8～12）∶（4～6）∶（0.24～0.36）∶100。树脂溶液中稀释剂与改性环氧树脂的重量比为1∶2，有机硅烷偶联剂与改性环氧树脂的重量比为3∶100。A型颗粒的外隔离剂为水溶性石蜡，使用时涂覆于已包覆有树脂涂覆膜的石英砂/陶粒表面，外隔离剂用量和包覆有树脂涂覆膜的石英砂/陶粒重量比为1∶100。

B型颗粒的环氧树脂固化剂涂覆膜是由环氧树脂固化剂溶液涂覆于石英砂/陶粒表面所形成的薄膜，其中，所述环氧树脂固化剂溶液中的固化剂为酚醛改性胺类固化剂；环氧树脂固化剂溶液中含有稀释剂，稀释剂为缩水甘油醚类；环氧树脂溶液中还包含固化促进剂，固化促进剂为三（二甲氨基甲基）苯酚、间甲酚、间苯二酚中的一种。固化剂、稀释剂、固化促进剂和石英砂/陶粒重量比为（2.4～3.6）∶（1.2～1.8）∶（0.8～1.2）∶100。环氧树脂固化剂溶液中稀释剂与环氧树脂固化剂的重量比为1∶2，固化促进剂与环氧树脂固化剂的重量比为1∶3。B型颗粒的外隔离剂为水溶性石蜡，使用时涂覆于已包覆环氧树脂固化剂涂覆膜的石英砂/陶粒表面，外隔离剂用量和包覆有环氧树脂固化剂涂覆膜的石英砂/陶粒重量比为1∶100。

A型颗粒、B型颗粒的圆度和球度≥0.6。

双涂层包胶防砂颗粒的制备方法如下，

A型颗粒的制备方法：

首先，将石英砂/陶粒加热至60～80℃；然后将石英砂/陶粒与环氧树脂溶液按比例搅拌混合均匀，得到包覆环氧树脂后的石英砂/陶粒；再将包覆树脂后的石英砂/陶粒与外隔离剂水溶性石蜡搅拌混合均匀；经过干燥后，通过筛分得到所述的双涂层包胶防砂A型颗粒。

B型颗粒的制备方法：

首先，将石英砂/陶粒加热至60～80℃；然后将石英砂/陶粒与环氧树脂固化剂搅拌混合均匀，得到包覆环氧树脂固化剂涂覆膜后的石英砂/陶粒；再将包覆固化剂后的石英砂/陶粒与水溶性石蜡搅拌混合均匀；经过干燥后，通过筛分得到所述的双涂层包胶防砂B型颗粒；

其中，A型颗粒、B型颗粒的制备方法中涉及的干燥步骤为热风烘干或者在常温阴凉处通风干燥。

本发明的有益效果是，双涂层包胶防砂颗粒使用水溶性隔离剂，能够在水环境下缓慢溶解，达到不影响固结效果，又能防止提前胶结固化的目的，解决了油气开发中油、气、注水井在低温（＜30℃）下固结强度不高的难题，且工艺简单，易于控制、安全可靠。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明作进一步说明。但是，本领域技术人员应该知晓的是，本发明不限于所列出的具体实施方式，只要符合本发明的精神，都应该包括于本发明的保护范围内。

本发明双涂层包胶防砂颗粒包括A型颗粒和B型颗粒，A型颗粒和B型颗粒的基体为石英砂或陶粒，石英砂/陶粒的粒径为0.4～0.8mm，或者为0.6～1.1mm；现场作业时根据工艺需要采用其中的一种。

A型颗粒是在石英砂/陶粒基体外依次包覆有树脂涂覆膜、外隔离剂。树脂涂覆膜是由树脂溶液涂覆于石英砂/陶粒表面所形成的薄膜，其中：树脂溶液中的树脂为改性环氧树脂（如改性双酚A型环氧树脂、氢化双酚A环氧树脂、四溴双酚A环氧树脂）；树脂溶液中含有稀释剂，稀释剂为缩水甘油醚类（如二乙二醇缩水甘油醚、己二醇二缩水甘油醚、三羟甲基丙烷缩水甘油醚）；树脂溶液中还包含有机硅烷偶联剂，有机硅烷偶联剂为KH-550、KH-560、KH-570中的任意一种。制作A型颗粒时，改性环氧树脂、缩水甘油醚稀释剂、有机硅烷偶联剂和石英砂/陶粒的重量比为（8～12）∶（4～6）∶（0.24～0.36）∶100。其中，树脂溶液中稀释剂与改性环氧树脂的重量比为1∶2，有机硅烷偶联剂与改性环氧树脂的重量比为3∶100。

A型颗粒的外隔离剂为水溶性石蜡，使用时涂覆于已包覆有树脂涂覆膜的石英砂/陶粒表面，外隔离剂用量和包覆有树脂涂覆膜的石英砂/陶粒重量比为1∶100。

B型颗粒是在石英砂/陶粒基体外依次包覆有环氧树脂固化剂涂覆膜、外隔离剂。环氧树脂固化剂涂覆膜是由环氧树脂固化剂溶液涂覆于石英砂/陶粒表面所形成的薄膜；其中，环氧树脂固化剂溶液中的固化剂为酚醛改性胺类固化剂（如苯酚甲醛己二胺缩合反应物、苯酚甲醛乙二胺缩合反应物、苯酚甲醛间苯二胺缩合反应物）；环氧树脂固化剂溶液中含有稀释剂，稀释剂为缩水甘油醚类（如二乙二醇缩水甘油醚、己二醇二缩水甘油醚、三羟甲基丙烷缩水甘油醚）；所述环氧树脂溶液中还包含固化促进剂，固化促进剂为三（二甲氨基甲基）苯酚、间甲酚、间苯二酚中的一种。酚醛改性胺类固化剂、稀释剂、固化促进剂和石英砂/陶粒重量比为（2.4～3.6）∶（1.2～1.8）∶（0.8～1.2）∶100。其中，环氧树脂固化剂溶液中稀释剂与环氧树脂固化剂的重量比为1∶2，固化促进剂与环氧树脂固化剂的重量比为1∶3。

B型颗粒的外隔离剂为水溶性石蜡，使用时涂覆于已包覆环氧树脂固化剂涂覆膜的石英砂/陶粒表面，外隔离剂用量和包覆有环氧树脂固化剂涂覆膜的石英砂/陶粒重量比为1∶100。

A型颗粒、B型颗粒的圆度和球度≥0.6。

双涂层包胶防砂颗粒的制备方法如下，

A型颗粒的制备方法：

B型颗粒的制备方法：

其中，A型颗粒、B型颗粒制备方法中涉及的干燥步骤采用热风烘干或者在常温阴凉处通风干燥方式。

本发明是一种不需要添加外固化剂，在地层温度下即可固结的防砂用充填颗粒。现场防砂施工作业时将A型颗粒和B型颗粒按重量1∶1的比例混合后使用。

在实验室对本发明样品做测试，称取双涂层包胶防砂颗粒A型颗粒和B型颗粒各16g，倒入装有清水的烧杯中，使样品充分浸泡，搅拌均匀，装入人工岩心模具，模拟地层温度20-30℃，恒温24-48h，然后取出所制成的人工岩心，用电子拉力试验机和岩心流动试验仪对人工岩心做抗压强度、液相渗透率测试，具体数据如下：

双涂层包胶防砂颗粒基本性能表

结论，25℃下养护48小时，固结强度大于6MPa，液相渗透率大于1μm²；30℃下养护24小时，固结强度大于8MPa，液相渗透率大于1μm²。

数据分析可见，本发明的产品在油水井内形成的人工井壁具有一定的强度和渗透率，能够起到防止地层出砂，而不影响油水井正常生产的作用。

本发明双涂层包胶防砂颗粒在常温下呈松散状态，颗粒间互不粘连。施工时采用清水或者脱油污水做为携砂液，通过防砂混砂车将A型颗粒和B型颗粒按重量1∶1的比例混合均匀后，将双涂层包胶防砂颗粒携带至油层部位，利用树脂涂覆膜中释放出来的胶结成分和固化成分的相互作用，在地层温度下固结，形成具有一定胶结强度和渗透率的人工井壁，满足疏松砂岩油田低温油、气、注水井防砂需求。

应该注意的是上述实施例是示例而非限制本发明，本领域技术人员将能够设计很多替代实施例而不脱离本专利的权利要求范围。

Claims

1.一种双涂层包胶防砂颗粒，包括A型颗粒和B型颗粒，现场防砂作业将A型颗粒和B型颗粒按重量1∶1的比例混合后使用；

其中：A型颗粒是在石英砂/陶粒基体外依次包覆有树脂涂覆膜、外隔离剂；石英砂/陶粒的粒径为0.4～0.8mm，或者为0.6～1.1mm；

其中：B型颗粒是在石英砂/陶粒基体外依次包覆有环氧树脂固化剂涂覆膜、外隔离剂；石英砂/陶粒的粒径为0.4～0.8mm，或者为0.6～1.1mm。

2.根据权利要求1所述双涂层包胶防砂颗粒，其特征是：所述A型颗粒的树脂涂覆膜是由树脂溶液涂覆于石英砂/陶粒表面所形成的薄膜；

其中：所述树脂溶液中树脂为改性环氧树脂；所述树脂溶液中含有稀释剂，稀释剂为缩水甘油醚类；所述树脂溶液中还包含有机硅烷偶联剂，有机硅烷偶联剂为KH-550、KH-560、KH-570中的任意一种；

所述改性环氧树脂、缩水甘油醚稀释剂、有机硅烷偶联剂和石英砂/陶粒的重量比为（8～12）∶（4～6）∶（0.24～0.36）∶100。

3.根据权利要求2所述双涂层包胶防砂颗粒，其特征是：所述树脂溶液中稀释剂与改性环氧树脂的重量比为1∶2，所述有机硅烷偶联剂与改性环氧树脂的重量比为3∶100。

4.根据权利要求3所述双涂层包胶防砂颗粒，其特征是：所述A型颗粒的外隔离剂为水溶性石蜡，使用时涂覆于已包覆有树脂涂覆膜的石英砂/陶粒表面，外隔离剂用量和包覆有树脂涂覆膜的石英砂/陶粒重量比为1∶100。

5.根据权利要求1所述双涂层包胶防砂颗粒，其特征是：所述B型颗粒的环氧树脂固化剂涂覆膜是由环氧树脂固化剂溶液涂覆于石英砂/陶粒表面所形成的薄膜；

其中，所述环氧树脂固化剂溶液中的固化剂为酚醛改性胺类固化剂；所述环氧树脂固化剂溶液中含有稀释剂，稀释剂为缩水甘油醚类；所述环氧树脂溶液中还包含固化促进剂，固化促进剂为三（二甲氨基甲基）苯酚、间甲酚、间苯二酚中的一种。

所述酚醛改性胺类固化剂、稀释剂、固化促进剂和石英砂/陶粒重量比为（2.4～3.6）∶（1.2～1.8）∶（0.8～1.2）∶100。

6.根据权利要求5所述双涂层包胶防砂颗粒，其特征是：所述环氧树脂固化剂溶液中稀释剂与环氧树脂固化剂的重量比为1∶2，所述固化促进剂与环氧树脂固化剂的重量比为1∶3。

7.根据权利要求6所述双涂层包胶防砂颗粒，其特征是：所述B型颗粒的外隔离剂为水溶性石蜡，使用时涂覆于已包覆环氧树脂固化剂涂覆膜的石英砂/陶粒表面，外隔离剂用量和包覆有环氧树脂固化剂涂覆膜的石英砂/陶粒重量比为1∶100。

8.根据权利要求4或7所述双涂层包胶防砂颗粒，其特征是：所述A型颗粒、B型颗粒的圆度和球度≥0.6。

9.权利要求1所述双涂层包胶防砂颗粒的制备方法，

A型颗粒的制备方法：

B型颗粒的制备方法：

其中，上述的干燥步骤为热风烘干或者在常温阴凉处通风干燥。