一种油井防砂用涂敷砂及其制备方法
【技术领域】
[0001]本发明属于石油开采化学防砂技术领域，尤其是涉及一种油井防砂用涂敷砂及其 制备方法。
【背景技术】
[0002] 我国疏松砂岩的分布范围大，储量大，产量占据主要地位。油井出砂危害极大，主 要表现为:使地面和井下设备严重磨蚀，甚至造成砂卡;冲砂检栗、地面清罐等维修工作量 剧增;砂埋油层或井筒砂堵会造成油井停产；出砂严重时还会引起井壁甚至油层坍塌而损 坏套管甚至造成油井报废。这些危害既提高了原油的生产成本，又加大了油田的开采难度。
[0003] 目前防治油井出砂的方式主要有：（一)机械防砂：1.绕丝筛管砾石充填防砂。将绕 丝筛管下入井内的防砂层段，用高渗透砾石充填于筛管和套管（油层）的环空之中，有的还 将一部分砾石通过射孔孔眼挤入周围地层中，形成多级过滤屏障，阻止油井出砂。此种防砂 方法的缺点是充填砂体不可避免的要被地层砂侵入和破坏，需拔出筛管重新修井时，往往 出现筛管无法顺利拔出，油井需上大修，其费用数倍于防砂作业成本，造成极大的浪费。
[0004] 2.滤砂管防砂。例如下入割缝筛管、各种地面预制成型的滤砂器管柱(如双层预充 填筛管、树脂砂滤砂管、金属棉纤维滤砂管、多孔陶瓷滤砂管、多层网布筛管等）。这类方法 施工简单，成本低。缺点是滤砂器容易被细砂堵塞，有效期短，只宜用于中、粗砂粒地层。
[0005] (二)化学防砂：以预涂层砾石防砂为例说明其化学防砂工艺。首先在地面制备预 涂层砾石，即在筛析后的石英砂表面通过物理或化学方法均匀涂覆一层极薄的树脂，在常 温下阴干，形成分散的颗粒，简称覆膜砂。施工时，用某种携带液将其栗入井内，挤入油层和 射孔孔眼内。在一定的条件(地层温度)下挤入固化剂，使颗粒表面树脂软化，相互粘连而胶 结成具有一定强度和渗透性良好的人工井壁，作为挡砂屏障。此种方法的缺点是树脂的固 化强度低，需要至少较高的地层温度和后凝时间（固化时间），在地层温度60度固化时间72 小时的前提下，固化物抗折强度低于3兆帕，如果使用外协固化剂，则腐蚀油管和套管，缩短 油井寿命，得不偿失。
[0006] 目前进入开采中后期的油田多采用蒸汽吞吐和蒸汽驱油开采方法。此类油井的防 砂目前多采用预后效果不好的机械防砂，次防砂措施一旦过滤空被细砂阻塞则需抽出套丝 管重新更换，此过程极易造成套丝管断裂导致油井大修，极高的增加了成本。在稠油井开采 中防砂形成的人工地层必须满足蒸汽吞吐热采的要求等不足，而目前化学防砂则由于无法 兼具低温固化和高温开采的要求而无法采用，现行油田防砂中树脂溶液、固沙剂单组份涂 敷砂和双组份涂敷砂砂应用时分别存在的渗透率差、低井温固化强度不足、耐温性差的缺 陷。在实际应用中，好的防砂措施必须兼顾低温固化(最低40摄氏度)形成较高强度，同时兼 具良好的渗透率和耐受高温环境(280度左右)下稳定工作，研发适用面广，既能适用于稠油 井也能适用于中低温油井和水井，并能够兼具上述性能而且综合成本较低的防砂材料尤为 重要。
【发明内容】
[0007] 针对现有技术的不足，提供一种油井防砂用涂敷砂及其制备方法，该涂敷砂在应 用时渗透率高、低井温时固化强度高和耐高温。
[0008] 本发明采用以下技术方案：
[0009] 一种油井防砂用涂敷砂，包括A型涂敷砂和B型涂敷砂，其中A型涂敷砂是在石英砂 外依次包覆有机硅改性环氧树脂、酮亚胺类固化剂和外隔离剂羟丙基甲基纤维素;B型涂敷 砂是在石英砂表面依次包覆有脂环族环氧树脂、胺类固化剂和外隔离剂羟丙基甲基纤维 素。
[0010] 优选的，所述石英砂的粒径为0.4~0.8mm〇
[0011]优选的，所述有机硅改性环氧树脂为氯硅烷改性，疏水性强，耐温性好，其固化物 耐温达400°C。
[0012] 优选的，所述有机硅改性环氧树脂为中粘度液体，其粘度为500-600厘泊。
[0013] 优选的，胺类固化剂为分子筛封闭型脂肪族固化剂，进一步优选的，具体为二乙烯 三胺，采用分子筛技术制成，干燥状态下可与环氧共混并保持稳定，吸潮时释放出固化剂。
[0014] 优选的，A型涂敷砂中，所述有机硅改性环氧树脂与酮亚胺类固化剂的质量比为(4 ~6): 1，进一步优选的，所述有机硅改性环氧树脂与酮亚胺类固化剂的质量比例为5:1。
[0015] 所述石英砂、有机硅改性环氧树脂与酮亚胺类固化剂的混合物和羟丙基甲基纤维 素的质量比例为1〇〇: (8~12): (2~4)，进一步优选的，有机硅改性环氧树脂与酮亚胺类固 化剂的混合物和羟丙基甲基纤维素的质量比例为100:10:3。
[0016]优选的，B型涂敷砂中，所述脂环族环氧树脂与胺类固化剂的质量比例为（1~3): 1，进一步优选的，所述脂环族环氧树脂与胺类固化剂的质量比例为2:1。
[0017] 所述石英砂、脂环族环氧树脂与固化剂混合物与羟丙基甲基纤维素的质量比例为 100: (8~12): (2~4)。进一步优选的，所述石英砂、脂环族环氧树脂与胺类固化剂混合物与 羟丙基甲基纤维素的质量比例为100:10:3。
[0018] -种油井防砂用涂敷砂的制备方法，将A型涂敷砂和B型涂敷砂混匀。其中，
[0019] A型涂敷砂的制备方法，包括以下步骤：
[0020] (1)常温下将有机硅改性环氧树脂与酮亚胺类固化剂在混合罐内按照比例混匀；
[0021] (2)将石英砂与步骤（1)中的混合物按照比例混匀，得到包覆有树脂/固化剂混合 物的石英砂；
[0022] (3)向步骤(2)中包覆有树脂/固化剂混合物的石英砂按照比例涂覆外隔离剂羟丙 基甲基纤维素，即得到A型涂敷砂，混合时间按投料量调整。
[0023] B型涂敷砂的制备方法，包括以下步骤：
[0024] (1)常温下将脂环族环氧树脂与胺类固化剂在混合罐内按照比例混匀；
[0025] (2)将石英砂与步骤（1)中的混合物按照比例混匀，得到包覆有树脂/固化剂混合 物的石英砂；
[0026] (3)向步骤(2)中包覆有树脂/固化剂混合物的石英砂按照比例涂覆外隔离剂羟丙 基甲基纤维素，即得到B型涂敷砂，混合时间按投料量调整。
[0027] 在使用时，将AB型涂敷砂按照质量比1:1均匀混合使用，以清水或油井污水携带栗 入地层，能在40°C井温下固化，在280度注汽环境中长期工作，满足蒸汽吞吐和蒸汽驱油井 的防砂要求。
[0028]本发明的有益效果是：
[0029] (1)本发明中的A型涂敷砂表面包裹有机硅改性环氧树脂和酮亚胺类固化剂混合 物，然后在最外层包覆外隔离剂羟丙基甲基纤维素。其中，有机硅改性环氧树脂为氯硅烷改 性，疏水性强，耐温性好，其固化物耐温达400°C，缺点是固化温度要求高，中低温固化速度 慢。有机硅环氧树脂中含有大量的C-Si、Si-〇_C等键和部分羟基，其分子主链上有很多醚 键、苯环、次甲基和异丙基。醚键是极性基团，有助于提高浸润性和粘附力;醚键和碳碳键使 大分子具有柔顺性，赋予了其一定的韧性;其C-Si键就如金刚石的C-C键一样强，加之苯环 赋予了聚合物耐热性和刚性，-e-ο-键的键能较高，提高了其耐碱性。在水溶性酮亚胺类固 化剂的作用下，使得A型涂敷砂常温具有相当的力学性能，高温下具有优异的力学性能和耐 热性，可在280°C高温区间正常工作。
[0030] 本发明的B型涂敷砂表面包覆脂环族环氧树脂和胺类固化剂的混合物，然后最外 层包覆外隔离剂羟丙基甲基纤维素。其中，脂环族环氧树脂是近年新开发的新型环氧树脂， 分子结构中的环氧基直接连接在脂环上，能形成紧密的刚性分子结构，固化后交联密度大， 耐温性好，热分解温度