本發(fā)明涉及一種水基樹脂防砂劑及其制備方法，屬于油氣田開發(fā)
技術(shù)領(lǐng)域：
，主要用于出砂不太嚴(yán)重和機(jī)械防砂措施失效的地層，在不動(dòng)管柱的情況下注入地層，起到抑砂的目的。
背景技術(shù)：
：疏松砂巖油藏分布范圍廣、地質(zhì)儲(chǔ)量大，但在開采過程中砂粒容易從基質(zhì)上剝落、運(yùn)移，從而產(chǎn)生嚴(yán)重的出砂問題。目前國內(nèi)大部分砂巖油田進(jìn)入高含水期，為保證油田穩(wěn)產(chǎn)，提液強(qiáng)度進(jìn)一步增大，加劇了地層砂骨架結(jié)構(gòu)的破壞，出砂的風(fēng)險(xiǎn)和規(guī)模越來越大，防砂難度也越來越高。目前，防砂工藝主要有機(jī)械防砂與化學(xué)防砂2大類。機(jī)械防砂應(yīng)用較多，效果也較好，但工藝較為復(fù)雜，施工過程中容易發(fā)生復(fù)雜事故?；瘜W(xué)防砂技術(shù)可以在不動(dòng)管柱的情況下，通過直接注入化學(xué)劑對(duì)地層砂礫進(jìn)行有效的膠結(jié)，具有施工簡單、井下不留工具等優(yōu)點(diǎn)，尤其對(duì)于細(xì)粉砂及泥質(zhì)含量高的油藏，化學(xué)防砂效果明顯優(yōu)于傳統(tǒng)的機(jī)械防砂方法。但是傳統(tǒng)的化學(xué)防砂，例如樹脂固結(jié)防砂，固沙過程中使用的樹脂一般黏度高，有些甚至為固體狀態(tài)，所以常常將樹脂溶于有機(jī)溶劑中使用，固結(jié)地層砂時(shí)流體的流動(dòng)性較差，容易堵塞地層，對(duì)地層傷害大，且施工過程中存在很大的安全隱患。技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：：本發(fā)明的目的是針對(duì)化學(xué)防砂過程中存在的問題，提供一種水基樹脂防砂劑及其制備方法。該防砂劑在不需要固化劑的情況下就能將松散的砂粒橋接起來，起到很好的防砂效果。本發(fā)明的目的按以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)：所述的水基樹脂防砂劑，由樹脂復(fù)配體系作為主劑，醇醚類物質(zhì)和硅烷偶聯(lián)劑作為助劑，短鏈醇作為樹脂溶劑，十八烷基二甲基氧化胺作為乳化劑乳化而成。具體組成為：樹脂復(fù)配體系5％～10％；短鏈醇10％～12％；醇醚類助劑1％～2％；硅烷偶聯(lián)劑1％～2％；水75％～80％和乳化劑0.8％～1.2％，各組分的含量均為質(zhì)量百分含量，且各組分的百分含量之和為100％。其中，所述的樹脂復(fù)配體系是由質(zhì)量含量為60％～80％的聚酰胺樹脂、10％～20％的有機(jī)硅樹脂和10％～20％的聚乙烯吡咯烷酮組成；所述的短鏈醇為異丙醇、乙醇和正丁醇中的一種或幾種，優(yōu)先選擇異丙醇和乙醇按質(zhì)量比1∶1～3∶1的復(fù)配劑；所述的醇醚類助劑包括乙二醇單丁醚、二乙二醇丁醚和乙二醇二丁醚中的一種或是幾種；所述的硅烷偶聯(lián)劑包括乙烯基三甲氧基硅烷(A171)、γ―縮水甘油醚丙基三甲氧基硅烷(KH560)、γ-甲基丙烯酰氧丙基三甲氧基硅烷(KH570)和γ―氨丙基三乙氧基硅烷(KH550)中的一種或是幾種，優(yōu)先選擇A171和KH550按質(zhì)量比2∶1的復(fù)配劑；所述的乳化劑為十八烷基二甲基氧化胺。所述的聚酰胺樹脂為聚酰胺550，外觀：淡黃色固體；有效含量：>99％；胺值：<3；酸值：<5。所述的有機(jī)硅樹脂為DY-501羥基硅油，其外觀無色透明液體；粘度(25℃)：25-1000mP.s；羥基含量：0.5％-3％。所述的聚乙烯吡咯烷酮為K30，外觀：白色粉末，無味；K值：27-32.4；分子量：45000-58000。按照上述水基樹脂防砂劑的制備方法，按以下步驟實(shí)現(xiàn)：第一步，樹脂的醇溶液配制：在60℃的水域鍋中將聚酰胺樹脂、有機(jī)硅樹脂和聚乙烯吡咯烷酮的混合物配制成質(zhì)量含量為40％～50％的樹脂醇溶液；第二步，樹脂防砂劑配制：在常溫下按樹脂醇溶液90％～93％、醇醚類助劑3.2％～6.5％和硅烷偶聯(lián)劑3.2％～6.5％混合攪拌均勻，得到所述樹脂防砂劑，其中各組分的含量為質(zhì)量含量；第三步，水基樹脂防砂劑制備：將第二步所得的樹脂防砂劑和乳化劑加入250mL的三口燒瓶中，在40～60℃的水浴鍋中充分預(yù)熱并攪拌均勻，然后在600轉(zhuǎn)/min的攪拌速度下以0.5mL/min的滴加速度向三口燒瓶中滴加水，待水滴加完繼續(xù)攪拌3min即得水基樹脂防砂劑，其中乳化劑的用量為總質(zhì)量的0.8％～1.2％，“油水比”為1∶9～2∶8。本發(fā)明的有益效果是由于所用樹脂復(fù)配體系中三種樹脂具有較好的相互促進(jìn)作用，均能有效的促進(jìn)與砂粒表面的結(jié)合，并且樹脂分子中含有大量的極性基團(tuán)，能與石英砂表面上的羥基形成大量氫鍵，在地層溫度下脫水后又可形成共價(jià)鍵連接，又由于分子結(jié)構(gòu)比較規(guī)整，所以能在砂粒表面形成一層牢固的吸附膜，起到防砂的作用。此外，發(fā)明中使用的醇醚類助劑有利于主劑樹脂在砂粒表面鋪展，以保證分子中足夠多的極性基團(tuán)與砂粒表面接觸；硅烷偶聯(lián)劑能在一定程度上增加樹脂與砂粒之間的結(jié)合力，從而增加了砂粒之間的橋接強(qiáng)度，并且對(duì)地層傷害較少。具體實(shí)施方式：為了更清楚的理解本發(fā)明，現(xiàn)對(duì)本發(fā)明的具體實(shí)施方案進(jìn)行詳細(xì)的闡述，但本發(fā)明并不因此受到任何限制。實(shí)施例1，在100℃下將聚酰胺樹脂∶有機(jī)硅樹脂∶聚乙烯吡咯烷酮＝4∶1∶1的質(zhì)量比混合物溶于醇中配制成濃度為40％的樹脂母液，然后將樹脂母液、醇醚類助劑和硅烷偶聯(lián)劑按質(zhì)量比為15∶2∶2混合配制成防砂體系，按“油水比”為1∶9將防砂體系經(jīng)相反轉(zhuǎn)法制備成水包油型乳狀液，即得水基樹脂防砂劑。在60℃下用填砂管物模實(shí)驗(yàn)測(cè)量防砂劑的抑砂率、臨界出砂流量和滲透率傷害率。選用20-40目的石英砂，用濕法填制填砂管，卸掉填砂管一端篩網(wǎng)，將有篩網(wǎng)的一端朝下，向填砂管中倒入一定量的標(biāo)準(zhǔn)鹽水，然后加入適量砂粒，加砂量不得超過填砂管中標(biāo)準(zhǔn)鹽水水面，用鐵錘之類的工具敲擊填砂管側(cè)面加速砂粒沉降。填砂完畢后，從有篩網(wǎng)一端正向以1mL/min的流速注入pH＝11的堿液5PV(孔隙體積倍數(shù))，測(cè)量填砂管初始滲透率K1。然后反向注入1PV水基樹脂防砂劑，緊接著用1mL/min的流量從有篩網(wǎng)的一端注入pH＝11的堿液5PV。在室溫下將填砂管浸泡在5％的NaOH的溶液中48h，取出后以相同的方法測(cè)填砂管的滲透率K2。實(shí)驗(yàn)中防砂劑的抑砂率以60mL/min下的抑砂率為標(biāo)準(zhǔn)，出砂量為沖出砂子的質(zhì)量與注入水質(zhì)量的比值。水基樹脂防砂劑對(duì)填砂管滲透率的影響見表1，不同流速下填砂管的出砂量見表2。表1防砂劑對(duì)填砂管滲透率的影響水測(cè)滲透率方向流量/mL.min-1滲透率/mD滲透率保留率/％正向112545-正向21206380表2防砂劑抑砂性能評(píng)價(jià)由表1及表2知，60℃下防砂劑對(duì)填砂管滲透率有一定的傷害，傷害率為20％，在100mL/min大流量連續(xù)注入20PV后，出砂量仍為0.028％，出砂量極少，由此認(rèn)為臨界出砂流速大于100mL/min，且在60mL/min流量下測(cè)得防砂劑的抑砂率為100％。實(shí)施例2，在80℃下將聚酰胺樹脂∶有機(jī)硅樹脂∶聚乙烯吡咯烷酮＝4∶2∶1的質(zhì)量比混合物溶于醇中配制成濃度為40％的樹脂母液，然后將樹脂母液、醇醚類助劑和硅烷偶聯(lián)劑按照質(zhì)量比為15∶2∶2混合配制成防砂體系，按“油水比”為1∶9將防砂體系制備成水包油型乳狀液，即得水基樹脂防砂劑。按實(shí)施例1的方法填充填砂管并測(cè)其滲透率K1，然后將其浸泡在5％的HCl溶液中48h后取出并測(cè)其滲透率K2，在80℃下進(jìn)行填砂管物模實(shí)驗(yàn)測(cè)量防砂劑的抑砂率、臨界出砂流量和滲透率傷害率。防砂劑對(duì)填砂管滲透率的影響見表3，不同流速下填砂管的出砂量見表4。表3防砂劑對(duì)填砂管滲透率的影響水測(cè)滲透率方向流量/mL.min-1滲透率/mD滲透率保留率/％正向113176-正向21261282表4防砂劑抑砂性能評(píng)價(jià)由表3及表4知，80℃下防砂劑對(duì)填砂管滲透率有一定的傷害，傷害率為18％，在100mL/min大流量連續(xù)注入20PV后，出砂量仍為0.031％，出砂量極少，由此認(rèn)為臨界出砂流速大于100mL/min，且在60mL/min流量下測(cè)得防砂劑的抑砂率為96％。實(shí)施例3，在100℃下將聚酰胺樹脂∶有機(jī)硅樹脂∶聚乙烯吡咯烷酮＝4∶1∶1的質(zhì)量比混合物溶于醇中配制成濃度為40％的樹脂母液，然后將樹脂母液、醇醚類助劑和硅烷偶聯(lián)劑按照質(zhì)量比為15∶1∶2混合配制成防砂體系，按“油水比”為2∶8將防砂體系制備成水包油型乳狀液，即得水基樹脂防砂劑。按實(shí)施例1的方法填充填砂管并測(cè)其滲透率K1，再將其浸泡在煤油中48h后取出測(cè)其滲透率K2，在100℃下進(jìn)行填砂管物模實(shí)驗(yàn)測(cè)量防砂劑的抑砂率、臨界出砂流量和滲透率傷害率。防砂劑對(duì)填砂管滲透率的影響見表5，不同流速下填砂管的出砂量見表6。表5防砂劑對(duì)填砂管滲透率的影響水測(cè)滲透率方向流量/mL.min-1滲透率/mD滲透率保留率/％正向112876-正向21247386表6防砂劑抑砂性能評(píng)價(jià)由表5及表6知，100℃下防砂劑對(duì)填砂管滲透率有一定的傷害，傷害率為14％，在90mL/min大流量連續(xù)注入20PV后，出砂量為0.092％，將流量增加到100mL/min時(shí)，出砂量突然增大，出砂量為0.15％，由此認(rèn)為臨界出砂流速95mL/min，且在60mL/min流量下測(cè)得防砂劑的抑砂率為91％。當(dāng)前第1頁1 2 3