专利名称：油水井复合防砂材料及其制备方法
技术领域：
本发明涉及到油田从井中开采油、气、水所用的防砂材料。具体而言是油水井复合防砂材料及其制备方法。
背景技术：
在石油开采中，油、水井出砂危害极大，对出砂井进行防砂是保证油田正常生产的首要措施。目前油、水井防砂主要分为化学防砂、机械防砂和复合防砂三大类。其中油水井复合防砂是近几年发展起来的新的防砂工艺技术，克服了化学防砂和机械防砂的许多缺点，并具有化学防砂和机械防砂的双重优点，技术更先进，应用范围更广，效益也更高。因此，与新的复合防砂工艺技术配套的复合防砂材料也就应运而生。经检索，发现四篇相关专利文献“脲醛树脂溶液防砂工艺配方”(94110712)、“低温油层涂敷砂工艺配方”(95107817)、“油水井防砂充填材料及其配制方法”(96116141)、“高温泡沫树脂防砂固砂剂配方工艺”(97105102)。这些专利技术虽然各有所长，但是不属于复合防砂所用材料，有的配方及制备工艺比较复杂，成本较高，有的应用范围较窄。
发明内容本发明的目的是为我们的另一项专利技术“油水井复合防砂方法”(简称PCS防砂)提供配套系列复合防砂材料。其中“P”代表“高压填充”，“C”代表“化学剂”，“S”代表“人工砂”。
该系列复合防砂材料包括采油助剂中的防膨剂、表面活性剂、复合致孔剂，以衣作为充填材料的覆膜砂。其中，防膨剂为聚二甲基二烯丙基氯化胺或其它聚阳离子。表面活性剂为OP系列表面活性剂或其它非离子表面活性剂。复合致孔剂为OP系列表面活性剂、非离子表面活性剂、酸、三羟甲基苯酚。覆膜砂是经酸洗后的石英砂表面涂敷一层树脂及添加剂。
利用防膨剂和表面活性剂来配制成PCS复合防砂技术用的前置液及携砂液，其配方分别是前置液①防膨剂使用浓度0.5～5％；
②表面活性剂使用浓度0.5～4％；③其余为清水，混合即成。携砂液①防膨剂使用浓度0.3～4％；②表面活性剂使用浓度0.5～3％；③其余为清水，混合即成。
复合制孔剂和覆膜砂的配方及制备方法分别是复合致孔剂①OP-10表面活性剂(质量浓度≥90％)浓度5～15％；②盐酸(质量浓度≥30％)浓度35～65％；③三羟甲基苯酚(质量浓度≥40％)浓度30～40％。
以上三种成分混合即成液态复合致孔剂。
覆膜砂①石英砂；②树脂采用酚醛树脂或环氧树脂，用量为石英砂质量的6～15％；③添加剂采用六次甲基四胺或其它可提供醛基之物质。
其制备方法是在经酸洗后的石英砂表面涂敷一层树脂及添加剂，经烘干、破碎而形成单个颗粒的覆膜砂。其密度为1.6±0.1g/cm3，粒径为0.8～1.5mm，具有较好的圆度及球度。
前置液的作用是在泵入覆膜砂(或其它人工砂)前，大排量泵入前置液可使出砂储层在近井地带形成若干裂缝、微裂缝或空穴，前置液还具有防止储层粘土膨胀，降低油水界面张力的作用。
携砂液的作用是把覆膜砂(或其它人工砂)携入至已形成裂缝或空穴的出砂层中，还具有膨胀、降粘作用。
复合致孔剂的作用是溶蚀覆膜砂表面因磨擦脱落下来的固相尘粒，提高人工砂壁渗透率和固结强度。
覆膜砂的作用是依靠携砂液把覆膜砂泵入出砂层，在40℃以上地层温度及水力压实的作用下，其表面的涂敷层相互接触胶结，形成具有高强度、高渗透性的人工砂壁，起到防砂不堵液、增产增注的目的。
本发明与已有技术对比主要优点是固化温度最低可达到40℃，其它已有技术最低只能达到55～60℃。固结后抗折强度提高1～2.5Mpa，抗压强度提高1～4Mpa，具有更高的渗透率。解决了40～60℃之间低温覆膜砂固结强度低和多油层、非均质地层、大跨度、侧钻井防砂的难题，适用于出粗、中、细砂粒的各种深度的油、水井，以及原油粘度小于6000厘泊并严重出砂井、斜井、裸眼井、老井、套管损坏井的方砂。成功率高，有效期长，一般在1～5年，有的长达10年。
具体实施方式
介绍一个实施例有一口油井所有用的防砂材料是，前置液由使用浓度为2％的OP系列表面活性剂及使用浓度为3％的聚二甲基二烯丙基氧化胺防膨剂配制而成；携砂液由使用浓度为1％的OP系列表面活性剂及使用浓度为1.5％的聚阳离子防膨剂配制而成；复合致孔剂由OP-10表面活性剂(质量浓度≥90％)浓度10％、盐酸(质量浓度≥30％)浓度50％、三羟甲基苯酚(质量浓度≥40％)浓度40％混合而成；所用的覆膜砂是在经过酸洗后的石英砂表面涂敷一层酚醛树脂及六次甲基四胺添加剂，密度为1.6g/cm3，粒径为0.8～1.5mm，圆度大于0.7，球度大于0.7，软化温度42℃，抗折强度为3.5Mpa，抗拉强度为7Mpa。
权利要求
1.油水井复合防砂材料，包括采油助剂中的防膨剂、表面活性剂、复合致孔剂，以及作为充填材料的覆膜砂，其特征是防膨剂为聚二甲基二烯丙基氯化胺或其它聚阳离子，表面活性剂为OP系列表面活性剂或其它非离子表面活性剂，复合致孔剂为OP系列表面活性剂、非离子表面活性剂、酸、三羟甲基苯酚，覆膜砂是在经酸洗后的石英砂表面涂敷一层树脂及添加剂。
2.油水井复合防砂材料的制备方法，其特征是利用防膨剂和表面活性剂来配制成复合防砂技术用的前置液和携砂液，其配方分别是前置液①防膨剂使用浓度0.5～5％；②表面活性剂使用浓度0.5～4％；③其余为清水，混合即成。携砂液①防膨剂使用浓度0.3～4％；②表面活性剂使用浓度为0.5～3％；③其余为清水，混合即成。复合致孔剂的配方及制备方法是①OP-10表面活性剂(质量浓度≥90％)浓度5～15％；②盐酸(质量浓度≥30％)浓度35～65％；③三羟甲基苯酚(质量浓度≥40％)浓度30～40％。以上三种成分混合即成液态复合致孔剂。覆膜砂的配方及制备方法是①石英砂；②树脂采用酚醛树脂或环氧树脂，用量为石英砂质量的6～15％；③添加剂采用六次甲基四胺或其它可提供醛基之物质。其制备方法是在经酸洗后的石英砂表面涂敷一层树脂及添加剂，经烘干、破碎而形成单个颗粒的覆膜砂，其密度为1.6±0.1g/cm3，粒径为0.8～1.5mm，具有较好的圆度及球度。
全文摘要
本发明公开了油水井复合防砂材料及其制备方法，是与油水井复合防砂技术(简称PCS防砂)相配套的系列复合防砂材料。包括采油助剂中的防膨剂、表面活性剂、复合致孔剂，以及作为充填材料的覆膜砂。用防膨剂、表面活性剂和清水来配制成前置液和携砂液。用表面活性剂、盐酸和羟甲基苯酚混合制成液态复合致孔剂。用树脂及添加剂涂敷在经酸洗过的石英砂表面上，经烘干、破碎而形成单颗粒的覆膜砂。主要优点是固化温度最低可达到40℃，抗折和抗拉强度分别提高1～2.5MPa和1～4MPa，渗透率更高，解决了40～60℃之间低温覆膜砂固结强度低和多油层、非均质地层、大跨度、侧钻井防砂的难题，适用于出粗、中、细砂粒的各种深度的油、水井，施工成功率高，有效期长。
文档编号E21B33/12GK1403532SQ0213570
公开日2003年3月19日 申请日期2002年10月1日 优先权日2002年10月1日
发明者韩荣山, 李文生, 白明友, 陈造峰, 孟维斌, 李勇林, 王维刚, 隋广海 申请人:胜利油田方圆科工贸有限责任公司化工分公司