一种粒径可调的液-固相变材料及其制备和应用的制作方法

本发明涉及一种粒径可调的液-固相变材料及其制备和应用。

背景技术：

1、出砂是制约水合物开采的关键因素之一，合理高效防砂与控砂是水合物正常开采的关键保障。但目前水合物防砂仍沿用常规油气藏机械滤砂管和砾石充填等近井防砂方法，高泥质粉砂易在生产井周围堆积，堵塞流体流动通道，造成产能降低。

2、海域水合物藏的泥质含量高、胶结性弱，使得传统固体挡砂介质(砾石等)在水合物藏中的嵌入程度高、运移阻力大，无法被输送至水合物藏内部。液-固相变材料是近年发展起来的一种由液相生成固相的新型材料，凭借其液相注入、发生相变、生成固相挡砂介质颗粒的特性，可以解决传统固体挡砂介质(砾石等)嵌入程度高、运移阻力大、无法被输送至水合物藏内部的难题。

3、目前，液-固相变材料的研究与应用主要围绕深层油气藏水力压裂展开。由于油气藏一般埋深为几千米，地层温度高，现有的相变材料体系选用的相变固化剂都为高温刺激响应，相变温度普遍在60～90℃，且相变时间较长。而我国海域水合物一般赋存于海底以下300m以浅储层，温度一般不超过20℃。此外，液-固相变材料作为远井防砂挡砂介质还需具备防砂功能，其粒径大小需根据储层出砂粒径的大小进行调节，以满足防砂需求。

4、因此，开发一种粒径可调的、能在低温条件下发生液-固相变的材料作为挡砂介质，对于海域水合物藏远井防砂具有重要的应用价值。

技术实现思路

1、本发明提供了一种粒径可调的液-固相变材料，以至少部分地解决上述问题，其方案如下：

2、第一方面，本发明提供了一种粒径可调的液-固相变材料，所述液-固相变材料是由改性环氧树脂、固化剂、乳化剂和稀释剂制备而成的。

3、在一个或一些可选的实施例中，所述固化剂是由聚硫醇固化剂和叔胺固化剂复配而来的。

4、在一个或一些可选的实施例中，所述聚硫醇固化剂的制备方法包括：

5、将丙三醇和巯基丙酸以1:3的摩尔比混合，加入二甲亚砜作溶剂，再加入浓硫酸，在70℃条件下进行酯化反应。

6、在一个或一些可选的实施例中，所述浓硫酸的加入量为丙三醇和巯基丙酸的总质量的10％。

7、在一个或一些可选的实施例中，所述叔胺固化剂是由二亚乙基三胺和丁基缩水甘油醚以1:1的摩尔比复配而来的。

8、在一个或一些可选的实施例中，所述聚硫醇固化剂和叔胺固化剂的质量比为3:2。

9、在一个或一些可选的实施例中，所述乳化剂为二氧化硅乳化剂。

10、在一个或一些可选的实施例中，所述稀释剂为乙醇。

11、在一个或一些可选的实施例中，所述乙醇的质量为所述改性环氧树脂质量的20％。

12、在一个或一些可选的实施例中，所述改性环氧树脂的密度为1.2g/cm3,黏度为462mpa·s，固化收缩率为0.05％，抗压强度为55.5mpa。

13、第二方面，本发明提出了一种制备上述的粒径可调的液-固相变材料的方法，包括：

14、将改性环氧树脂和稀释剂以质量比5:1混合，得到混合溶液；

15、将固化剂与混合溶液以质量比1:4混合，得到混合液作为油相；

16、将质量浓度为1.2％的二氧化硅乳化剂与水混合后作为水相；

17、将油相与水相混合得到乳液，在20℃条件下搅拌；

18、通过调整油相和水相的质量比、油相和水相的搅拌速率或乳液黏度，实现对液-固相变材料粒径的调控。

19、在一个或一些可选的实施例中，所述油相与水相的质量比为1:3～8。

20、第三方面，本发明提出了一种上述的粒径可调的液-固相变材料作为挡砂介质在海域水合物藏远井防砂中的应用。

21、本发明采用低密度的改性环氧树脂制备液-固相变材料，提高了液-固相变材料在低粘携带液中的悬浮能力，从而防止注入地层静置固化过程中胶结现象的发生；本发明提供的液-固相变材料能够以液相注入，发生相变后生成固相颗粒，减少了其在水合物藏中的嵌入，降低了输送过程中的运移阻力，使得其能够被输送至水合物藏内部，从而实现海域水合物藏远井防砂；且本发明提供的液-固相变材料可以实现低温相变调控，适用于海域水合物藏低温(<20℃)环境；此外，本发明提供的液-固相变材料可通过调节乳液搅拌速率、油水比、乳液黏度实现粒径可控，可根据海域水合物藏不同出砂粒径选择相应粒径的液-固相变材料作挡砂介质。

技术特征：

1.一种粒径可调的液-固相变材料，其特征在于，所述液-固相变材料是由改性环氧树脂、固化剂、乳化剂和稀释剂制备而成的。

2.如权利要求1所述的液-固相变材料，其特征在于，所述固化剂是由聚硫醇固化剂和叔胺固化剂复配而来的。

3.如权利要求2所述的液-固相变材料，其特征在于，所述聚硫醇固化剂的制备方法包括：

4.如权利要求3所述的液-固相变材料，其特征在于，所述浓硫酸的加入量为丙三醇和巯基丙酸的总质量的10％。

5.如权利要求2所述的液-固相变材料，其特征在于，所述叔胺固化剂是由二亚乙基三胺和丁基缩水甘油醚以1:1的摩尔比复配而来的。

6.如权利要求2所述的液-固相变材料，其特征在于，所述聚硫醇固化剂和叔胺固化剂的质量比为3:2。

7.如权利要求1所述的液-固相变材料，其特征在于，所述乳化剂为二氧化硅乳化剂。

8.如权利要求1所述的液-固相变材料，其特征在于，所述稀释剂为乙醇。

9.如权利要求8所述的液-固相变材料，其特征在于，所述乙醇的质量为所述改性环氧树脂质量的20％。

10.如权利要求1所述的液-固相变材料，其特征在于，所述改性环氧树脂的密度为1.2g/cm3,黏度为462mpa·s，固化收缩率为0.05％，抗压强度为55.5mpa。

11.制备权利要求1～10任一项所述的粒径可调的液-固相变材料的方法，其特征在于，包括：

12.如权利要求11所述的方法，其特征在于，所述油相与水相的质量比为1:3～8。

13.权利要求1～10任一项所述的粒径可调的液-固相变材料作为挡砂介质在海域水合物藏远井防砂中的应用。

技术总结
本发明公开了一种粒径可调的液‑固相变材料及其制备和应用，该液‑固相变材料是由改性环氧树脂、固化剂、乳化剂和稀释剂制备而成的；本发明提供的液‑固相变材料粒径可调，适用于20℃以下的低温环境，可应用于海域水合物藏远井防砂。

技术研发人员：刘晓强,韩中喜,曲占庆,郭天魁,甘伦,李谨,葛守国,魏伟,韩维峰,田闻年
受保护的技术使用者：中国石油天然气股份有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/4/7