专利名称：超疏水型控水砂的制备工艺的制作方法
技术领域：
本发明涉及石油开采井超疏水控水防砂方法，特别涉及一种超疏水型控水砂的制
备工艺。
背景技术：
在油田实施常规的砾石充填防砂工艺过程中，常使用石英砂或压裂陶粒作为充填介质，被填入油层后，建立起地层压实带，与筛套环空和滤砂管三级防砂屏障，形成人工挡砂屏障，为开采井的防砂、控砂发挥了作用，但其同时存在着如下的缺点或不足①没有控水功能；②含水率急剧上升，严重影响油井产能；③举升大量地层水导致极大的能源浪费和环境污染油井稳产期短，导致成本升高，影响开发效率或经济效益。目前一般疏水型控水砂的疏水角在110°左右，本发明制备的超疏水控水砂的疏水角大于150°，可更好控 水，有效期延长，尤其适用于高含水的气井和含气油井。目前制备超疏水表面或涂层的方法有很多，总的可归纳为以下两类使用低表面能物质修饰粗糙表面；对疏水表面进行粗糙化处理。然而实现以上处理大多存在工艺过于复杂、所用设备过于昂贵、条件过于苛刻等缺点如化学沉积、电沉积、激光刻蚀等方法，用它们制备超疏水表面的成本过于昂贵，或者根本无法制备大面积的超疏水表面或涂层。这也是制约超疏水技术在油田生产中推广应用的主要原因。
发明内容
本发明的目的是提供一种超疏水型控水砂的制备工艺，采用超疏水型控水砂，防砂的同时还能有效降低油井综合含水。本发明所述的超疏水型控水砂的制备工艺，包括如下步骤:A)石英砂或陶粒表面清洗、B)纳米氧化锌表面修饰、C)石英砂或陶粒与表面修饰后的纳米氧化锌、氟硅树脂FSI-100、正硅酸乙酯相混合，混炼成超疏水型控水砂，其特征在于所述步骤A)为用95%的工业乙醇浸泡并搅拌10-20分钟后，放置于室温下晾干；所述步骤B)是将纳米氧化锌放入半拌釜中，加入六甲基二硅氮烷HMDS，搅拌并缓慢升温至130°C _150°C度，反应2-3h，制得表面修饰后的纳米氧化锌微粒；所述步骤C)为石英砂或陶粒与表面修饰后的纳米氧化锌、氟硅树脂FSI-100、正硅酸乙酯相混合，混炼成超疏水型控水砂。其中，所述所述步骤C)中混炼超疏水型控水砂的过程为a、将步骤A)中清洗后的
O.4-0. 8mm石英砂或陶粒100 Kg -150 Kg与步骤B)中表面修饰后的疏水纳米氧化锌微粒I Kg -3 Kg、氟娃树脂3 Kg -5 Kg、正娃酸乙酯I. 8 Kg -2. lKg、异丙醇4. 5-5. 5Kg依次加入搅拌机中，在90-100°C的温度下进行混和搅拌，同时发生化学反应；b、混炼25-50min后，于烘干机中，在195-200°C的温度下烘干9-12min即成超疏水型控水砂；c、碾压粉碎后称量密封装袋。所述超疏水型控水砂为石英砂或陶粒，其表面为涂敷的超疏水层，该超疏水层上镶嵌有疏水纳米氧化锌微粒。本发明与现有技术相比较具有如下优点I、在防砂的同时实现有效控水，超疏水控水砂随砾石充填进入油层，作为控制油水相对渗透率的充填介质，实行有限度控水，既发挥了砾石充填技术的优势，又赋予传统工艺技术独特的性能一防砂的同时有效控水。2、超疏水控水砂随砾石充填进入油层后，明显降低油井综合含水率，在有效期内增加原油产量。3、本发明制备的超疏水控水砂的疏水角大于150°，可更好控水，有效期延长，尤其适用于高含水的气井和含气油井，延长油井稳产期，降低生产成本，提高开发效率或经济效益。
图I为本发明的一种实施例结构示意图。
具体实施方式
·一种超疏水型控水砂的制备工艺，包括如下步骤A)石英砂或陶粒表面清洗、B)纳米氧化锌表面修饰、C)石英砂或陶粒与表面修饰后的纳米氧化锌、氟硅树脂FSI-100、正硅酸乙酯相混合，混炼成超疏水型控水砂，其特征在于所述步骤A)为用95%的工业乙醇浸泡并搅拌10-20分钟后，放置于室温下晾干；所述步骤B)是将纳米氧化锌放入半拌釜中，加入六甲基二硅氮烷HMDS，搅拌并缓慢升温至130°C _150°C度，反应2-3h，制得表面修饰后的纳米氧化锌微粒；所述步骤C)为石英砂或陶粒与表面修饰后的纳米氧化锌、氟硅树脂FSI-100、正硅酸乙酯相混合，混炼成超疏水型控水砂。其中，所述所述步骤C)中混炼超疏水型控水砂的过程为a、将步骤A)中清洗后的
O.4-0. 8mm石英砂或陶粒100 Kg -150 Kg与步骤B)中表面修饰后的疏水纳米氧化锌微粒I Kg -3 Kg、氟娃树脂3 Kg -5 Kg、正娃酸乙酯I. 8 Kg -2. lKg、异丙醇4. 5_5. 5Kg依次加入搅拌机中，在90-100°C的温度下进行混和搅拌，伴随化学反应；b、混炼25-50min后，于烘干机中，在195-200°C的温度下烘干9-12min即成超疏水型控水砂；c、碾压粉碎后称量密封装袋。如图1，超疏水型控水砂为石英砂或陶粒I，其表面为涂敷的超疏水层2,该超疏水层2上镶嵌有疏水纳米氧化锌微粒3。下面为具体实施例
实施例一
步骤A)为用95%的工业乙醇浸泡并搅拌10分钟后，放置于室温下晾干；步骤B)是将纳米氧化锌放入半拌釜中，加入六甲基二硅氮烷HMDS，搅拌并缓慢升温至130°C，反应2h，制得表面修饰后的纳米氧化锌微粒；步骤C)为石英砂或陶粒与表面修饰后的纳米氧化锌、氟硅树脂FSI-100、正硅酸乙酯相混合，混炼成超疏水型控水砂。步骤C)中混炼超疏水型控水砂的过程为a、将步骤A)中清洗后的O. 4mm石英砂或陶粒100 Kg与步骤B)中表面修饰后的疏水纳米氧化锌微粒I Kg、氟硅树脂3 Kg、正硅酸乙酯I. 8 Kg、异丙醇4. 5 Kg依次加入搅拌机中，在90°C的温度下进行混和搅拌，伴随化学反应；b、混炼25min后，于烘干机中，在195°C的温度下烘干9min即成超疏水型控水砂；
d、碾压粉碎后称量密封装袋。
实施例二
步骤A)为用95%的工业乙醇浸泡并搅拌15分钟后，放置于室温下晾干；所述步骤B)是将纳米氧化锌放入半拌釜中，加入六甲基二硅氮烷HMDS，搅拌并缓慢升温至140°C度，反应2. 5h，制得表面修饰后的纳米氧化锌微粒；所述步骤C)为石英砂或陶粒与表面修饰后的纳米氧化锌、氟硅树脂FSI-100、正硅酸乙酯相混合，混炼成超疏水型控水砂。步骤C)中混炼超疏水型控水砂的过程为a、将步骤A)中清洗后的O. 6_石英砂或陶粒125 Kg与步骤B)中表面修饰后的疏水纳米氧化锌微粒2 Kg、氟硅树脂4 Kg、正硅酸乙酯2公斤、异丙醇5Kg依次加入搅拌机中，在100°C的温度下进行混和搅拌，伴随化学反应；b、混炼40min后，于烘干机中，在200°C的温度下烘干IOmin即成超疏水型控水砂；c、碾压粉碎后称量密封装袋。实施例三
步骤A)为用95%的工业乙醇浸泡并搅拌20分钟后，放置于室温下晾干；所述步骤B) 是将纳米氧化锌放入半拌釜中，加入六甲基二硅氮烷HMDS，搅拌并缓慢升温至150°C度，反应3h，制得表面修饰后的纳米氧化锌微粒；所述步骤C)为石英砂或陶粒与表面修饰后的纳米氧化锌、氟硅树脂FSI-100、正硅酸乙酯相混合，混炼成超疏水型控水砂。步骤C)中混炼超疏水型控水砂的过程为a、将步骤A)中清洗后的O. 8_石英砂或陶粒150 Kg与步骤B)中表面修饰后的疏水纳米氧化锌微粒3 Kg、氟硅树脂5 Kg、正硅酸乙酯2. lKg、异丙醇5. 5Kg依次加入搅拌机中，在100°C的温度下进行混和搅拌，伴随化学反应；b、混炼50min后，于烘干机中，在200°C的温度下烘干12min即成超疏水型控水砂；c、碾压粉碎后称量密封装袋。由上述实施例一、实施例二、实施例三制备的超疏水型控水砂，用NFRR公式计算其对油、水两相渗透率的调节能力，以下述试验验证将超疏水型控水砂制作的岩心浸入烧杯,岩心一端微露出液面,抽真空,真空度O. 09 MPa，用质量比2%的氯化钾盐水饱和岩心；模拟地层温度、压力，调整驱替装置围压8MPa，回压O. 5 MPa，泵速5. Oml / min ;首先测得未处理石英砂的水相渗透率为1200md和油相渗透率1050md ;再测定处理后的超疏水型控水砂的水相渗透率为250md、油相渗透率为IOOOmd ;依NFRR公式计算得NFRR值> 3为合格
Rfw = kw 处理前 / kw 处理后=1200md/250md=4. 80 (I)
Rfo = ko 处理前 / ko 处理后=1050md/1000md=l. 05 (2)
NFRR = Rfw / Rfo=4. 8/1. 05=4. 57，NFRR 值为 4. 57 彡 3，合格。式中Rfw为水相渗透率比；Rfo为油相渗透率比；kw为水相渗透率；ko为油相渗透率；NFRR为标准流体阻力比值，无因次。
权利要求
1.一种超疏水型控水砂的制备工艺，包括如下步骤:A)石英砂或陶粒表面清洗、B)纳米氧化锌表面修饰、C)石英砂或陶粒与表面修饰后的纳米氧化锌、氟硅树脂FSI-100、正硅酸乙酯相混合，混炼成超疏水型控水砂，其特征在于所述步骤A)为用95%的工业乙醇浸泡并搅拌10-20分钟后，放置于室温下晾干；所述步骤B)是将纳米氧化锌放入半拌釜中，加入六甲基二硅氮烷HMDS，搅拌并缓慢升温至130°C -150°C度，反应2-3h，制得表面修饰后的纳米氧化锌微粒；所述步骤C)为石英砂或陶粒与表面修饰后的纳米氧化锌、氟硅树脂FSI-100、正硅酸乙酯相混合，混炼成超疏水型控水砂。
2.根据权利要求I所述的超疏水型控水砂的制备工艺，其特征在于所述所述步骤C)中混炼超疏水型控水砂的过程为a、将步骤A)中清洗后的0.4-0. 8_石英砂或陶粒100 Kg 一150 Kg与步骤B)中表面修饰后的疏水纳米氧化锌微粒I Kg —3 Kg、氟硅树脂3 Kg 一5Kg、正硅酸乙酯I. 8Kg—2. lKg、异丙醇4. 5Kg-5. 5Kg依次加入搅拌机中，在90°C -100°C的温度下进行混和搅拌，伴随化学反应；b、混炼25-50min后，于烘干机中，在195°C -200°C的温度下烘干9-12min即成超疏水型控水砂；c、碾压粉碎后称量密封装袋。
3.根据权利要求I所述的超疏水型控水砂的制备工艺，其特征在于所述超疏水型控水砂为石英砂或陶粒，其表面有涂敷的超疏水层，该超疏水层上镶嵌有疏水纳米氧化锌微粒。
全文摘要
一种超疏水型控水砂的制备工艺，包括如下步骤A)用95%的工业乙醇浸泡并搅拌10-20分钟后，放置于室温下晾干；B)将纳米氧化锌放入半拌釜中，加入六甲基二硅氮烷HMDS，搅拌并缓慢升温至130℃-150℃度，反应2-3h，制得表面修饰后的纳米氧化锌微粒；C)石英砂或陶粒与表面修饰后的纳米氧化锌、氟硅树脂FSI-100、正硅酸乙酯相混合，混炼成超疏水型控水砂。本发明具有在防砂的同时实现有效控水、降低油井综合含水率、增加原油产量、延长油井稳产期、降低生产成本等特点，广泛在石油开采的防砂控水工艺中应用。
文档编号C04B14/06GK102942319SQ201210394659
公开日2013年2月27日 申请日期2012年10月17日 优先权日2012年10月17日
发明者宋金波, 梅明霞, 苏永强, 燕春如, 王永霞, 许霞, 武明鸣, 郑铎 申请人:中国石油化工股份有限公司, 中国石油化工股份有限公司胜利油田分公司采油工艺研究院