CN113214814A - 一种低温固化高强度覆膜砂材料及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明主要目的是针对现有技术问题,提供一种低温固化高强度覆膜砂材料及其制备方法,包括A、B组分;A组分包括石英砂,树脂和固化剂;B组分包括改性固化剂;在所述防砂材料中A组分的质量分数为60%‑80%,B组分的质量分数为20%‑40%。本发明所述覆膜砂材料通过对石英砂进行树脂覆膜处理,与改性固化剂复合使用,可以在水下固结,固化速度快,固结强度高,并且能够长久保持水下稳定。
Description
技术领域
本发明属于油田化学防砂领域,具体涉及一种低温固化高强度覆膜砂材料及其制备方法。
背景技术
油井出砂是石油开采过程中普遍存在又亟待解决的重要问题。随着开采强度的加大,出砂程度日渐严重,给油田生产造成严重影响,使油井减产甚至停产,导致设备损坏等,使作业成本和后处理难度显著提高,给油田增产增收带来一系列问题。因此,开发油藏的固砂和防砂材料和技术是油田相关领域的重大科学技术难题。
目前国内外主要采用机械防砂和化学防砂,化学防砂主要从根本上控制地层出砂。主要类型有两种:第一种是利用固砂剂,将松散的砂粒固结起来,第二种是使覆膜砂在地层中固化,形成滤砂体系。目前,国内覆膜砂防砂技术在常温下固结速度比较慢,通常需要几天时间,强度较低,并且施工成本比较高。
因此,开发强度高,固结速度快且耐腐性好的覆膜砂体系具有重大意义。
发明内容
本发明主要目的是针对现有技术问题,提供一种低温固化高强度覆膜砂材料及其制备方法,该覆膜砂能在水下固结,固结时间短,抗压强度高以及耐腐性能好。
为实现上述目的,本发明采用以下技术方案:
一种低温固化覆膜砂材料,其包括A、B组分;A组分包括石英砂、树脂、固化剂、润滑剂;B组分包括改性固化剂;所述低温固化覆膜砂材料中A组分的质量分数为60%-80%,B组分的质量分数为20%-40%。
进一步地,所述A组分中石英砂,树脂和固化剂的质量比为80-300:8-10:1;优选为100-120:8-10:1;所述A组分中的润滑剂的质量为石英砂质量的5%
进一步地,所述的树脂为双酚A型环氧树脂,包括E-51,E44,E42,E35,E20,E12中的一种或多种。所述的固化剂为改性酚醛胺类,包括桐酸甲酯改性酚醛胺及腰果酚改性酚醛胺中至少一种;所述润滑剂为硬脂酸钙。
进一步地,B组分中改性固化剂制备方法为:将多元胺类固化剂,乳酸和乙醇混合进行中和,最后将中和产物和水进行乳化即可。
更进一步地,B组分改性固化剂的制备方法中所述的多元胺固化剂为改性酚醛胺类,包括桐酸甲酯改性酚醛胺及腰果酚改性酚醛胺中至少一种。所述多元胺类固化剂、乳酸和乙醇的质量比为1~4:1:2~5;所述中和产物与水的质量比为1~3:1,优选为1:1。
本发明还提供以上所述低温固化覆膜砂材料的制备方法,将组分A和B按质量比混合均匀后固结,即得低温固化覆膜砂材料。
所述固结的温度为20-60℃,固结的时间为12-24h。
进一步地,在组分A、B混合前,将组分A进行如下处理:
称取石英砂,向其中加入树脂和固化剂,搅拌均匀后,再加入润滑剂混合均匀,室温风干然后碾碎分散。
所述低温固化覆膜砂材料在固砂和防砂中的应用。
与现有技术相比,本发明具有以下优势:
(1)本发明通过对石英砂进行覆膜处理,增强石英砂的抗压能力,与水性固化剂复合使用,固化速度快,并且增强固结体的固结强度以及耐腐性能。
(2)本发明所述的覆膜砂材料可以在水下固结,并且能够长久保持耐腐性,和满足足够的抗压强度。
(3)本发明所述防砂材料用料少、制备方法简单,生产成本低,使用过程简单,易于推广使用。
附图说明
图1为本发明实施例2中的样品图;
图2为本发明实施例1-5所述固结岩心的样品图(从左至右依次为实施例1-5);
图3为本发明实施例1-5所述低温固化覆膜砂的抗压强度对比图。
图4为本发明实施例2低温固化覆膜砂在不同溶液介质浸泡一个月后的抗压强度对比图。
具体实施方式
应该指出,以下详细说明都是示例性的,旨在对本发明提供进一步的说明。除非另有指明,本文使用的所有技术和科学术语具有与本发明所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。
需要注意的是,这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式,而非意图限制根据本发明的示例性实施方式。如在这里所使用的,除非上下文另外明确指出,否则单数形式也意图包括复数形式,此外,还应当理解的是,使用术语“包含”和/或“包括”时,其指明存在特征、步骤、操作和/或它们的组合。
为了使得本领域技术人员能够更加清楚地了解本发明的技术方案,以下将结合具体的实施例详细说明本发明的技术方案。
实施例1
1.改性固化剂的制备
按重量份计,将10份腰果酚改性酚醛胺,10份乳酸和20份乙醇混合室温搅拌1小时,再向其中加入40份的水搅拌30分钟即得产物,产物为乳黄色液体。所述腰果酚改性酚醛胺固化剂为DF4228。
2.覆膜砂的制备
将10份环氧树脂E51和1份腰果酚改性酚醛胺加入到搅拌器中搅拌均匀,再称取100份砂子加入搅拌器和树脂混合均匀,再加入5份硬脂酸钙搅拌分散,最后将树脂覆膜砂在通风干燥处散开,晾置24小时,然后将其碾碎即得覆膜砂。所述腰果酚改性酚醛胺固化剂为DF4228。
3.固结岩心的制备
将70份覆膜砂填充到一端装有纱网的玻璃管中,将30份改性固化剂注入玻璃管中润湿覆膜砂,再在50℃水下固化24小时即得固结岩心。
实施例2
1.改性固化剂的制备
按重量份计,将10份腰果酚改性酚醛胺,5份乳酸和15份乙醇混合室温搅拌1小时,再向其中加入30份的水搅拌30分钟即得产物,产物为乳黄色液体。所述腰果酚改性酚醛胺固化剂为DF4228。
2.覆膜砂的制备
将10份环氧树脂E51和1份腰果酚改性酚醛胺加入到搅拌器中搅拌均匀,再称取100份砂子加入搅拌器和树脂混合均匀,再加入5份硬脂酸钙搅拌分散,最后将树脂覆膜砂在通风干燥处散开,晾置24小时,然后将其碾碎即得覆膜砂。所述腰果酚改性酚醛胺固化剂为DF4228。
3.固结岩心的制备
将70份覆膜砂填充到一端装有纱网的玻璃管中,将30份改性固化剂注入玻璃管中润湿覆膜砂,再在50℃水下固化24小时即得固结岩心。
实施例3
1.改性固化剂的制备
按重量份计,将15份腰果酚改性酚醛胺,5份乳酸和20份乙醇混合室温搅拌1小时,再向其中加入40份的水搅拌30分钟即得产物,产物为乳黄色液体。所述腰果酚改性酚醛胺固化剂为DF4228。
2.覆膜砂的制备
将10份环氧树脂E51和1份腰果酚改性酚醛胺加入到搅拌器中搅拌均匀,再称取100份砂子加入搅拌器和树脂混合均匀,再加入5份硬脂酸钙搅拌分散,最后将树脂覆膜砂在通风干燥处散开,晾置24小时,然后将其碾碎即得覆膜砂。所述腰果酚改性酚醛胺固化剂为DF4228。
3.固结岩心的制备
将70份覆膜砂填充到一端装有纱网的玻璃管中,将30份改性固化剂注入玻璃管中润湿覆膜砂,再在50℃水下固化24小时即得固结岩心。
实施例4
1.改性固化剂的制备
按重量份计,将10份腰果酚改性酚醛胺,5份乳酸和15份乙醇混合室温搅拌1小时,再向其中加入30份的水搅拌30分钟即得产物,产物为乳黄色液体。所述腰果酚改性酚醛胺固化剂为DF4228。
2.覆膜砂的制备
将9份环氧树脂E51和1份腰果酚改性酚醛胺加入到搅拌器中搅拌均匀,再称取100份砂子加入搅拌器和树脂混合均匀,再加入5份硬脂酸钙搅拌分散,最后将树脂覆膜砂在通风干燥处散开,晾置24小时,然后将其碾碎即得覆膜砂。所述腰果酚改性酚醛胺固化剂为DF4228。
3.固结岩心的制备
将70份覆膜砂填充到一端装有纱网的玻璃管中,将30份改性固化剂注入玻璃管中润湿覆膜砂,再在50℃水下固化24小时即得固结岩心。
实施例5
1.改性固化剂的制备
按重量份计,将10份腰果酚改性酚醛胺,5份乳酸和15份乙醇混合室温搅拌1小时,再向其中加入30份的水搅拌30分钟即得产物,产物为乳黄色液体。所述腰果酚改性酚醛胺固化剂为DF4228。
2.覆膜砂的制备
将8份环氧树脂E51和1份腰果酚改性酚醛胺加入到搅拌器中搅拌均匀,再称取100份砂子加入搅拌器和树脂混合均匀,再加入5份硬脂酸钙搅拌分散,最后将树脂覆膜砂在通风干燥处散开,晾置24小时,然后将其碾碎即得覆膜砂。所述腰果酚改性酚醛胺固化剂为DF4228。
3.固结岩心的制备
将70份覆膜砂填充到一端装有纱网的玻璃管中,将30份改性固化剂注入玻璃管中润湿覆膜砂,再在50℃水下固化24小时即得固结岩心。
将实例1-5所得固结岩心进行性能检测,具体检测方法如下:
1.抗压强度:用万能力学实验机,按SY/T5276标准测其抗压强度。
2.耐腐性能:将固结岩心放入不同溶液介质中浸泡一个月,然后测定并对比前后固结岩心的抗压强度。
上述实施例为本发明较佳的实施方式,但本发明的实施方式并不受上述实施例的限制,其他的任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化,均应为等效的置换方式,都包含在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种低温固化覆膜砂材料,其特征在于,包括A、B组分;A组分包括石英砂,树脂、固化剂和润滑剂;B组分包括改性固化剂;在低温固化覆膜砂材料中A组分的质量分数为60%-80%,B组分的质量分数为20%-40%;
B组分中所述改性固化剂制备方法为:将多元胺类固化剂,乳酸和乙醇混合进行中和,最后将中和产物和水进行乳化即可。
2.根据权利要求1所述低温固化覆膜砂材料,其特征在于:A组分中石英砂,树脂和固化剂的质量比为80-300:8-10:1。
3.根据权利要求1所述低温固化覆膜砂材料,其特征在于:A组分中,所述的树脂为双酚A型环氧树脂,包括E-51,E44,E42,E35,E20,E12中的一种或多种;所述的固化剂为改性酚醛胺类,包括桐酸甲酯改性酚醛胺及腰果酚改性酚醛胺中至少一种;所述润滑剂为硬脂酸钙。
4.根据权利要求1所述低温固化覆膜砂材料,其特征在于:B组分改性固化剂的制备方法中所述的多元胺固化剂为改性酚醛胺类,包括桐酸甲酯改性酚醛胺及腰果酚改性酚醛胺中至少一种。
5.根据权利要求1所述低温固化覆膜砂材料,其特征在于:所述多元胺类固化剂、乳酸和乙醇的质量比为1~4:1:2~5;所述中和产物与水的质量比为1~3:1。
6.根据权利要求1或2所述低温固化覆膜砂材料,其特征在于:所述A组分中石英砂,树脂和固化剂的质量比为100-120:8-10:1。
7.根据权利要求1-6任一项所述低温固化覆膜砂材料的制备方法,其特征在于:将组分A和B按质量比混合均匀后固结,即得低温固化覆膜砂材料。
8.根据权利要求7所述的制备方法,其特征在于:所述固结的温度为20-60℃,固结的时间为12-24h。
9.根据权利要求7所述的制备方法,其特征在于,在组分A、B混合前,将组分A进行如下处理:
称取石英砂,向其中加入树脂和固化剂,搅拌均匀后,再加入润滑剂混合均匀,室温风干然后碾碎分散。
10.根据权利要求1~6任一项所述低温固化覆膜砂材料在固砂和防砂中的应用。
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