针对细粉砂用高分子与低分子聚合物相结合的防砂体系制造技术

本发明专利技术提供一种针对细粉砂用高分子与低分子聚合物相结合的防砂体系，包括高分子聚合物体系和低分子聚合物体系，高分子聚合物体系和低分子聚合物体系的体积比为1：1.25～8；所述防砂体系在使用时，按照先低分子聚合物体系，后高分子聚合物体系的注入顺序注入地层。低分子聚合物能使细粉砂自聚成砂团，之后通过高聚物形成具有一定强度的高弹性高渗透率的挡砂屏障，能有效解决细粉砂的出砂问题。高分子与低分子聚合物相结合的防砂体系，溶液性能稳定，安全环保、现场施工程序少，工作量低，且注入工序简单，适用于粒径低于100μm的细粉砂出砂问题。该防砂体系中不含固体成分，不含树脂，所含高分子与低分子聚合物的成本低、原材料来源广。

【技术实现步骤摘要】
针对细粉砂用高分子与低分子聚合物相结合的防砂体系
本专利技术属于石油工业油气田开发
，涉及一种针对细粉砂的高分子与低分子聚合物相结合的防砂体系。
技术介绍
随着科学技术的不断发展，新技术的产生也需要原材料提供研发保证，石油被称为液体黄金，在各个国家都有很高的政治经济地位，一个国家的油气产量有时甚至能决定一个国家在世界上的地位。中国作为新兴大国，世界上最大的发展中国家，对石油的依赖尤其重要，目前国内生产的石油仅够国内石油消耗的40％，其他都需要依赖进口，如何充分的开发本国的油气资源就显得格外重要，国家政策也在不断推进油气行业的技术研发，好的技术能够产生巨大的经济效益。在油气井生产的整个过程中，油气井出砂是十分常见的问题。据了解，全世界范围内，70％以上的油气藏为疏松地层，疏松地层由于砂粒胶结物含量低，胶结方式多为接触式胶结，在生产过程中出现的影响地层应力或流体运移等因素的影响下，砂粒极易脱离岩石，之后随流体流入井筒，这种现象即成为出砂。出砂的危害主要有，埋没生产层，导致油气产量降低；磨损井底与地面设备，造成开发成本变大；同时大面积的出砂，有可能导致地层的坍塌，是十分危险的。目前的防砂方式主要是机械防砂与化学防砂，机械防砂是通过向出砂层段下防砂管柱，通过筛网，将地层砂挡在井筒以外。这种防砂方式对筛网的优选有着很高的要求，目数太大，会极大的影响产能，同时细粉砂会逐渐堵塞孔眼，造成油气井停产；目数太小，又无法有效防住砂粒进入井筒。机械防砂的最大的缺点就是难以防住粒径小的细粉砂。化学防砂是向出砂地层注入化学药剂，增强地层岩石的胶结强度，形成高强度挡砂屏障，但是任何一种化学防砂方式都不可避免的对地层渗透率有一定影响，这就需要优选出最佳的化学药剂，好的化学药剂，能有效防砂，同时对地层的影响在可以接受的范围内。国内外常用的固砂剂是以树脂为主体的一系列产品，树脂通过加入固化剂，在一定温度和时间下，形成高强度的胶结体，不仅能增强疏松岩层的胶结强度，更能通过形成的挡砂屏障，将远处的砂粒挡在地层较深的位置。但是树脂固砂，对细粉砂的防砂效果较差，这是由于细粉砂粒径在100μm以下，而树脂固砂需要在砂粒表面粘附一层薄膜，再通过交联作用形成强度。但是由于细粉砂颗粒太小，且彼此紧密，树脂这种粘稠的液体很难进入细粉砂颗粒之间的缝隙，这就导致细粉砂很难形成薄膜。即使形成薄膜，因为表面附着着一层树脂，树脂固化之后是固态，就在砂粒表面形成粒径的增量，也会导致砂粒半径的增大，地层孔隙度降低，影响流体流动；同时由于细粉砂比表面面积大，想形成高强度，树脂的用量会急剧增大几个数量级，这务必导致防砂成本的大幅提升。中国专利文献CN108949132A(201710390271.6)公开了一种用于细粉砂油藏油井防砂的固砂解堵处理液、防砂处理液体系和用其防砂的方法，所述的固砂解堵处理液包含以下质量含量的各组分：8～12％固砂解堵剂、0.5～1.5％助排剂、0.5～1.5％缓蚀剂、1～2％铁离子稳定剂、1～2％互溶剂、1～2％氯化铵，余量为水。所述的防砂处理液体系由预处理液、前置液、处理液和顶替液组成，其体积比依次为：4～6：1～2：2～3：1～2，同时还公开了用该防砂处理液体系防砂的方法。但是，该防砂体系会污染储层，且还加入了其他缓蚀剂、稳定剂等，即不能处理固化后的树脂材料，还会造成地层的渗透率降低，固化之后的树脂甚至能使得地层无产液的情况，且该防砂处理体系没有稳定粘土膨胀的能力，不能适用于粘土含量大于10％的地层。该体系的主要作用是解堵，其防砂效果一般，具有细粉砂出现的可能性。G.Dupuis等介绍了一种水溶性聚合物用于海上油井的防砂措施(SPE-179825-MS)，共聚物为PowelgelTMP100，水溶液为2％KCl。该防砂体系与传统树脂防砂相比，具有降低储层伤害、水基体系环境友好，不需要额外防砂管柱施工等优点，在海上油井的防砂上应用了九口井，防砂效果较好，成功率100％。但是，由于该技术使用的聚合物是通过氢键或离子键形成砂粒的聚集效果，防止砂粒的运移来降低出砂。所以在较高的生产压差和较大的日产液量的情况下，效果并不理想，且该技术现场应用仅限于为海上出砂量低的油井，在目前石油公司以提高产量的要求的背景下，该方法的应用局限性很大。因此，目前针对细粉砂，还没有很有效的防砂手段。
技术实现思路
为了解决现有技术中存在的针对细粉砂防砂效果差，树脂很难有效地将细粉砂粒固结的问题，本专利技术提供一种针对细粉砂用高分子与低分子聚合物相结合的防砂体系。该防砂体系用于解决地层砂粒粒径在100μm以下的细粉砂出砂问题。该防砂体系能实现细粉砂本身的自我团聚，之后通过化学反应增强砂团强度，形成的高渗透砂团耐冲刷，且砂团具有一定的强度和自我修复功能。该防砂体系的处理半径为1.5m，既能形成足够厚的挡砂屏障，又能不污染远处的原始地层性质，保证最好的施工和生产效果；同时添加了防膨剂，能有效防止黏土膨胀，粘土含量40％以内的地层都能起到很好的防砂固砂效果。为了实现上述目的，本专利技术采用以下技术方案：一种针对细粉砂用高分子与低分子聚合物相结合的防砂体系，包括高分子聚合物体系和低分子聚合物体系，高分子聚合物体系和低分子聚合物体系的体积比为1：1.25～8，所述防砂体系在使用时，按照先低分子聚合物体系，后高分子聚合物体系的注入顺序注入地层。优选的，所述高分子聚合物体系为包括一种或多种水溶性有机高分子化合物的水溶液，所述有机高分子化合物溶于水中时，其粘度为300～500mPas，该有机高分子化合物在室温下的溶解度大于2g/100g水；该有机高分子化合物能与阳离子发生化学反应，形成具有抗冲刷性能的固态物质。进一步优选的，所述有机高分子化合物在水中能与二价阳离子发生反应；进一步优选的，二价阳离子为钙离子。进一步优选的，形成的具有抗冲刷性能的固态物质在1000mL/min水流下，持续冲刷2小时，出砂率低于0.02％。优选的，高分子聚合物体系和低分子聚合物体系的体积比为1：1.4～8。优选的，高分子聚合物体系中有机高分子化合物的质量分数为0.7～1.5％。优选的，所述有机高分子化合物为海藻酸钠。优选的，低分子聚合物体系包括以下主要组成成分：聚乙二醇、非离子型聚丙烯酰胺、氯化钾、氯化钙。优选的，所述低分子聚合物体系中，聚乙二醇的质量分数为0.1～1％，非离子型聚丙烯酰胺的质量分数为0.2～4％，氯化钾的质量分数为1％～20％，氯化钙的质量分数为0.5～5％，余量为水。进一步优选的，所述低分子聚合物体系中，聚乙二醇的质量分数为0.1～0.3％，非离子型聚丙烯酰胺的质量分数为0.5～1.5％，氯化钾的质量分数为2～10％，氯化钙的质量分数为0.8～3％。进一步优选的，所述聚乙二醇为聚乙二醇200、聚乙二醇400、聚乙二醇600中一种或几种；非离子型聚丙烯酰胺的分子量低于或等于100万。聚乙二醇起到降低表面张力作用，有助于降低液体对砂团的冲击，同时能提到产液量和产油量；聚丙烯酰胺能实现砂粒的自我团聚，是一种絮凝剂本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种针对细粉砂用高分子与低分子聚合物相结合的防砂体系，其特征在于，包括高分子聚合物体系和低分子聚合物体系，高分子聚合物体系和低分子聚合物体系的体积比为1：1.25～8，所述防砂体系在使用时，按照先低分子聚合物体系，后高分子聚合物体系的注入顺序注入地层。/n

【技术特征摘要】
1.一种针对细粉砂用高分子与低分子聚合物相结合的防砂体系，其特征在于，包括高分子聚合物体系和低分子聚合物体系，高分子聚合物体系和低分子聚合物体系的体积比为1：1.25～8，所述防砂体系在使用时，按照先低分子聚合物体系，后高分子聚合物体系的注入顺序注入地层。


2.根据权利要求1所述的防砂体系，其特征在于，所述高分子聚合物体系为包括一种或多种水溶性有机高分子化合物的水溶液，所述有机高分子化合物溶于水中时，其粘度为300～500mPas，该有机高分子化合物在室温下的溶解度大于2g/100g水；该有机高分子化合物能与阳离子发生化学反应，形成具有抗冲刷性能的固态物质。


3.根据权利要求1所述的防砂体系，其特征在于，高分子聚合物体系中有机高分子化合物的质量分数为0.7～1.5％。


4.根据权利要求1～3任一项所述的防砂体系，其特征在于，所述有机高分子化合物为海藻酸钠。


5.根据权利要求1所述的防砂体系，其特征在于，所述低分子聚合物体系包括以下组成成分：聚乙二醇、非离子型聚丙烯酰胺、氯化钾、氯化钙。


6.根据权利要...

【专利技术属性】
技术研发人员：张殿印，史胜龙，温庆志，张东晓，
申请(专利权)人：青岛大地新能源技术研究院，
类型：发明
国别省市：山东;37