一种低温固结砂及其制备方法技术

本发明专利技术提供一种低温固结砂及其制备方法，属于油田油水井防砂材料的技术领域。该低温固结砂制备方法包括：将一定量的骨料加热至160℃～230℃，并将该骨料和一定量的第一粘结剂混合并搅拌10s～20s；加入一定量的第一固化剂混合5s～15s；加入一定量的第二粘结剂并搅拌1s～5s；加入一定量的微胶囊并搅拌8s～12s；加入一定量的分散剂并搅拌、破碎筛分后得到低温固结砂。本发明专利技术利用微胶囊包封固化剂技术，将第二固化剂包覆于骨料表面，同时微胶囊可将第二粘结剂和第二固化剂隔离，利用压力破壁微胶囊，当达到破壁压力时，微胶囊壁破裂，释放出第二固化剂，使其与第二粘结剂在地下发生固结反应，形成具有三维网状的连续的胶结固化体，可实现防砂防返吐。

A kind of low temperature consolidated sand and its preparation method

【技术实现步骤摘要】
一种低温固结砂及其制备方法
本专利技术属于油田油水井防砂材料的
，具体涉及一种低温固结砂、以及一种低温固结砂的制备方法。
技术介绍
松散性砂岩油层的石油开采、生产中油井出砂严重，会很快梗阻油路、甚至堵塞油井，造成油井减产或停产，油(汽)井出砂是疏松砂岩油(气)藏面临的重要问题之一。出砂的危害主要表现在以下三个方面：第一、油井减产或停产：油(气)井出砂，极易造成砂埋产层，油管砂堵及地面管汇和储缺积砂，从而被迫停产作业。冲洗被破埋的地层，清除油管砂堵，既费时又费工，问题还不能彻底解决，恢复生产不久，又需重新作一周而复始，出砂更趋严重，生产周期越来越短，造成大量躺井，使产量大减，作业成本巨增，经济损失严重。第二、地面及井下设备加剧磨蚀：油、气流中携带的地层砂粒，其主要成分是SiO2，该主要成分硬度高，流速大，容易造成井下泵阀点蚀、油管刺穿、柱塞拉坏、砂卡、地面阀门失灵，从而经常被迫关井作业，更换或维护设备，使产量下降，增加成本。第三、套管损坏，油井报废：在长期严重的出砂在套管外形成巨大的空穴，内、外受力不平衡引起地层突发民生坍塌，轻则造成套管变形，重则套管被错断挤毁，修复很困难，使油(气)井工程报废，损失惨重。除以上危害以外，还存在很多其他危害，在此不一一列举。所以必须立足先期、早期防治，以减少对油层胶结的破坏，为正常生产或后期防砂创造条件。此外，现有的可固化防砂材料固话温度较高(200℃～300℃)，相应的固化时间较长，这在防砂过程中会引起功能下降，增大砂返排的可能。因此，在石油开采过程中应做好防砂，为了解决这一技术问题，亟需开发一种低温防砂材料。
技术实现思路
本专利技术旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一，提供一种低温固结砂、以及一种低温固结砂的制备方法。本专利技术的第一方面，提供一种低温固结砂的制备方法，包括：将一定量的骨料加热至160℃～230℃，并将该骨料和一定量的第一粘结剂混合并搅拌10s～20s；之后，加入一定量的第一固化剂混合5s～15s，之后，加入一定量的第二粘结剂并搅拌1s～5s；之后，加入一定量的微胶囊并搅拌8s～12s；之后，加入一定量的分散剂并搅拌、破碎筛分后得到低温固结砂。可选的，所述骨料、所述第一粘结剂、所述第一固化剂、所述第二粘结剂、所述微胶囊以及所述分散剂的质量比为800～1200：10～50∶1～8∶15～30∶3～6∶0.5～1.5。可选的，所述第一粘结剂采用双酚A型环氧树脂，其中，所述双酚A型环氧树脂的环氧值范围为0.04～0.47。可选的，所述第一固化剂采用酚醛胺类固化剂。可选的，所述第二粘结剂采用自乳化水性环氧树脂。可选的，所述微胶囊具体制备方法如下：将相同预设质量的第二固化剂和聚苯乙烯分别溶解于35g～45g的二氯甲烷中，得到第一混合溶液与第二混合溶液；将80mL～120mL0.5％～1.5％的明胶水溶液加入到所述第一混合液中，经机械搅拌20min～40min，得到第三混合溶液；将所述第二混合溶液和所述第三混合溶液混合，并经机械搅拌乳化30min～50min，得到第四混合溶液；将80mL～120mL0.5％～1.5％的十二烷基硫酸钠加入到所述第四混合溶液中，边搅拌边加热30℃～50℃并保持1.5h～2.5h，之后，经水洗、离心、直至离心上清液为澄清状态，再经过真空干燥，得到所述微胶囊。可选的，所述第二固化剂采用水溶性咪唑类固化剂。可选的，所述预设质量范围为7g～13g。可选的，所述微胶囊的壳材采用聚甲基丙烯酸甲酯。本专利技术的第二方面，提供一种低温固结砂，该低温固结砂采用上述方法制得。本专利技术提供的低温固结砂以及制备方法，相对于现有技术而言，本专利技术具有以下有益效果：第一、本专利技术利用微胶囊包封固化剂技术，将第二固化剂包覆于骨料表面，同时微胶囊可将第二粘结剂和第二固化剂隔离，实现单组份，并在低温井况使用时不需要追加固化剂，达到增加产品有效期的目的。第二、本专利技术的微胶囊壁采用聚甲基丙烯酸甲酯，利用压力破壁微胶囊，当达到破壁压力时，微胶囊壁破裂，释放出第二固化剂，使其与第二粘结剂在地下发生固结反应，形成具有三维网状的连续的胶结固化体，该低温固结砂可实现在油井下固结、使用方便，以达到避免油井砂返排吞吐的目的。第三、本专利技术中的第二固化剂采用水溶性咪唑类固化剂，可实现低温固化，其次，第二粘结剂采用自乳化水性环氧树脂，可增加与树脂接触面积，提高树脂和固化剂均匀性，进一步提高反应速度及固结强度。附图说明图1为本专利技术第一实施例中一种低温固结砂的制备流程示意图。具体实施方式为使本领域技术人员更好地理解本专利技术的技术方案，下面结合附图和具体实施方式对本专利技术作进一步详细描述。如图1所示，本专利技术的第一方面，提供一种低温固结砂的制备方法，包括：将一定量的骨料加热至160℃～230℃，并将该骨料和一定量的第一粘结剂混合并搅拌10s～20s；之后，加入一定量的第一固化剂混合5s～15s，之后加入一定量的第二粘结剂并搅拌1s～5s；之后，加入一定量的微胶囊并搅拌8s～12s；之后，加入一定量的分散剂并搅拌、破碎筛分后得到低温固结砂。具体地，上述制备过程中的骨料、第一粘结剂、第一固化剂、第二粘结剂、微胶囊以及分散剂的质量比为800～1200∶10～50∶1～8∶15～30∶3～6∶0.5～1.5。需要说明的是，本专利技术中得到的低温固结砂是松散的颗粒，将其注入到地下进行，通过压力破壁微胶囊，使微胶囊中的物质与第二粘结剂在地下进行反应，具体地，当达到破壁压力时，微胶囊壁破裂，释放出封装的物质与第二粘结剂反应，以形成块状，进而阻隔出砂。本实施例制备得到的低温固结砂在低温井况使用时不需要追加固化剂，单组分低温固结，使用方便。下面将以具体实施例进行说明：实施例1如图1所述，本实施例提供一种低温固结砂的制备方法，具体包括以下步骤：第一、将制备过程中用到的各物料按如下质量比进行称取，具体地，骨料、第一粘结剂、第一固化剂、第二粘结剂、微胶囊以及分散剂的质量比为1000∶10～50∶1～8∶15～30∶3～6∶1。按上述质量比加入相应质量的骨料并加热至160℃～230℃，并将该骨料和相应质量的第一粘结剂混合并搅拌10s～20s。需要说明的是，本实施例中的骨料可选择石英砂、陶粒等，第一粘结剂可采用双酚A型环氧树脂，同一类型的环氧树脂根据它们的粘度和环氧值的不同，其性能和用途会有所差异，因此，本实施例根据多次实验选择双酚A型环氧树脂的环氧值范围为0.04～0.47，该双酚A型环氧树脂可以起到很好的粘结骨料作用。第二、在上述骨料与第一粘结剂混合的物料中加入按上述质量比称取的第一固化剂混合5s～15s。本实施例中的第一固化剂可与上述的双酚A型环氧树脂的环氧基反应，变成网状结构的大分子，促使粘结剂固定，形成骨料的增强层，进一步的提升了骨料的强度，提高了低温固结砂的抗压强度。需要说明的是，本实施例中的第一固化剂采用本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种低温固结砂的制备方法，其特征在于，包括：/n将一定量的骨料加热至160℃～230℃，并将该骨料和一定量的第一粘结剂混合并搅拌10s～20s；之后，加入一定量的第一固化剂混合5s～15s；之后，加入一定量的第二粘结剂并搅拌1s～5s；之后，加入一定量的微胶囊并搅拌8s～12s；之后，加入一定量的分散剂并搅拌、破碎筛分后得到低温固结砂。/n

【技术特征摘要】
1.一种低温固结砂的制备方法，其特征在于，包括：
将一定量的骨料加热至160℃～230℃，并将该骨料和一定量的第一粘结剂混合并搅拌10s～20s；之后，加入一定量的第一固化剂混合5s～15s；之后，加入一定量的第二粘结剂并搅拌1s～5s；之后，加入一定量的微胶囊并搅拌8s～12s；之后，加入一定量的分散剂并搅拌、破碎筛分后得到低温固结砂。


2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述骨料、所述第一粘结剂、所述第一固化剂、所述第二粘结剂、所述微胶囊以及所述分散剂的质量比为800～1200∶10～50∶1～8∶15～30∶3～6∶0.5～1.5。


3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述第一粘结剂采用双酚A型环氧树脂；其中，所述双酚A型环氧树脂的环氧值范围为0.04～0.47。


4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述第一固化剂采用酚醛胺类固化剂。


5.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述第二粘结剂采用自乳化水性环氧树脂。


6.根据权利要求1-5任一项所述的制备方法，...

【专利技术属性】
技术研发人员：任龙强，王光，王建兵，马欢，
申请(专利权)人：北京昆仑隆源石油开采技术有限公司，
类型：发明
国别省市：北京;11