本发明公开了一种热稳定型油田固砂剂的制备方法，属于油田防砂
技术领域：
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背景技术：
疏松砂岩油藏在其采油工艺过程中，厚油层内精细定位压裂技术是实现层内低水淹段定位压裂挖潜的一项有效的技术手段。而在厚油层内定位压裂中，出砂、出水两大问题日益严重，油层出砂和高含水不仅降低了油田产量，而且增加了作业成本和后期处理工序，因此探索油井的固砂、防砂技术，降低出砂率是采油工程的重要课题。在石油开采过程中，有效的防砂方法（一直是采油工业关心的问题）主要有机械法和化学法两种。后者是利用化学药剂的化学反应，将地层中的砂砾或充填到地层的砂石黏合起来，从而达到防止地层出砂的目的。采用性能好的固砂剂有效防止出砂，形成具有一定结强度的人工井壁，是决定压裂成功的关键环节。在化学防砂中有一大类为树脂防砂（即以树脂为防砂剂的主要原料），而常用的树脂有酚醛树脂（pf）、脲醛树脂（uf）、呋喃树脂及其改性物等。近年来，对树脂固砂剂进行了大量研究，并研制出诸多性能优良的防砂剂，而且部分成果已得到广泛应用。但是，这些防砂剂由于胶结抗压强度低、易出砂、固化时间不合适、地层温度不适应、原料成本高等种种原因，仍存在着适用期短、双组分固化体系易污染环境和固结岩心强度欠佳等问题，故不能满足某些油井（如深度较大、含水较高及地层温度为中温的油井）的使用要求，其应用与应用受到一定程度的限制。目前传统的热稳定型油田固砂剂还存在耐高温性能无法进一步提升的问题，还需对其进行进一步研究。技术实现要素：本发明主要解决的技术问题是：针对传统热稳定型油田固砂剂耐高温性能无法进一步提升的问题，提供了一种热稳定型油田固砂剂的制备方法。为了解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：（1）将氮化硅晶须与氢氟酸按质量比1：10～1：20混合浸泡，过滤，洗涤，干燥，得一次处理氮化硅晶须；（2）按重量份数计，将20～30份一次处理氮化硅晶须，2～3份沼液，3～5份葡萄糖溶液，30～40份水混合发酵，过滤，洗涤，干燥，炭化，得二次处理氮化硅晶须；（3）按重量份数计，依次取20～30份低熔点合金，10～30份纳米金属粉，20～30份二次处理氮化硅晶须，将低熔点合金熔化，接着加入纳米金属粉和处理氮化硅晶须搅拌混合，凝固后，球磨，过筛，得改性氮化硅晶须；（4）按重量份数计，依次取40～60份环氧树脂，20～30份稀释剂，10～20份有机硅树脂，10～20份聚丙烯酸锌树脂，10～20份改性氮化硅晶须，5～8份海泡石，5～8份固化剂，将环氧树脂，稀释剂，有机硅树脂，聚丙烯酸锌树脂搅拌混合，接着加入改性氮化硅晶须，海泡石和固化剂搅拌混合，即得热稳定型油田固砂剂。步骤（3）所述低熔点合金为铋锡合金，铋锡合金中各组分质量含量为：铋占51%（ω），锡占30%（ω），铅占8%（ω），铟占11%（ω）。步骤（3）所述纳米金属粉为纳米铜粉，纳米铁粉或纳米锌粉中的任意一种。步骤（4）所述环氧树脂为环氧树脂e51，环氧树脂e44或环氧树脂e20中任意一种。步骤（4）所述稀释剂为丙酮，二甲苯或乙醇中的任意一种。步骤（4）所述有机硅树脂为甲基有机硅树脂，乙基有机硅树脂或芳基有机硅树脂中任意一种。步骤（4）所述固化剂为乙二胺，四亚甲基二胺，六亚甲基二胺或十二亚甲基二胺中的任意一种。本发明的有益效果是：本发明通过添加改性氮化硅晶须和有机硅树脂，在制备过程中，首先，氮化硅晶须经过氢氟酸浸泡，使得氮化硅晶须表面粗糙度得到改善，随后，在发酵过程中，利用微生物繁殖，使得氮化硅晶须表面形成大量的有机质，接着经过炭化，使得氮化硅晶须表面形成炭质层，再将低熔点合金，纳米金属粉和二次处理氮化硅晶须加热混合，利用金属与焦油具有良好的相容性，使得低熔点合金和纳米金属粉能够部分渗透并包裹在氮化硅晶须表面，在使用过程中，随着体系的温度逐渐升高，低熔点合金熔化，并携带改性氮化硅晶须进一步渗透到体系中，使得氮化硅晶须能够良好的分散在体系中，并构成晶须网络，使得体系的耐高温性能得到提升，随着体系温度逐渐上升，低熔点合金携带纳米金属粉体脱离改性氮化硅晶须表面，同时，有机硅树脂的硅烷键断裂分解，而残余的硅氧键可与纳米金属粉体结合，形成硅氧金属层，硅氧金属层具有良好的隔热效果，使得体系的温度不易快速上升，而氮化硅晶须网络能够迅速将体系中的热量导走，从而进一步提升体系的耐高温性能。具体实施方式将氮化硅晶须与质量分数为20～30%的氢氟酸按质量比1：10～1：20置于反应釜中，于温度为50～60℃，转速为400～600r/min条件下，搅拌混合浸泡40～60min，得浸泡液，接着讲浸泡液过滤，得滤饼，接着用质量分数为20～30%的洗涤至洗涤液为中性，接着将洗涤后的滤饼置于烘箱中，于温度为105～110℃条件下，干燥至恒重，得一次处理氮化硅晶须；按重量份数计，将20～30份一次处理氮化硅晶须，2～3份沼液，3～5份质量分数为0.3～0.5%的葡萄糖溶液，30～40份水置于发酵釜中，于温度为30～35℃，转速为200～300r/min条件下，搅拌混合发酵3～5天，得发酵混合液，再将发酵混合液过滤，得滤渣，接着用去离子水将滤渣洗涤3～5次，再将洗涤后的滤渣置于烘箱中，于温度为105～110℃条件下，干燥至恒重，得干燥滤渣，接着讲干燥滤渣置于炭化炉中，并以60～90ml/min速率向炉内冲入氮气，于温度为800～850℃条件下，保温炭化2～3h后，随炉降至室温，得二次处理氮化硅晶须；按重量份数计，依次取20～30份低熔点合金，10～30份纳米金属粉，20～30份二次处理氮化硅晶须，将低熔点合金置于坩埚中熔化，接着向坩埚中加入纳米金属粉和处理氮化硅晶须，用玻璃棒搅拌混合10～20min，得混合熔体，接着讲混合熔体置于室温条件下凝固后，得凝固体，接着讲凝固体置于球磨机中球磨，过120目的筛，得改性氮化硅晶须；按重量份数计，依次取40～60份环氧树脂，20～30份稀释剂，10～20份有机硅树脂，10～20份聚丙烯酸锌树脂，10～20份改性氮化硅晶须，5～8份海泡石，5～8份固化剂，将环氧树脂，稀释剂，有机硅树脂，聚丙烯酸锌树脂置于混料机中，于转速为600～800r/min条件下，搅拌混合40～60min，接着向混料机中加入改性氮化硅晶须，海泡石和固化剂，于转速为600～800r/min条件下，搅拌混合40～60min，即得热稳定型油田固砂剂。所述低熔点合金为铋锡合金，铋锡合金中各组分质量含量为：铋占51%（ω），锡占30%（ω），铅占8%（ω），铟占11%（ω）。所述纳米金属粉为纳米铜粉，纳米铁粉或纳米锌粉中的任意一种。所述环氧树脂为环氧树脂e51，环氧树脂e44或环氧树脂e20中任意一种。所述稀释剂为丙酮，二甲苯或乙醇中的任意一种。所述有机硅树脂为甲基有机硅树脂，乙基有机硅树脂或芳基有机硅树脂中任意一种。所述固化剂为乙二胺，四亚甲基二胺，六亚甲基二胺或十二亚甲基二胺中的任意一种。将氮化硅晶须与质量分数为30%的氢氟酸按质量比1：20置于反应釜中，于温度为60℃，转速为600r/min条件下，搅拌混合浸泡60min，得浸泡液，接着讲浸泡液过滤，得滤饼，接着用质量分数为30%的洗涤至洗涤液为中性，接着将洗涤后的滤饼置于烘箱中，于温度为110℃条件下，干燥至恒重，得一次处理氮化硅晶须；按重量份数计，将30份一次处理氮化硅晶须，3份沼液，5份质量分数为0.5%的葡萄糖溶液，40份水置于发酵釜中，于温度为35℃，转速为300r/min条件下，搅拌混合发酵5天，得发酵混合液，再将发酵混合液过滤，得滤渣，接着用去离子水将滤渣洗涤5次，再将洗涤后的滤渣置于烘箱中，于温度为110℃条件下，干燥至恒重，得干燥滤渣，接着讲干燥滤渣置于炭化炉中，并以90ml/min速率向炉内冲入氮气，于温度为850℃条件下，保温炭化3h后，随炉降至室温，得二次处理氮化硅晶须；按重量份数计，依次取30份低熔点合金，30份纳米金属粉，30份二次处理氮化硅晶须，将低熔点合金置于坩埚中熔化，接着向坩埚中加入纳米金属粉和处理氮化硅晶须，用玻璃棒搅拌混合20min，得混合熔体，接着讲混合熔体置于室温条件下凝固后，得凝固体，接着讲凝固体置于球磨机中球磨，过120目的筛，得改性氮化硅晶须；按重量份数计，依次取60份环氧树脂，30份稀释剂，20份有机硅树脂，20份聚丙烯酸锌树脂，20份改性氮化硅晶须，8份海泡石，8份固化剂，将环氧树脂，稀释剂，有机硅树脂，聚丙烯酸锌树脂置于混料机中，于转速为800r/min条件下，搅拌混合60min，接着向混料机中加入改性氮化硅晶须，海泡石和固化剂，于转速为800r/min条件下，搅拌混合60min，即得热稳定型油田固砂剂。所述低熔点合金为铋锡合金，铋锡合金中各组分质量含量为：铋占51%（ω），锡占30%（ω），铅占8%（ω），铟占11%（ω）。所述纳米金属粉为纳米铜粉。所述环氧树脂为环氧树脂e51。所述稀释剂为丙酮。所述有机硅树脂为甲基有机硅树脂。所述固化剂为乙二胺。按重量份数计，将30份氮化硅晶须，3份沼液，5份质量分数为0.5%的葡萄糖溶液，40份水置于发酵釜中，于温度为35℃，转速为300r/min条件下，搅拌混合发酵5天，得发酵混合液，再将发酵混合液过滤，得滤渣，接着用去离子水将滤渣洗涤5次，再将洗涤后的滤渣置于烘箱中，于温度为110℃条件下，干燥至恒重，得干燥滤渣，接着讲干燥滤渣置于炭化炉中，并以90ml/min速率向炉内冲入氮气，于温度为850℃条件下，保温炭化3h后，随炉降至室温，得二次处理氮化硅晶须；按重量份数计，依次取30份低熔点合金，30份纳米金属粉，30份二次处理氮化硅晶须，将低熔点合金置于坩埚中熔化，接着向坩埚中加入纳米金属粉和处理氮化硅晶须，用玻璃棒搅拌混合20min，得混合熔体，接着讲混合熔体置于室温条件下凝固后，得凝固体，接着讲凝固体置于球磨机中球磨，过120目的筛，得改性氮化硅晶须；按重量份数计，依次取60份环氧树脂，30份稀释剂，20份有机硅树脂，20份聚丙烯酸锌树脂，20份改性氮化硅晶须，8份海泡石，8份固化剂，将环氧树脂，稀释剂，有机硅树脂，聚丙烯酸锌树脂置于混料机中，于转速为800r/min条件下，搅拌混合60min，接着向混料机中加入改性氮化硅晶须，海泡石和固化剂，于转速为800r/min条件下，搅拌混合60min，即得热稳定型油田固砂剂。所述低熔点合金为铋锡合金，铋锡合金中各组分质量含量为：铋占51%（ω），锡占30%（ω），铅占8%（ω），铟占11%（ω）。所述纳米金属粉为纳米铜粉。所述环氧树脂为环氧树脂e51。所述稀释剂为丙酮。所述有机硅树脂为甲基有机硅树脂。所述固化剂为乙二胺。将氮化硅晶须与质量分数为30%的氢氟酸按质量比1：20置于反应釜中，于温度为60℃，转速为600r/min条件下，搅拌混合浸泡60min，得浸泡液，接着讲浸泡液过滤，得滤饼，接着用质量分数为30%的洗涤至洗涤液为中性，接着将洗涤后的滤饼置于烘箱中，于温度为110℃条件下，干燥至恒重，得一次处理氮化硅晶须；按重量份数计，依次取30份低熔点合金，30份纳米金属粉，30份一次处理氮化硅晶须，将低熔点合金置于坩埚中熔化，接着向坩埚中加入纳米金属粉和处理氮化硅晶须，用玻璃棒搅拌混合20min，得混合熔体，接着讲混合熔体置于室温条件下凝固后，得凝固体，接着讲凝固体置于球磨机中球磨，过120目的筛，得改性氮化硅晶须；按重量份数计，依次取60份环氧树脂，30份稀释剂，20份有机硅树脂，20份聚丙烯酸锌树脂，20份改性氮化硅晶须，8份海泡石，8份固化剂，将环氧树脂，稀释剂，有机硅树脂，聚丙烯酸锌树脂置于混料机中，于转速为800r/min条件下，搅拌混合60min，接着向混料机中加入改性氮化硅晶须，海泡石和固化剂，于转速为800r/min条件下，搅拌混合60min，即得热稳定型油田固砂剂。所述低熔点合金为铋锡合金，铋锡合金中各组分质量含量为：铋占51%（ω），锡占30%（ω），铅占8%（ω），铟占11%（ω）。所述纳米金属粉为纳米铜粉。所述环氧树脂为环氧树脂e51。所述稀释剂为丙酮。所述有机硅树脂为甲基有机硅树脂。所述固化剂为乙二胺。按重量份数计，依次取60份环氧树脂，30份稀释剂，20份有机硅树脂，20份聚丙烯酸锌树脂，20份氮化硅晶须，8份海泡石，8份固化剂，将环氧树脂，稀释剂，有机硅树脂，聚丙烯酸锌树脂置于混料机中，于转速为800r/min条件下，搅拌混合60min，接着向混料机中加入氮化硅晶须，海泡石和固化剂，于转速为800r/min条件下，搅拌混合60min，即得热稳定型油田固砂剂。所述低熔点合金为铋锡合金，铋锡合金中各组分质量含量为：铋占51%（ω），锡占30%（ω），铅占8%（ω），铟占11%（ω）。所述纳米金属粉为纳米铜粉。所述环氧树脂为环氧树脂e51。所述稀释剂为丙酮。所述有机硅树脂为甲基有机硅树脂。所述固化剂为乙二胺。将氮化硅晶须与质量分数为30%的氢氟酸按质量比1：20置于反应釜中，于温度为60℃，转速为600r/min条件下，搅拌混合浸泡60min，得浸泡液，接着讲浸泡液过滤，得滤饼，接着用质量分数为30%的洗涤至洗涤液为中性，接着将洗涤后的滤饼置于烘箱中，于温度为110℃条件下，干燥至恒重，得一次处理氮化硅晶须；按重量份数计，将30份一次处理氮化硅晶须，3份沼液，5份质量分数为0.5%的葡萄糖溶液，40份水置于发酵釜中，于温度为35℃，转速为300r/min条件下，搅拌混合发酵5天，得发酵混合液，再将发酵混合液过滤，得滤渣，接着用去离子水将滤渣洗涤5次，再将洗涤后的滤渣置于烘箱中，于温度为110℃条件下，干燥至恒重，得干燥滤渣，接着讲干燥滤渣置于炭化炉中，并以90ml/min速率向炉内冲入氮气，于温度为850℃条件下，保温炭化3h后，随炉降至室温，得二次处理氮化硅晶须；按重量份数计，依次取30份低熔点合金，30份纳米金属粉，30份二次处理氮化硅晶须，将低熔点合金置于坩埚中熔化，接着向坩埚中加入纳米金属粉和处理氮化硅晶须，用玻璃棒搅拌混合20min，得混合熔体，接着讲混合熔体置于室温条件下凝固后，得凝固体，接着讲凝固体置于球磨机中球磨，过120目的筛，得改性氮化硅晶须；按重量份数计，依次取60份环氧树脂，30份稀释剂，20份聚丙烯酸锌树脂，20份改性氮化硅晶须，8份海泡石，8份固化剂，将环氧树脂，稀释剂，聚丙烯酸锌树脂置于混料机中，于转速为800r/min条件下，搅拌混合60min，接着向混料机中加入改性氮化硅晶须，海泡石和固化剂，于转速为800r/min条件下，搅拌混合60min，即得热稳定型油田固砂剂。所述低熔点合金为铋锡合金，铋锡合金中各组分质量含量为：铋占51%（ω），锡占30%（ω），铅占8%（ω），铟占11%（ω）。所述纳米金属粉为纳米铜粉。所述环氧树脂为环氧树脂e51。所述稀释剂为丙酮。所述固化剂为乙二胺。将氮化硅晶须与质量分数为30%的氢氟酸按质量比1：20置于反应釜中，于温度为60℃，转速为600r/min条件下，搅拌混合浸泡60min，得浸泡液，接着讲浸泡液过滤，得滤饼，接着用质量分数为30%的洗涤至洗涤液为中性，接着将洗涤后的滤饼置于烘箱中，于温度为110℃条件下，干燥至恒重，得一次处理氮化硅晶须；按重量份数计，将30份一次处理氮化硅晶须，3份沼液，5份质量分数为0.5%的葡萄糖溶液，40份水置于发酵釜中，于温度为35℃，转速为300r/min条件下，搅拌混合发酵5天，得发酵混合液，再将发酵混合液过滤，得滤渣，接着用去离子水将滤渣洗涤5次，再将洗涤后的滤渣置于烘箱中，于温度为110℃条件下，干燥至恒重，得干燥滤渣，接着讲干燥滤渣置于炭化炉中，并以90ml/min速率向炉内冲入氮气，于温度为850℃条件下，保温炭化3h后，随炉降至室温，得二次处理氮化硅晶须；按重量份数计，依次取30份低熔点合金，30份纳米金属粉，30份二次处理氮化硅晶须，将低熔点合金置于坩埚中熔化，接着向坩埚中加入纳米金属粉和处理氮化硅晶须，用玻璃棒搅拌混合20min，得混合熔体，接着讲混合熔体置于室温条件下凝固后，得凝固体，接着讲凝固体置于球磨机中球磨，过120目的筛，得改性氮化硅晶须；按重量份数计，依次取60份环氧树脂，30份稀释剂，20份有机硅树脂，20份改性氮化硅晶须，8份海泡石，8份固化剂，将环氧树脂，稀释剂，有机硅树脂置于混料机中，于转速为800r/min条件下，搅拌混合60min，接着向混料机中加入改性氮化硅晶须，海泡石和固化剂，于转速为800r/min条件下，搅拌混合60min，即得热稳定型油田固砂剂。所述低熔点合金为铋锡合金，铋锡合金中各组分质量含量为：铋占51%（ω），锡占30%（ω），铅占8%（ω），铟占11%（ω）。所述纳米金属粉为纳米铜粉。所述环氧树脂为环氧树脂e51。所述稀释剂为丙酮。所述有机硅树脂为甲基有机硅树脂。所述固化剂为乙二胺。将氮化硅晶须与质量分数为30%的氢氟酸按质量比1：20置于反应釜中，于温度为60℃，转速为600r/min条件下，搅拌混合浸泡60min，得浸泡液，接着讲浸泡液过滤，得滤饼，接着用质量分数为30%的洗涤至洗涤液为中性，接着将洗涤后的滤饼置于烘箱中，于温度为110℃条件下，干燥至恒重，得一次处理氮化硅晶须；按重量份数计，将30份一次处理氮化硅晶须，3份沼液，5份质量分数为0.5%的葡萄糖溶液，40份水置于发酵釜中，于温度为35℃，转速为300r/min条件下，搅拌混合发酵5天，得发酵混合液，再将发酵混合液过滤，得滤渣，接着用去离子水将滤渣洗涤5次，再将洗涤后的滤渣置于烘箱中，于温度为110℃条件下，干燥至恒重，得干燥滤渣，接着讲干燥滤渣置于炭化炉中，并以90ml/min速率向炉内冲入氮气，于温度为850℃条件下，保温炭化3h后，随炉降至室温，得二次处理氮化硅晶须；按重量份数计，依次取30份低熔点合金，30份纳米金属粉，30份二次处理氮化硅晶须，将低熔点合金置于坩埚中熔化，接着向坩埚中加入纳米金属粉和处理氮化硅晶须，用玻璃棒搅拌混合20min，得混合熔体，接着讲混合熔体置于室温条件下凝固后，得凝固体，接着讲凝固体置于球磨机中球磨，过120目的筛，得改性氮化硅晶须；按重量份数计，依次取60份环氧树脂，30份稀释剂，20份有机硅树脂，20份聚丙烯酸锌树脂，20份改性氮化硅晶须，8份固化剂，将环氧树脂，稀释剂，有机硅树脂，聚丙烯酸锌树脂置于混料机中，于转速为800r/min条件下，搅拌混合60min，接着向混料机中加入改性氮化硅晶须和固化剂，于转速为800r/min条件下，搅拌混合60min，即得热稳定型油田固砂剂。所述低熔点合金为铋锡合金，铋锡合金中各组分质量含量为：铋占51%（ω），锡占30%（ω），铅占8%（ω），铟占11%（ω）。所述纳米金属粉为纳米铜粉。所述环氧树脂为环氧树脂e51。所述稀释剂为丙酮。所述有机硅树脂为甲基有机硅树脂。所述固化剂为乙二胺。对比例：济南某化工有限公司生产的固砂剂。将实例1至7所得固砂剂和对比例产品进行性能检测，具体检测方法如下：将上述固砂剂与石英砂混合填入玻璃管，置于含水的高压反应釜中，升温至350℃，恒温24h，冷却卸压后，测试固结体的抗压强度，具体检测结果如表1所示：表1：性能检测表检测内容实例1实例2实例3实例4实例5实例6实例7对比例抗压强度/mpa5.864.554.414.174.764.264.543.78由表1检测结果可知，本发明所得固砂剂具有优异的耐高温性能。当前第1页12