專利名稱：適用于低溫油藏防砂的覆膜砂固化體系的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種油田化學(xué)用劑，特別是用于低溫覆膜砂固化體系的膠結(jié)劑和固化劑。
背景技術(shù)：
油田常用人工井壁防砂法來防止油水井出砂，其中覆膜砂人工井壁法是目前效果 較好的一種化學(xué)防砂方法。制備覆膜砂需要用膠結(jié)劑，可采用的膠結(jié)劑有酚醛樹脂、呋喃樹 脂、聚氨酯樹脂、環(huán)氧樹脂等。其中，酚醛樹脂、呋喃樹脂和聚氨酯樹脂的固化溫度較高，一 般高于60°C ，而在低溫下的固化強(qiáng)度很低，甚至不固化。環(huán)氧樹脂雖然在低溫條件下可以固 化，但必須以有機(jī)溶劑為分散介質(zhì)，而在有水的環(huán)境中固化強(qiáng)度很低或基本不固化。另外， 當(dāng)采用單一的液態(tài)環(huán)氧樹脂為覆膜砂的膠結(jié)劑時，因其黏度較大，不易涂覆，且不易制成干 的覆膜砂，因而涂覆后的覆膜砂容易粘結(jié)、分散性較差，給施工造成困難。對于埋藏較淺的 油藏來說，其油藏溫度一般都低于50°C ，若采用現(xiàn)有的樹脂覆膜砂來進(jìn)行人工井壁防砂處 理，不能滿足現(xiàn)場使用和施工要求。因此，有必要研究開發(fā)一種適用于油藏溫度低于50°C的 油藏防砂的覆膜砂固化體系。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是要提供一種在低溫油藏條件下可以形成較高抗壓強(qiáng)度固結(jié)體的 低溫覆膜砂固化體系，以克服目前常用樹脂覆膜砂固化體系在低溫或有水環(huán)境下所形成固 結(jié)體固結(jié)強(qiáng)度很低或不固化等缺點。 本發(fā)明為實現(xiàn)其目的所采用的技術(shù)路線是以復(fù)合酚醛_環(huán)氧樹脂為膠結(jié)劑的低 溫覆膜砂與水溶性固化劑混合構(gòu)成在有水環(huán)境和低溫條件下具有高反應(yīng)活性的固化體系。 其中復(fù)合酚醛-環(huán)氧樹脂為液態(tài)酚醛樹脂、液態(tài)環(huán)氧樹脂與固態(tài)環(huán)氧樹脂按一定比例混 合，再加熱將溫度升高至固態(tài)環(huán)氧樹脂的軟化點攪拌均勻制得的，再以復(fù)合酚醛_環(huán)氧樹 脂為膠結(jié)劑、以石英砂、偶聯(lián)劑和增強(qiáng)劑等為原料涂覆制備低溫覆膜砂。水溶性固化劑由三 乙烯四胺、乙二胺、苯酚、甲醛和丙酮等混合組成。在水溶性固化劑的作用下，低溫覆膜砂可 在30 5(TC的溫度范圍內(nèi)固化，所形成固結(jié)體的抗壓強(qiáng)度和滲透率高，并具有強(qiáng)的抗溫、 抗老化和抗沖刷能力。 上述膠結(jié)劑、低溫覆膜砂與水溶性固化劑的組分及其比例為 用作膠結(jié)劑的復(fù)合酚醛-環(huán)氧樹脂由液體環(huán)氧樹脂、固態(tài)環(huán)氧樹脂與液態(tài)酚醛 樹脂PFn-5300組成，其中，液體環(huán)氧樹脂優(yōu)選環(huán)氧值為0. 42 0. 47eq/100g、環(huán)氧當(dāng)量為 215 240g/eg的液體環(huán)氧樹脂E-44，固態(tài)環(huán)氧樹脂優(yōu)選環(huán)氧值為0. 24 0. 27eq/100g、環(huán) 氧當(dāng)量為370 410g/eg的固態(tài)環(huán)氧樹脂AL-200，它們的重量百分?jǐn)?shù)含量為
液體環(huán)氧樹脂40 50% ;
固態(tài)環(huán)氧樹脂46 56% ;
液態(tài)酚醛樹脂2 4 % 。
低溫覆膜砂由石英砂、復(fù)合酚醛-環(huán)氧樹脂、偶聯(lián)劑和增強(qiáng)劑組成，其重量比 例為石英砂復(fù)合酚醛-環(huán)氧樹脂偶聯(lián)劑增強(qiáng)劑=ioo : (6 12) : (o.oi
0.03) : (0. 03 0. 09)，其中，石英砂的粒徑為0. 4 0. 8mm，偶聯(lián)劑為硅烷偶聯(lián)劑KH560，
增強(qiáng)劑為氨基磺酸。水溶性固化劑由三乙烯四胺、乙二胺、苯酚、甲醛、丙酮和水混合而成，其中 三乙烯四胺1 3%; 乙二胺1 2% ; 苯酚1 3%; 甲醛1 3%; 丙酮4 10% ; 水79% 92%。 上述各組分的百分?jǐn)?shù)均為重量百分?jǐn)?shù)。 低溫覆膜砂與水溶性固化劑按照100 : (20 40)的體積比例構(gòu)成低溫固化體 系，優(yōu)選IOO : 30的體積比構(gòu)成低溫固化體系。 本發(fā)明的有益效果是(1)以復(fù)合酚醛_環(huán)氧樹脂為膠結(jié)劑的低溫覆膜砂在30 5(TC的溫度下可以固化；(2)由三乙烯四胺、乙二胺、苯酚、甲醛、丙酮和水混合而成的固化 劑為水溶性固化劑；(3)低溫覆膜砂與水溶性固化劑構(gòu)成的固化體系適合低溫油水井覆膜 砂防砂工藝。
具體實施例方式
下面將結(jié)合實施例來詳敘本發(fā)明。
實施例1 : 1.低溫覆膜砂用膠結(jié)劑的制備 本發(fā)明利用樹脂之間的協(xié)同效應(yīng)，對環(huán)氧樹脂與酚醛樹脂進(jìn)行復(fù)合處理，得到一 種可以作為低溫覆膜砂用的膠結(jié)劑。選用環(huán)氧值為0. 42 0. 47eq/100g、環(huán)氧當(dāng)量為215 240g/eg的液體環(huán)氧樹脂E-44和環(huán)氧值為0. 24 0. 27eq/100g、環(huán)氧當(dāng)量為370 410g/ eg的固態(tài)環(huán)氧樹脂AL-200與液態(tài)酚醛樹脂PFn-5300，按照重量百分?jǐn)?shù)為40% E_44、56% AL-200和4% PFn-5300的比例進(jìn)行混合，加熱至9(TC攪拌均勻，即得到制備低溫覆膜砂用 的復(fù)合酚醛-環(huán)氧樹脂。
2.低溫覆膜砂的制備 低溫覆膜砂由石英砂、復(fù)合酚醛_環(huán)氧樹脂、硅烷偶聯(lián)劑KH560和氨基磺酸組成。 膠結(jié)劑含量為6%的低溫覆膜砂的重量配比為石英砂復(fù)合酚醛-環(huán)氧樹脂硅烷偶聯(lián)劑 KH560 :氨基磺酸=100 : 6 : 0.02 : 0.03。其中，石英砂的粒徑為O. 4 0. 8mm，按常規(guī) 覆膜砂制備方法進(jìn)行制備，得到分散性較好的低溫覆膜砂。
3.水溶性固化劑的制備 本發(fā)明針對上述復(fù)合酚醛_環(huán)氧樹脂，開發(fā)出以三乙烯四胺、乙二胺、苯酚、甲醛 和丙酮為組成的水溶性固化劑。質(zhì)量濃度為8%的水溶性固化劑的基本配方為1%三乙烯 四胺，1%乙二胺，1%苯酚，1%甲醛，4%丙酮，其余為水，各組分的含量之和為百分之一百 且均為重量百分含量，攪拌均勻即可使用。
4.低溫覆膜砂固結(jié)體性能考察 對于膠結(jié)劑重量含量為6%的低溫覆膜砂和8% (wt)的水溶性固化劑，按體積比 例為100 : 20進(jìn)行混合，考察該固化體系在3(TC、4(rC、5(rC恒溫下固化3天后所形成固結(jié) 體的抗壓強(qiáng)度和抗折強(qiáng)度。隨著溫度增加，所形成固結(jié)體的抗壓強(qiáng)度和抗折強(qiáng)度依次升高， 其變化范圍分別為1. 66 3. 27MPa和1. 29 1. 71MPa。采用滲透率儀測得上述固結(jié)體的 滲透率為1. 84 2. 23 ii m2。進(jìn)一步實驗表明固結(jié)體具有較強(qiáng)的抗溫、抗老化和抗沖刷能 力。 實施例2: 1.低溫覆膜砂用膠結(jié)劑的制備 選用環(huán)氧值為0. 42 0. 47eq/100g、環(huán)氧當(dāng)量為215 240g/eg的液體環(huán)氧樹脂 E-44和環(huán)氧值為0. 24 0. 27eq/100g、環(huán)氧當(dāng)量為370 410g/eg的固態(tài)環(huán)氧樹脂AL-200 與液態(tài)酚醛樹脂PFn-5300，按照重量百分?jǐn)?shù)為45% E_44、53% AL-200和2% PFn-5300的 比例進(jìn)行混合，加熱至9(TC攪拌均勻，即得到制備低溫覆膜砂用的復(fù)合酚醛_環(huán)氧樹脂。
2.低溫覆膜砂的制備膠結(jié)劑含量為10%的低溫覆膜砂的重量配比為石英砂復(fù)合酚醛-環(huán)氧樹脂
硅烷偶聯(lián)劑KH560 :氨基磺酸=ioo : io : o. 02 : o. 06。其中，石英砂的粒徑為o. 4
0. 8mm，按常規(guī)覆膜砂制備方法進(jìn)行制備，得到分散性較好的低溫覆膜砂。
3.水溶性固化劑的制備 質(zhì)量濃度為17%的水溶性固化劑的基本配方為2%三乙烯四胺，2%乙二胺，3% 苯酚，3%甲醛，7%丙酮，其余為水，各組分的含量之和為百分之一百且均為重量百分含量， 攪拌均勻即可使用。 4.低溫覆膜砂固結(jié)體性能考察 對于膠結(jié)劑重量含量為10%的低溫覆膜砂和17% (wt)的水溶性固化劑，按體積 比例為100 : 30進(jìn)行混合，考察該固化體系在3(TC、4(rC、5(rC恒溫下固化3天后所形成固 結(jié)體的抗壓強(qiáng)度和抗折強(qiáng)度。隨著溫度增加，所形成固結(jié)體的抗壓強(qiáng)度和抗折強(qiáng)度依次升 高，其變化范圍分別為5. 21 7. 45MPa和2. 66 3. 75MPa。采用滲透率儀測得上述固結(jié)體 的滲透率為1. 06 1. 48 ii m2。進(jìn)一步實驗表明固結(jié)體具有強(qiáng)的抗溫、抗老化和抗沖刷能 力。
實施例3 : 1.低溫覆膜砂用膠結(jié)劑的制備 選用環(huán)氧值為0. 42 0. 47eq/100g、環(huán)氧當(dāng)量為215 240g/eg的液體環(huán)氧樹脂 E-44和環(huán)氧值為0. 24 0. 27eq/100g、環(huán)氧當(dāng)量為370 410g/eg的固態(tài)環(huán)氧樹脂AL-200 與液態(tài)酚醛樹脂PFn-5300，按照重量百分?jǐn)?shù)為50% E_44、46% AL-200和4% PFn-5300的 比例進(jìn)行混合，加熱至9(TC攪拌均勻，即得到制備低溫覆膜砂用的復(fù)合酚醛_環(huán)氧樹脂。
2.低溫覆膜砂的制備膠結(jié)劑含量為12%的低溫覆膜砂的重量配比為石英砂復(fù)合酚醛-環(huán)氧樹脂 硅烷偶聯(lián)劑KH560 :氨基磺酸=100 : 12 : 0. 03 : O. 09。其中，石英砂的粒徑為O. 4 0. 8mm，按常規(guī)覆膜砂制備方法進(jìn)行制備，得到分散性較好的低溫覆膜砂。
3.水溶性固化劑的制備
質(zhì)量濃度為21%的水溶性固化劑的基本配方為3%三乙烯四胺，2%乙二胺，3% 苯酚，3%甲醛，10%丙酮，其余為水，各組分的含量之和為百分之一百且均為重量含量，攪 拌均勻即可使用。 4.低溫覆膜砂固結(jié)體性能考察 對于膠結(jié)劑重量含量為12%的低溫覆膜砂和21% (wt)的水溶性固化劑，按體積 比例為100 : 40進(jìn)行混合，考察該固化體系在3(TC、4(rC、5(rC恒溫下固化3天后所形成固 結(jié)體的抗壓強(qiáng)度和抗折強(qiáng)度。隨著溫度增加，所形成固結(jié)體的抗壓強(qiáng)度和抗折強(qiáng)度依次升 高，其變化范圍分別為4. 88 8. 62MPa和2. 35 4. 26MPa。采用滲透率儀測得上述固結(jié)體 的滲透率為0. 82 1. 31 ii m2。進(jìn)一步實驗表明固結(jié)體具有強(qiáng)的抗溫、抗老化和抗沖刷能 力。
權(quán)利要求
一種適用于低溫油藏防砂的覆膜砂固化體系，由復(fù)合酚醛-環(huán)氧樹脂為膠結(jié)劑的低溫覆膜砂與水溶性固化劑混合構(gòu)成，其特征在于①作為膠結(jié)劑的復(fù)合酚醛-環(huán)氧樹脂由40％～50％的液體環(huán)氧樹脂和46％～56％的固態(tài)環(huán)氧樹脂與2％～4％的液態(tài)酚醛樹脂PFn-5300混合組成，各組分之和為百分之一百且均為重量百分?jǐn)?shù)；②低溫覆膜砂由石英砂、復(fù)合酚醛-環(huán)氧樹脂、偶聯(lián)劑和增強(qiáng)劑組成，其重量比例為石英砂∶復(fù)合酚醛-環(huán)氧樹脂∶偶聯(lián)劑∶增強(qiáng)劑＝100∶(6～12)∶(0.01～0.03)∶(0.03～0.09)，其中，石英砂的粒徑為0.4～0.8mm，偶聯(lián)劑為硅烷偶聯(lián)劑KH560，增強(qiáng)劑為氨基磺酸；③水溶性固化劑由三乙烯四胺、乙二胺、苯酚、甲醛、丙酮和水混合而成，其中三乙烯四胺1～3％；乙二胺1～2％；苯酚1～3％；甲醛1～3％；丙酮4～10％；水79％～92％，上述各組分之和為百分之一百且均為重量百分?jǐn)?shù)；低溫覆膜砂與水溶性固化劑按100∶(20～40)的體積比進(jìn)行混合。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的適用于低溫油藏防砂的覆膜砂固化體系，其特征在于所說 的液體環(huán)氧樹脂是環(huán)氧值為0. 42 0. 47eq/100g、環(huán)氧當(dāng)量為215 240g/eg的液體環(huán)氧 樹脂E-44。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的適用于低溫油藏防砂的覆膜砂固化體系，其特征在于所說 的固態(tài)環(huán)氧樹脂是環(huán)氧值為0. 24 0. 27eq/100g、環(huán)氧當(dāng)量為370 410g/eg的固態(tài)環(huán)氧 樹脂AL-200。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的適用于低溫油藏防砂的覆膜砂固化體系，其特征在于所說 的復(fù)合酚醛-環(huán)氧樹脂在低溫覆膜砂中的重量含量為10%。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的適用于低溫油藏防砂的覆膜砂固化體系，其特征在于所說 的水溶性固化劑的質(zhì)量濃度為8 21%。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的適用于低溫油藏防砂的覆膜砂固化體系，其特征在于低溫 覆膜砂與水溶性固化劑是按100 : 30的體積比進(jìn)行混合。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種適用于低溫油藏防砂的覆膜砂固化體系，是以復(fù)合酚醛-環(huán)氧樹脂為膠結(jié)劑的低溫覆膜砂與水溶性固化劑混合構(gòu)成在有水環(huán)境和低溫條件下具有高反應(yīng)活性的固化體系。其中復(fù)合酚醛-環(huán)氧樹脂為液態(tài)酚醛樹脂、液態(tài)環(huán)氧樹脂與固態(tài)環(huán)氧樹脂按一定比例混合，再將溫度升高至固態(tài)環(huán)氧樹脂的軟化點攪拌均勻制得的，再以復(fù)合酚醛-環(huán)氧樹脂為膠結(jié)劑、以石英砂、偶聯(lián)劑和增強(qiáng)劑等為原料涂覆制備低溫覆膜砂。水溶性固化劑由三乙烯四胺、乙二胺、苯酚、甲醛和丙酮等混合組成。在水溶性固化劑的作用下，低溫覆膜砂可在30～50℃的溫度范圍內(nèi)固化，所形成固結(jié)體的抗壓強(qiáng)度和滲透率較高，并具有較強(qiáng)的抗溫、抗老化和抗沖刷能力，可滿足低溫油藏防砂要求。
文檔編號C09K8/56GK101747882SQ20101000461
公開日2010年6月23日 申請日期2010年1月11日 優(yōu)先權(quán)日2010年1月11日
發(fā)明者劉德新, 汪小平, 羅耀瓏, 范明福 申請人:中國石油大學(xué)(華東)