一种耐碱涂覆砂及其制备方法和应用与流程

本发明涉及一种复合驱油提高注采效率的技术，特别是一种耐碱涂覆砂及其制备方法和应用

背景技术：

三元复合碱驱技术研究在20世纪80年代开始，采用“碱-表面活性剂-聚合物复合驱油技术”既有表面活性剂和聚合物驱共同的有点，又可扩大波及面积，提高驱油效率。随着大庆油田三元复合碱驱技术的进一步发展，在开采后期油层出砂问题严重，且碱驱ph＞13，油层普遍温度在20-50℃，对于防砂工艺提出更高的要求。目前采用防砂的工艺主要为机械防砂和化学防砂。机械防砂容易受井矿制约，且施工工艺复杂，化学防砂以其独特的优势占有重要地位。化学防砂以树脂涂覆砂防砂为主，使用后可保持渗透率不降，提高防砂效益。

专利cn104592965a采用a型颗粒和b型颗粒，a型颗粒是在石英砂或陶粒砂/陶粒基体外依次包覆有树脂涂覆膜、外隔离剂；b型颗粒是在石英砂或陶粒砂/陶粒基体外依次包覆有环氧树脂固化剂涂覆膜、外隔离剂，现场防砂作业将a型颗粒和b型颗粒按重量1:1的比例混合后使用。该工艺需要分别制备a/b两种颗粒，现场防砂作业再次将a/b颗粒混合，施工复杂且强度难以保证，耐碱效果不定。

专利cn101740882a采用液体环氧树脂、固体环氧树脂和液体酚醛树脂经过混合后制备低温耐碱涂覆砂用胶结剂，以三乙烯四胺、乙二胺、苯酚、甲醛和丙酮组成水溶性固化剂，以胶结剂和石英砂或陶粒砂等制备低温耐碱涂覆砂后再与水溶性固化剂按照体积比二次成型形成涂覆砂。该方法制得的低温油藏放砂剂加入液体酚醛树脂，会导致耐碱效果差；液体环氧树脂比例较高(40-50％)导致涂覆砂储存时间短、易成块的缺点，该低温油藏涂覆砂和水溶性固化剂在施工过程中分别加入，施工复杂，会造成渗透率下降甚至油井不出油。

现有涂覆砂普遍存在耐碱效果不好，油层温度(20-50℃)固结强度低，涂覆砂储存时间短、易成块，施工工艺复杂，一般情况下需要二次施工以及应用树脂涂覆砂后渗透率下降的问题。

技术实现要素：

针对现有技术的不足，本发明的第一目的在于提高涂覆砂的耐碱性能，并保证其固结强度，提高应用涂覆砂后的渗透率。本发明的另一目的在于简化涂覆砂的施工工艺，降低施工成本。

本发明第一方面在于提供一种耐碱涂覆砂，所述涂覆砂包括石英砂或陶粒砂、环氧树脂以及油溶性固化剂；其中石英砂或陶粒砂、环氧树脂、油溶性固化剂的质量比为100:3～8:3～10。

上述技术方案中，所述石英砂或陶粒砂可以是任何常规石英砂或陶粒砂，优选为石英砂或陶粒砂20/40。为了提高压裂尾追效果降低破碎率3500米以上采用石英砂；3500米以下采用陶粒砂。

上述技术方案中，所述环氧树脂优选为改性环氧树脂，所述改性环氧树脂为石蜡包裹的环氧树脂，所述环氧树脂优选为e51、e44以及e03中的一种或多种。石蜡层的厚度可根据需要进行选择。

上述技术方案中，所述油溶性固化剂为聚异氰酸酯与多元醇组成的油溶性固化剂。以质量比计聚异氰酸酯：多元醇＝60～80:40～20，优选聚异氰酸酯：多元醇＝70:30。所述多元醇优选为乙二醇、丙二醇、丁二醇及己二醇中的一种或多种。

本发明第二方面在于提供一种耐碱涂覆砂的制备方法，包括：取石英砂或陶粒砂、环氧树脂以及油溶性固化剂，按照石英砂或陶粒砂、环氧树脂、油溶性固化剂的质量比为100:3～8:3～10的比例混合，得到耐碱涂覆砂。

上述技术方案中，所述环氧树脂优选为改性环氧树脂。改性方法为：将环氧树脂加热至120～150℃，优选130℃，加入石蜡，优选分子量为3000～5000的高分子石蜡，保持恒定的时间2～5h，优选3h，得到改性环氧树脂。改性后环氧树脂具有适宜的软化点和一定的韧性。所述环氧树脂优选为e51、e44以及e03中的一种或多种。

上述技术方案中，所述油溶性固化剂采用聚异氰酸酯与多元醇，在70～85℃下反应3～6h，优选4h，进行增韧改性。具体比例为聚异氰酸酯：多元醇＝60～80:40～20，优选聚异氰酸酯：多元醇＝70:30。

上述技术方案中，所述混合为将石英砂或陶粒砂升温至130～140℃，加入改性环氧树脂，混合30～60s，优选45s，加入油溶性固化剂，混合30～70s，优选混合50s后得到耐碱涂覆砂。

本发明第三方面在于提供一种耐碱涂覆砂在油井中的应用。

压裂施工完成后尾追耐碱涂覆砂，稳固井壁，提高井筒渗透率，起到防止压裂支撑剂返吐，防止地层出砂，提高油井产量的效果。使用压裂携砂液携带耐碱涂敷砂，优选地，携砂液的排量为2.0～4.0m³/min，每道裂缝添加3.0～4.0m³。泵入顶替液后，关井初凝200～300min，反注70～90℃热水20～30m³提高耐碱涂敷砂固结速度、强度及其渗透能力。

本发明以改性环氧树脂构成的树脂，改性油溶性固化剂在高温下涂覆在石英砂或陶粒砂表面制备耐碱涂覆砂，该耐碱涂覆砂在油层温度(20～50℃)下能够固化，形成固化强度高的人工井壁，耐碱效果优良，且保持高渗透率。并具有优良的抗老化及抗冲刷能力，完全满足油层防砂的要求。现场作业时只需一次施工，施工工艺简单，提高经济效益。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明的内容进行详细的阐述。但应当理解具体实施方式仅为示例性说明，并不构成对本发明保护范围的限制。

实施例1

取环氧树脂e51加热至130℃，加入高分子石蜡，保持恒定的时间3h，得到改性环氧树脂。

取聚异氰酸酯与乙二醇，二者质量比为聚异氰酸酯：乙二醇＝70:30，在75℃下反应4h，进行增韧改性得到改性油溶性固化剂。

按照石英砂或陶粒砂、改性环氧树脂、改性油溶性固化剂的质量比为100:3:5的比例，取石英砂或陶粒砂升温至130℃，加入改性环氧树脂，混合45s，加入改性油溶性固化剂，混合50s后得到耐碱涂覆砂a。

实施例2

取环氧树脂e44加热至150℃，加入高分子石蜡(分子量3000～5000)，保持恒定的时间4h，得到改性环氧树脂。

取聚异氰酸酯与己二醇，二者质量比为聚异氰酸酯：己二醇＝80:20，在85℃下反应6h，进行增韧改性得到改性油溶性固化剂。

按照石英砂或陶粒砂、改性环氧树脂、改性油溶性固化剂的质量比为100:8:10的比例，取石英砂或陶粒砂升温至150℃，加入改性环氧树脂，混合60s，加入改性油溶性固化剂，混合60s后得到耐碱涂覆砂b。

实施例3

取环氧树脂e03加热至120℃，加入高分子石蜡(分子量3000～5000)，保持恒定的时间3h，得到改性环氧树脂。

取聚异氰酸酯与丙二醇，二者质量比为聚异氰酸酯：丙二醇＝60:40，在75℃下反应5h，进行增韧改性得到改性油溶性固化剂。

按照石英砂或陶粒砂、改性环氧树脂、改性油溶性固化剂的质量比为100:3:4的比例，取石英砂或陶粒砂升温至140℃，加入改性环氧树脂，混合30s，加入改性油溶性固化剂，混合30s后得到耐碱涂覆砂c。

实施例4

取前述耐碱涂覆砂a，应用于杏树岗油田杏7-31-e57井：

(一)情况说明：区块名称为杏七区东部ⅲ块三元复合驱，完钻日期为2014-11-28。完钻井深为1188m，人工井底为1172.8m。完井方式为套管射孔完井。

(二)地质设计要求

pi32层段和pi33层段均采用多裂缝压裂，每道缝加15方砂。要求尾追耐碱树脂砂。

(三)尾追耐碱涂敷砂工序

尾追耐碱涂敷砂具体步骤

(1)进行压裂施工作业，压裂支撑剂全部泵入后，执行以下尾追耐碱涂敷砂作业程序；

(2)使用压裂携砂液携带耐碱涂敷砂，携砂液的排量为3.0m³/min，每道裂缝添加3.8m³；

(3)泵入顶替液后，关井初凝240min，反注70℃热水24m³；

(4)压裂施工结束后关井侯凝96h。

其中，第一道裂缝的前置液、携砂液和顶替液的具体注入数据见表1。

表1前置液、携砂液和顶替液的具体注入数据

顶替液到位根据地层温度设定侯凝时间，按甲方设计要求下泵投产。

实施例5

取前述耐碱涂覆砂b和c，分别应用于大庆油田采油四厂压裂施工，尾追耐碱涂敷砂应用井例见表2，效果见表3。

表2尾追耐碱涂敷砂应用井例

表3尾追耐碱涂敷砂应用效果

从实施案例可以看出：油井产液量大幅增加、产油量增加3倍以上最高增加近10倍，达到非常好的增渗增产效果，注水井：注入压力降低、注入量大大增加，特别是有的注水井超压注不进去，都能达到降压增注效果，该产品推广应用可提高注碱驱注采效果，延长开采周期几十年，使老油区重新焕发活力，达到低成本为祖国献石油、互利共赢的理想目标。

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