本发明涉及一种乳液型低温固砂剂及其制备方法与应用，属于油田化学防砂
技术领域：
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背景技术：
：我国砂岩油藏分布广，储量丰富。在油气井开采生产过程中，出砂危害大，不仅会对生产管杆造成磨损，而且大量出砂还会导致砂埋油层或井筒砂堵，除此之外，大量出砂造成的地层亏空易引起地层塌陷、套管破裂变形，甚至使油井报废。国内外普遍采用的防砂技术有机械防砂和化学防砂。化学防砂施工后井内无遗留物，可以从根本上固结砂粒，应用广泛。目前最常用的化学固砂胶结剂主要是酚醛树脂、脲醛树脂、环氧树脂、呋喃树脂等，但是以上常用固砂树脂在低温下固结缓慢，甚至不固结，对低温井固砂防砂适应性差。中国专利文献(申请号cn201010004611.5)公开了一种适用于低温油藏防砂的覆膜砂固化体系，是以复合酚醛-环氧树脂为胶结剂的低温覆膜砂与水溶性固化剂混合构成在有水环境和低温条件下具有高反应活性的固化体系。在水溶性固化剂的作用下，低温覆膜砂可在30～50℃的温度范围内固化，所形成固结体的抗压强度和渗透率较高，并具有较强的抗温、抗老化和抗冲刷能力，可满足低温油藏防砂要求。中国专利文献(申请号cn201510704656.6)公开了一种新型低温涂敷砂。由a、b两种组分按照1:1的重量比配置，其中a组份包括：石英砂、粘结剂、偶联剂、分散剂和促进剂；b组份包括：石英砂、固化剂、偶联剂、分散剂和促进剂。发明效果：固化速度快,早期强度高，适用的油层温度范围广。产品在45-260℃条件下24h即可以产生较高的早期强度。候凝时间短。上述两种固砂体系在低温下固化，对于充填亏空地层的防砂，在没有注入地层前就已经固化，因此，不能直接注入地层进行地层固砂。中国专利文献(申请号cn200810230523.x)公开了一种低温充填防砂剂，由油井水泥、增强剂、钠质膨润土、柴油、碳酸铵及缓凝剂为原料制备而成，该防砂剂在地层中通过自身及与地层砂固结，在近井地带形成具有可渗透性的人工井壁，经过注汽提高固结强度后，在地层中阻挡和固结地层砂，达到防止油井出砂的目的。同时，人工井壁渗透性可调，可根据油层物性能满足不同地层的渗透率的要求，该防砂剂效果好，成本低且耐高温，可以广泛应用于热采井的防砂治理。虽然该发明可以地层固砂，但是由于含有水泥、钠质膨润土等颗粒类材料，不能实现已经有机械防砂工具(如绕丝筛管)油井的二次防砂。综上，目前的树脂固砂剂存在以下几个缺陷：1)、低温下容易固化，对于充填亏空地层的防砂，在没有注入地层前就已经固化，因此，不能直接注入地层进行地层固砂；2)胶结岩心的抗压强度低，无法满足大砂量压裂时高产液量和聚合物浓度对固砂的需求，导致部分压裂井吐砂；3)容易造成机械防砂工具(如井下筛管)的堵塞。因此，有必要研发一种，在入井前不容易固化，注入地层后能在低温下快速固砂，固结岩心后具有良好的耐水、耐油、耐碱、耐酸、耐盐、抗压强度高的固砂剂。技术实现要素：本发明的目的在于提供一种乳液型低温固砂剂及其制备方法与应用。本发明是通过如下技术方案实现的：发明概述：本发明以水溶性三聚氰胺甲醛树脂溶液为胶结剂，引入乳液稳定剂纳米二氧化硅颗粒，与煤油制备成稳定性乳液，得到乳液型低温固砂剂，常温(25℃)条件下，密度为0.93g/cm3，乳液分散均匀且稳定，注入地层后可以在30℃低温井地层中实现良好的固化，固结强度高，尤其适合充填亏空地层的固砂；该固砂剂不仅可以满足低温地层的防砂需求，也具有耐高温的特性，而且具有良好的耐水、耐油、耐碱，耐盐性能；另外乳液型低温固砂剂，乳液中树脂固化后，乳液体系中的油相兼具扩孔剂，可以保证地层具有良好的渗透性，地层伤害小；本发明可适用于普通直井防砂、大斜度井、不规则井眼的化学防砂或机械防砂失效后的二次防砂，防砂适用范围广。发明详述：一种乳液型低温固砂剂，原料组分及其重量百分比组成如下：胶结剂63-76％，油相22-35％，乳化稳定剂剂0.9％～1.5％，固化剂0.05％～0.5％，偶联剂0.1％～0.3％。根据本发明优选的，所述的胶结剂为质量浓度为35-55％的三聚氰胺甲醛树脂溶液，溶剂为水。根据本发明优选的，所述油相为煤油。根据本发明优选的，所述乳化稳定剂剂为亲水性纳米二氧化硅颗粒，所述的亲水性纳米二氧化硅颗粒为用偶联剂进行表面处理过的纳米二氧化硅颗粒或添加了颗粒分散剂的纳米二氧化硅颗粒。根据本发明优选的，所述固化剂为弱酸性固化剂。进一步优选的，所述固化剂为氯化铵。根据本发明优选的，所述偶联剂为硅烷偶联剂。进一步优选的，所述偶联剂为硅烷偶联剂kh-550。本发明最为优选的一个技术方案，一种乳液型低温固砂剂，原料组分及其重量百分比组成如下：浓度45％的三聚氰胺甲醛树脂溶液65.7％，煤油32.8％，纳米二氧化硅1.0％，氯化铵0.05％，硅烷偶联剂kh-5500.2％。根据本发明优选的，所述的乳液型低温固砂剂由水相、油相和乳化稳定剂形成的水包油型的pickering乳液，乳化稳定剂分散在水相与油相的界面中，水相由胶结剂、固化剂和偶联剂组成。本发明的第二个目的是提供一种乳液型低温固砂剂的制备方法。一种乳液型低温固砂剂的制备方法，包括步骤如下：1)将三聚氰胺甲醛树脂粉末加到清水中，充分搅拌溶解均匀，制得浓度为35-55％的三聚氰胺甲醛树脂溶液；2)按配比将乳化稳定剂剂加入三聚氰胺甲醛树脂溶液中，高速搅拌或者超声波分散，使纳米二氧化硅颗粒充分分散均匀，得混悬液；3)按配比将油相加入混悬液中，高速搅拌，使其充分乳化；4)最后，按配比加入固化剂和偶联剂，再次充分搅拌混合均匀，制得乳液型低温固砂剂。根据本发明优选的，步骤2)、步骤3)中，高速搅拌速度为8000～10000r/min。一种乳液型低温固砂剂的应用，用于砂岩油藏出砂井固砂，适应地层温度为30～150℃，适用的砂粒粒径为20～120目，低温固砂剂的用量与砂粒的质量比为：1:4-5，所述的固砂为普通直井防砂、大斜度井、不规则井眼的化学防砂或机械防砂失效后的二次防砂。按砂液质量比4:1胶结20～120目的砂粒，固化24h后，固结岩心抗压强度为4.1-8.3mpa，固结岩心渗透率为1.3～5.4μm2。本发明所述的砂液质量比中的砂是指石英砂，液是指乳液型低温固砂剂。发明所述的水为自来水或者地表清水，不可为油田采出污水。本发明所述的低温固砂剂，与地层流体具有良好的配伍性，所得固结岩心具有良好的耐水、耐油、耐碱，耐盐性能。本发明的技术特点及优点：1、本发明的乳液型低温固砂剂，常温(25℃)条件下，密度为0.93g/cm3，乳液分散均匀且稳定，注入地层后可以在30℃低温井地层中实现良好的固化，固结强度高，尤其适合充填亏空地层的固砂。2、本发明的乳液型低温固砂剂，不仅可以满足低温地层的防砂需求，也具有耐高温的特性，而且具有良好的耐水、耐油、耐碱，耐盐性能；另外乳液型低温固砂剂，乳液中树脂固化后，乳液体系中的油相兼具扩孔剂，可以保证地层具有良好的渗透性，地层伤害小；本发明可适用于普通直井防砂、大斜度井、不规则井眼的化学防砂或机械防砂失效后的二次防砂，防砂适用范围广。附图说明图1是乳液型低温固砂剂的微观照片；图2是乳液型低温固砂剂耐温性能曲线图。具体实施方式为进一步说明本发明，以下列举具体的实施例，但本发明所保护范围不仅限于此。三聚氰胺甲醛树脂为现有技术，市场购得。实施例中的，亲水性纳米二氧化硅颗粒为用硅烷偶联剂kh-520改性处理过的纳米二氧化硅颗粒；或者是添加了南京天行新材料有限公司的tdl-nd1分散剂的纳米二氧化硅颗粒，分散剂添加量为2％。实施例1一种乳液型低温固砂剂，所述的乳液型低温固砂剂由水相、油相和乳化稳定剂剂形成的水包油型的pickering乳液，乳化稳定剂剂分散在水相与油相的界面中，水相由胶结剂、固化剂和偶联剂组成。乳液型低温固砂剂的微观照片如图1所示，从图1中可以看出，低温固砂剂为均一稳定的乳液状。其原料组分及其重量百分比组成如下：浓度45％的三聚氰胺甲醛树脂溶液65.7％，煤油32.8％，纳米二氧化硅1.0％，氯化铵0.05％，硅烷偶联剂kh-5500.2％。制备方法：1)将三聚氰胺甲醛树脂粉末加到清水中，充分搅拌溶解均匀，制得浓度为45％的三聚氰胺甲醛树脂溶液；2)按配比将纳米二氧化硅颗粒加入三聚氰胺甲醛树脂溶液中，超声波分散处理3min，使纳米二氧化硅颗粒充分分散均匀；3)按配比将煤油加入2)溶液中，利用乳化搅拌机高速搅拌10min，使其充分乳化(转速为10000r/min)，制得均匀乳液；4)最后，按配比加入固化剂和偶联剂，再次充分搅拌混合均匀，制得低温固砂剂。所得低温固砂剂乳液测试结果：常温(25℃)条件下，密度为0.93g/cm3，该低温固砂剂体系乳液均匀稳定，且与地层流体具有良好的配伍性。实验例1乳液型低温固砂剂的固砂性能评价固砂试验方法：量取石英砂质量为100g，填入的玻璃管中，注入水使砂子表面润湿，然后注入1pv的低温固砂剂体系，将玻璃管置于温度50℃、压力5mpa的密闭容器中固化36h，取出玻璃管冷却至室温，取出固结岩心将其端面磨平，对固结的岩心抗压强度和渗透率进行测量。实施例1的乳液型低温固砂剂性能综合评价结果：如表1所示，按砂液比4:1胶结20～120目的砂粒，固结岩心抗压强度为4.1-8.3mpa，渗透率1.3-5.4μm2表1不同砂粒粒径对固砂性能的影响砂径目20-4040-6060-8080-100100-120抗压强度mpa4.15.86.67.08.3渗透率μm25.4.03.12.31.3实验例2乳液型低温固砂剂的耐水、耐油、耐碱、耐酸、耐盐性能测试将实验例1处理好的固结岩心，放入不同介质中处理3d，然后烘干处理后的固结岩心，再进行抗压强度测量，耐碱、耐酸、耐压测试结果如表2、表3、表4所示。表2耐碱性测试naoh/％012510抗压强度/mpa6.326.075.875.614.71表3耐酸性测试ph1357抗压强度/mpa3.724.265.396.04表4耐介质测试*nacl溶液的矿化度为10×104mg/l由表2-4可以看出，低温井化学固砂剂固结岩心后具有良好的耐水、耐油、耐碱、耐酸、耐盐性能。实验例3乳液型低温固砂剂的耐温性能测试改变固结岩心温度，固结岩心的温度为30℃-90℃。考察树脂体系不同温度地层的适应性，实验结果见图2。由图2可以看出当温度大于30℃时，固结岩心抗压强度趋于稳定，抗压强度均大于3mpa。乳液型低温固砂剂适用于地层温度大于30℃的地层，能够在低温地层固化形成一定强度。当前第1页12