一种油气井固砂组合物的制作方法

本发明属于油气井技术领域，具体涉及一种油气井固砂组合物。

背景技术：

油气井，为采出地下石油或天然气，按一定的布井系统在地层中钻成的孔眼；或由其他钻井转为采油、采气用的井。井中一般下入套管，在套管外壁与井壁间注水泥，以维护井壁及封闭含水层，隔离不同的油层；在套管中还下入油气管。用于开采石油时称“油井”，用于开采天然气时称“天然气井”或“气井”。

随着气田的不断开采，出砂问题越来越严重，一些气井采取控制气井产量，而出砂严重的气井会采取间歇式开采的方法，如果出砂这一问题不能被很好的解决，出砂会愈加严重，不仅会降低油气井的产量，还会增加开采的难度和开采成本。

为了解决低温油藏的出砂问题，改善固结岩心的渗透率，为此本发明提出一种油气井固砂组合物。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种油气井固砂组合物，解决低温油藏的出砂问题，改善固结岩心的渗透率。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种油气井固砂组合物，由热固性酚醛树脂、固化剂、偶联剂、扩孔液、改性聚乙烯醇组成，所述热固性酚醛树脂、固化剂、偶联剂、改性聚乙烯醇的质量比为100:15:5:3；热固性酚醛树脂和扩孔液的质量比为3:2。

作为本发明的一种优选的技术方案，所述热固性酚醛树脂的制备方法如下：

步骤一：材料准备：材料包括苯酚、甲醛、分散剂、催化剂、水；

步骤二：混合料制备：将苯酚、甲醛置于反应釜中，并向反应釜内加入水和催化剂，加热搅拌混合均匀，形成混合料；

步骤三：搅拌：将分散剂加入步骤二的混合料中，继续搅拌；

步骤四：出料、过滤：搅拌后的混合料进行出料、并对出料进行过滤；

步骤五：干燥：过滤后进行干燥，得到热固性酚醛树脂。

作为本发明的一种优选的技术方案，所述催化剂为二价金属盐、且二价金属盐的阴离子为甲酸根离子、硝酸根离子、乙酸根离子中的一种或几种。

作为本发明的一种优选的技术方案，所述分散剂为甲基纤维素、聚乙烯醇、阿拉伯胶中的一种或几种。

作为本发明的一种优选的技术方案，所述步骤二中，向反应釜内加入水和催化剂，加热的温度为80-120℃；搅拌时间为6-10h。

为本发明的一种优选的技术方案，所述改性聚乙烯醇的制备方法如下：

所述改性聚乙烯醇的制备方法如下：

步骤一：向反应釜中加入醋酸和硅溶胶，搅拌混合均匀，得到混合料a；

步骤二，向容器中加入柠檬醛、丙二醛，搅拌混合均匀，得到混合料b；

步骤三，将步骤一的混合料a以及步骤二的混合料b投入新的反应釜中，搅拌混合均匀，并向反应釜中加入聚乙烯醇和氢氧化钠，搅拌混合均匀，得到改性聚乙烯醇。

作为本发明的一种优选的技术方案，所述固化剂为盐酸、硫酸、有机羧酸中的一种。

作为本发明的一种优选的技术方案，所述偶联剂为有机硅烷、hk550中的一种。

作为本发明的一种优选的技术方案，所述扩孔液为盐水或煤油；扩孔液的注入量为固砂液用量的10-20倍。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

(1)热固性酚醛树脂具有良好的固化性和耐渗透性，有助于提高固砂的固化性和耐渗透性；

(2)有机硅烷或hk550作为偶联剂，加强了树脂与砂岩表面的粘结型，保证了树脂固结体的高强度，适合中低温油藏固砂作业，有助于提高固砂的强度、耐介质性能和耐低温性；

(3)改性聚乙烯醇的加入，有助于达到高温固井的需求。

附图说明

图1为本发明的热固性酚醛树脂的制备方法流程图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

对比例

申请号为cn201610385367.9公开了定位高强封堵裂缝转向压裂树脂涂覆砂及其应用工艺技术，树脂涂覆砂由主要原料和辅助原料混合而成，按重量份计，所述主要原料为80-90份，主要原料是石英砂、果壳粉、二氧化硅的一种或几种的混合物；作为辅助原料的偶联剂0.1-0.6份、树脂1-12份、固化剂1-3份,将偶联剂、树脂、固化剂分别通过加热设备涂覆在主要原料支架表面，得到树脂涂覆砂半成品，然后将树脂涂覆砂半成品破碎过筛，筛下物为树脂涂覆砂成品。

实施例1

请参阅图1，本发明提供一种技术方案：一种油气井固砂组合物，由热固性酚醛树脂、固化剂、偶联剂、扩孔液、改性聚乙烯醇组成，热固性酚醛树脂、固化剂、偶联剂、改性聚乙烯醇的质量比为100:15:5:3；热固性酚醛树脂和扩孔液的质量比为3:2；热固性酚醛树脂具有良好的固化性和耐渗透性，有助于提高固砂的固化性和耐渗透性，固化性可用固结岩心抗压强度表示；固化剂能发生快速聚合反应，控制固化剂的加量就能控制固化时间，随着聚合反应的进行，一方面树脂的粘度上升，分子由线性、网状结构变成不溶不熔的体型结构，固结强度不断加大；另一方面，固化剂中的少量低分子化合物占据了固结物的部分空间，扩孔液通过时将其带走，保证固结物具有一定的渗透性；偶联剂的加入加强了树脂与砂岩表面的粘结型，保证了树脂固结体的高强度，适合中低温油藏固砂作业，有助于提高固砂的强度、耐介质性能和耐低温性；

不同热固性酚醛树脂、固化剂、偶联剂、改性聚乙烯醇占比对应油气井固砂性能表如下：

从上述数据可以看出，通过合理调整热固性酚醛树脂、固化剂、偶联剂、改性聚乙烯醇的比例，有助于提高固砂的固化性和耐渗透性，改性聚乙烯醇的加入，有助于达到高温固井的需求,而且现有的技术在固化性和耐渗透性方面效果不明显，从上述数据可以看出不同热固性酚醛树脂、固化剂、偶联剂、改性聚乙烯醇的比例对油气井固砂性能有着重要的影响；

不同热固性酚醛树脂和扩孔液占比对应油气井固砂性能表如下：

从上述数据可以看出，通过合理调整热固性酚醛树脂和扩孔液的比例，有助于提高固砂的固化性和耐渗透性，而且现有的技术在固化性和耐渗透性方面效果不明显，扩孔液的加入，有助于提高渗透率，从上述数据可以看出不同热固性酚醛树脂和扩孔液的比例对油气井固砂性能有着重要的影响。

本实施例中，热固性酚醛树脂的制备方法如下：

步骤一：材料准备：材料包括苯酚、甲醛、分散剂、催化剂、水；

步骤二：混合料制备：将苯酚、甲醛置于反应釜中，向反应釜中加入醋酸和硅溶胶，搅拌混合均匀，得到混合料，加热的温度为80℃；搅拌时间为10h；

步骤三：搅拌：将分散剂加入步骤二的混合料中，继续搅拌；

步骤四：出料、过滤：搅拌后的混合料进行出料、并对出料进行过滤；

步骤五：干燥：过滤后进行干燥，得到热固性酚醛树脂。

本实施例中，催化剂为二价金属盐、且二价金属盐的阴离子为甲酸根离子、硝酸根离子组合。

本实施例中，分散剂为甲基纤维素。

本实施例中，固化剂为盐酸。

本实施例中，偶联剂为有机硅烷。

本实施例中，扩孔液为盐水；扩孔液的注入量为固砂液用量的10倍。

本实施例中，改性聚乙烯醇的制备方法如下：

所述改性聚乙烯醇的制备方法如下：

步骤一：向反应釜中加入醋酸和硅溶胶，搅拌混合均匀，得到混合料a；

步骤二，向容器中加入柠檬醛、丙二醛，搅拌混合均匀，得到混合料b；

步骤三，将步骤一的混合料a以及步骤二的混合料b投入新的反应釜中，搅拌混合均匀，并向反应釜中加入聚乙烯醇和氢氧化钠，搅拌混合均匀，得到改性聚乙烯醇，改性聚乙烯醇的加入，有助于达到高温固井的需求。

用酚类(苯酚、甲酚、间苯二酚类)与醛类(甲醛、糠醛)为原料，在酸性或者碱性催化剂作用下，通过缩聚反应生成的树脂，统称为酚醛树脂；酚醛树脂作为三大热固性树脂之一，应用很广，产量大；热固性酚醛树脂又可称为可溶性酚醛树脂、一阶酚醛树脂、resol酚醛树脂或甲阶酚醛树脂，它是一种含有可进一步反应的羟甲基活性基团的树脂，该树脂在加热或酸性条件下就可交联固化；酚醛树脂用作胶粘剂具有显著的特点和功能：极性大，粘结力强，对金属和非金属都具有粘接性能；刚性大，耐热性能好，这是因为酚醛树脂由大量的苯环组成，且交联成体型网络结构；耐老化性能好；耐水、耐油，耐化学介质；本身易改性，制造容易，价格便宜；热固性酚醛树脂既具有环氧树脂的附着力强、柔韧性大、抗碱性能好，又具有酚醛树脂的抗溶剂性能和抗酸性的优良特点。

偶联剂是能够提高树脂和增强材料界面结合力的物质，广泛的应用于复合材料中。

固化剂是一种可使单体或低聚物经过一定的化学反应,生成高分子化合物或使线形高分子化合物交联成体型高分子化合物的物质；它直接或者通过催化剂与主体聚合物进行反应，固化的结果把固化剂分子引入树脂中，使分子间距离、形态、热稳定性、化学稳定性都发生显著变化，获得良好的粘接和机械性能，固化促进剂促进物质的固化，但并不进入固化物的结构中去，作用相当于化学反应中催化剂。

扩孔液在尚未固结之前，以制造或扩大砂粒之间的空隙，提高渗透率。

此种油气井固砂组合物命名为d，热固性酚醛树脂具有良好的固化性和耐渗透性，有助于提高固砂的固化性和耐渗透性；有机硅烷作为偶联剂，加强了树脂与砂岩表面的粘结型，保证了树脂固结体的高强度，适合中低温油藏固砂作业，有助于提高固砂的强度、耐介质性能和耐低温性；改性聚乙烯醇的加入，有助于达到高温固井的需求。

实施例2

实施例2与实施例1技术思路大体相同。

热固性酚醛树脂的制备方法的区别如下：

步骤二：混合料制备：将苯酚、甲醛置于反应釜中，并向反应釜内加入水和催化剂，加热搅拌混合均匀，形成混合料，加热的温度为100℃；搅拌时间为8h。

本实施例中，催化剂为二价金属盐、且二价金属盐的阴离子为甲酸根离子、乙酸根离子。

本实施例中，分散剂为甲基纤维素、阿拉伯胶组合。

本实施例中，固化剂为硫酸。

本实施例中，偶联剂为hk550。

本实施例中，扩孔液为煤油；扩孔液的注入量为固砂液用量的15倍。

一种油气井固砂组合物，由热固性酚醛树脂、固化剂、偶联剂、扩孔液、改性聚乙烯醇组成，所述热固性酚醛树脂、固化剂、偶联剂、改性聚乙烯醇的质量比为100:15:5:3；热固性酚醛树脂和扩孔液的质量比为3:2；其中：固化剂为硫酸；偶联剂为hk550；扩孔液为煤油；此种油气井固砂组合物命名为e。

实施例3

实施例3与实施例1技术思路大体相同。

热固性酚醛树脂的制备方法的区别如下：

步骤二：混合料制备：将苯酚、甲醛置于反应釜中，并向反应釜内加入水和催化剂，加热搅拌混合均匀，形成混合料，加热的温度为120℃；搅拌时间为6h。

本实施例中，催化剂为二价金属盐、且二价金属盐的阴离子为乙酸根离子。

本实施例中，分散剂为甲基纤维素、聚乙烯醇、阿拉伯胶组合。

本实施例中，固化剂为有机羧酸。

本实施例中，扩孔液的注入量为固砂液用量的20倍。

一种油气井固砂组合物，由热固性酚醛树脂、固化剂、偶联剂、扩孔液、改性聚乙烯醇组成，所述热固性酚醛树脂、固化剂、偶联剂、改性聚乙烯醇的质量比为100:15:5:3；热固性酚醛树脂和扩孔液的质量比为3:2；其中，固化剂为有机羧酸；扩孔液为盐水；此种油气井固砂组合物命名为f，热固性酚醛树脂具有良好的固化性和耐渗透性，有助于提高固砂的固化性和耐渗透性；改性聚乙烯醇的加入，有助于达到高温固井的需求。

不同实施例的对比表如下：

本发明和现有技术相比，在原有组合物的基础上增设了热固性酚醛树脂和改性聚乙烯醇，热固性酚醛树脂具有良好的固化性和耐渗透性，有助于提高固砂的固化性和耐渗透性；改性聚乙烯醇的加入，有助于达到高温固井的需求。

取前述耐碱涂覆砂d、油气井固砂组合物e、油气井固砂组合物f，应用于油气井中，在低温或高温的情况下进行固井，可提高固砂的强度、耐介质性能，改善固结岩心的渗透率。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。