海上油田注水井低温固结型材料.pdf

《海上油田注水井低温固结型材料.pdf》由会员分享，可在线阅读，更多相关《海上油田注水井低温固结型材料.pdf（7页完成版）》请在专利查询网上搜索。

1、(19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请号 202011142142.3 (22)申请日 2020.10.22 (71)申请人 中国海洋石油集团有限公司 地址 100010 北京市东城区朝阳门北大街 25号 申请人 中海石油 （中国） 有限公司天津分公 司 中海油能源发展股份有限公司工程 技术分公司 (72)发明人 司念亭苏延辉马英文修海媚 张云飞罗昌华黄毓祥付建民 龙江桥郭雯霖刘磊刘国振 张立波秦立民陈钦伟高永华 石张泽董海宽甄宝生孙华 (74)专利代理机构 天津三元专利商标代理有限 责任公司 12203 代理人 胡婉明。

2、 (51)Int.Cl. C04B 26/14(2006.01) E21B 33/13(2006.01) (54)发明名称 海上油田注水井低温固结型材料 (57)摘要 本发明提供一种海上油田注水井低温固结 型材料， 其由树脂胶结剂和树脂固化剂构成； 树 脂胶结剂和树脂固化剂的重量份数比为1： 1； 该 树脂胶结剂由环氧树脂、 偶联剂及支撑剂组成， 其重量份数比为， 支撑剂为100份， 环氧树脂为5 至10份， 偶联剂为0.5至0.6份； 该树脂固化剂由 固化剂和增韧剂组成， 其重量份数比为， 固化剂 为25至30份， 增韧剂为8至10份； 该材料在温度为 45至50、 固化时间为24h的条件下。

3、， 形成的固结 体抗压强度为8.7至9.2MPa， 固结体渗透率6.3 m2， 固结体在10盐酸、 5NaOH中浸泡10天后 抗压强度降低率均0.3， 固结体在5MPa压差 下连续冲刷30天后 ， 固结体强度保留率 99.10， 可满足海上油田注水井防砂的需求。 权利要求书1页 说明书4页 附图1页 CN 112142368 A 2020.12.29 CN 112142368 A 1.一种海上油田注水井低温固结型材料， 其特征在于， 由树脂胶结剂和树脂固化剂构 成； 该树脂胶结剂和树脂固化剂的重量份数比为1： 1； 该树脂胶结剂由环氧树脂、 偶联剂及支撑剂组成， 其重量份数比为， 支撑剂为10。

4、0份， 环 氧树脂为5至10份， 偶联剂为0.5至0.6份； 该树脂固化剂由固化剂和增韧剂组成， 其重量份数比为， 固化剂为25至30份， 增韧剂为 8至10份。 2.根据权利要求1所述的海上油田注水井低温固结型材料， 其特征在于， 所述支撑剂为 石英砂或者陶粒； 所述环氧树脂为改性环氧树脂， 该改性环氧树脂是低熔融固态树脂， 低熔融固态树脂 的软化点温度为705， 环氧当量为500至575； 该低熔融固态树脂为DER661、 Epon1001或 者GT7071； 所述偶联剂为-氨丙基三乙氧基硅烷、 (2,3-环氧丙氧)丙基三甲氧基硅烷或者 -(甲基丙烯酰氧)丙基三甲氧基硅烷； 所述固化剂为改。

5、性的多元胺类固化剂， 该改性的多元胺类固化剂为己二胺与双酮丙烯 酰胺的反应加成物， 该己二胺与双酮丙烯酰胺的反应加成物为ADA-G-1、 ADA-G-2或者ADA- G-1； 所述的增韧剂为热塑性树脂， 该热塑性树脂选用聚砜(PSF)。 权利要求书 1/1 页 2 CN 112142368 A 2 海上油田注水井低温固结型材料 技术领域 0001 本发明属于油田化学油气水井开采防砂技术领域， 尤其涉及一种海上油田注水井 低温固结型材料。 背景技术 0002 随着油田油气水井出砂愈发严重， 防砂工艺面临着众多困难和挑战， 特别是机械 防砂一旦失效， 二次防砂难度大， 无论大修打捞重新完井， 还是。

6、下入小筛管进行二次完井， 都存在工艺复杂、 效率低、 成功率低的问题。 0003 化学防砂的优点是不动管柱作业， 可以降低修井作业风险， 节约动用钻井船的成 本， 避免二次防砂修井液污染储层的问题。 人工井壁防砂技术是目前化学防砂方向中一项 比较成熟的技术， 在国内外油田得到广泛应用， 尤其是在井温在60以上防砂效果更为理 想。 0004 渤海油田储层多为疏松砂岩， 埋藏浅、 长期注水开采导致井温普遍偏低(50)， 而在低温下化学防砂材料固化强度很低， 甚至不固结； 由于海上油田的生产条件独特， 如平 台生产作业空间受限， 缺乏淡水， 环保要求高， 生产污水需经过处理后回注地层， 但是水质 的。

7、指标还不能完全达到注入水的标准， 导致储层堵塞， 增加了酸化作业轮次或是大修作业 (修井液基本为弱碱性)， 这就又对化学防砂后形成的人工井壁提出耐酸、 耐碱的要求， 同时 海上平台寿命期限内(1520年)为收回投资而采取的强注强采等措施， 尤其是注水井， 日 注水量高达800m32000m3， 相对于油井， 注水井米注水强度是油井4倍之多， 甚至更高， 因 此， 海上油田注水井对耐冲刷性能、 抗压强度提出了更苛刻的要求。 0005 国内外现有的树脂涂覆砂防砂技术虽然成熟， 但无法同时满足海上油田低温快速 固结、 强注强采方式、 多轮次酸化及大修作业对人工井壁提出的难题与挑战， 因此， 研制一 。

8、种适用于海上油田注水井低温固结型材料尤为重要。 发明内容 0006 本发明目的在于提供一种海上油田注水井低温固结型材料,以解决注水井人工井 壁防砂技术问题， 可以用于老井套管破损处堵漏封口和新井近井地带挡砂屏障的形成。 0007 为实现上述目的， 本发明的海上油田注水井低温固结型材料的具体技术方案如 下： 0008 一种海上油田注水井低温固结型材料， 其由树脂胶结剂和树脂固化剂构成； 该树 脂胶结剂和树脂固化剂的重量份数比为1： 1； 该树脂胶结剂由环氧树脂、 偶联剂及支撑剂组 成， 其重量份数比为， 支撑剂为100份， 环氧树脂为5至10份， 偶联剂为0.5至0.6份； 该树脂固 化剂由固化。

9、剂和增韧剂组成， 其重量份数比为， 固化剂为25至30份， 增韧剂为8至10份。 0009 前述的海上油田注水井低温固结型材料， 其中， 所述支撑剂为石英砂或者陶粒； 所 述环氧树脂为改性环氧树脂， 该改性环氧树脂是低熔融固态树脂， 低熔融固态树脂的软化 点温度为705， 环氧当量为500至575； 该低熔融固态树脂为DER661、 Epon1001或者 说明书 1/4 页 3 CN 112142368 A 3 GT7071； 所述偶联剂为-氨丙基三乙氧基硅烷、 (2,3-环氧丙氧)丙基三甲氧基硅烷或 者-(甲基丙烯酰氧)丙基三甲氧基硅烷； 所述固化剂为改性的多元胺类固化剂， 该改性的 多元胺。

10、类固化剂为己二胺与双酮丙烯酰胺的反应加成物， 该己二胺与双酮丙烯酰胺的反应 加成物为ADA-G-1、 ADA-G-2或者ADA-G-1； 所述的增韧剂为热塑性树脂， 该热塑性树脂选用 聚砜(PSF)。 0010 本发明的海上油田注水井低温固结型材料具有以下优点： (1)可以满足海上油田 作业特点， 在45至50低温条件下， 能够24小时快速固化， 形成的固结体强度为8.7至 9.2MPa， 固结体渗透率6.3 m2； (2)树脂胶结剂和树脂固化剂形成的固结体分别在10盐 酸、 5NaOH中浸泡10天后抗压强度降低率均0.3； (3)树脂胶结剂和树脂固化剂形成的 固结体在5MPa压差下连续冲刷3。

11、0天后， 固结体强度保留率99.10， 可以满足海上油田注 水井防砂的需求。 附图说明 0011 图1为本发明海上油田注水井低温固结型材料采用20至40目石英砂作为支撑剂制 得的固结体的单轴抗压强度曲线图。 0012 图2为本发明海上油田注水井低温固结型材料采用20至40目陶粒作为支撑剂制得 的固结体的单轴抗压强度曲线图。 具体实施方式 0013 为了更好地了解本发明的目的、 结构及功能， 下面结合附图， 对本发明一种海上油 田注水井低温固结型材料做进一步详细的描述。 0014 本发明海上油田注水井低温固结型材料， 其由树脂胶结剂和树脂固化剂构成； 该 树脂胶结剂和树脂固化剂的重量份数比为1：。

12、 1； 该树脂胶结剂由环氧树脂、 偶联剂及支撑剂 组成， 其重量份数比为， 支撑剂为100份， 环氧树脂为5至10份， 偶联剂为0.5至0.6份； 该树脂 固化剂由固化剂和增韧剂组成， 其重量份数比为， 固化剂为25至30份， 增韧剂为8至10份。 0015 本发明海上油田注水井低温固结型材料， 其中， 该支撑剂为石英砂或者陶粒； 该环 氧树脂为改性环氧树脂， 该改性环氧树脂是低熔融固态树脂， 低熔融固态树脂的软化点温 度为705， 环氧当量为500至575； 该低熔融固态树脂为DER661、 Epon1001或者GT7071； 该 偶联剂为-氨丙基三乙氧基硅烷、 (2,3-环氧丙氧)丙基三甲。

13、氧基硅烷或者-(甲基 丙烯酰氧)丙基三甲氧基硅烷； 该固化剂为改性的多元胺类固化剂， 该改性的多元胺类固化 剂为己二胺与双酮丙烯酰胺的反应加成物， 该己二胺与双酮丙烯酰胺的反应加成物为ADA- G-1、 ADA-G-2或者ADA-G-1； 该增韧剂为热塑性树脂， 该热塑性树脂选用聚砜(PSF)。 0016 实施例一： 0017 按照现有工艺方法制备本发明海上油田注水井低温固结型材料。 0018 按照重量份数称取低熔融固态树脂(DER661)7份， -氨丙基三乙氧基硅烷0.5份， 20至40目的石英砂100份， 倒入容器内， 按照现有工艺方法， 经过混合加热、 搅拌、 冷却成块 状、 碾压粉碎、。

14、 过筛制成成品树脂砂， 即树脂胶结剂。 0019 按照重量份数称取己二胺与双酮丙烯酰胺的反应加成物(ADA-G-1)30份， 聚砜 (PSF)10份， 倒入容器内， 按照现有工艺方法， 加热混合搅拌均匀， 制备成树脂固化剂； 说明书 2/4 页 4 CN 112142368 A 4 0020 其中， 己二胺与双酮丙烯酰胺的反应加成物(ADA-G-1)是在装有搅拌、 回流冷凝器 和温度计的三口烧瓶里进行， 向烧瓶里添加1mol浓度为64.1的双酮丙烯酰胺和0.75mol 浓度为35.9的熔融己二胺， 加热到60反应2h后制得。 0021 实施例二： 0022 本发明海上油田注水井低温固结型材料的。

15、性能测试。 0023 (1)将长20cm2.5cm的玻璃管下端堵上带孔胶塞， 胶塞上面垫一层滤网(能挡住 树脂砂为佳)； 0024 (2)将成品树脂砂150g倒入玻璃管中垂直震实5min； 0025 (3)将玻璃管连接在吸滤流程上， 启动真空泵， 把150mL(150g)树脂固化剂液体连 续倒入玻璃管中， 当固化剂液面降至树脂砂表面以上3cm处， 立即将玻璃管从吸瓶上拔下并 堵塞孔眼将其置于50的恒温水浴中， 恒温24h进行胶结固化反应； 0026 (4)将玻璃管从固结的树脂砂外面小心剥离， 制得规格为长度2.500.10cm， 直径 2.500.10cm的试样， 用作抗压强度测试， 剩余胶结。

16、体将两端切割平整并清理洁净， 规格为 长度不小于岩心直径的1.5倍， 用作测试样。 0027 测试结果： 抗压强度为8.744MPa， 固结体渗透率为6.33 m2； 经10盐酸、 5NaOH 中浸泡10天后抗压强度降低率分别为0.14、 0.23； 在5MPa压差下连续冲刷30天后， 固结 体强度保留率99.10。 0028 图1为20至40目石英砂作为支撑剂， 采用实施案例一中的配方制得的固结体的单 轴抗压强度曲线， 抗压强度为8.744MPa。 0029 将实施例1中的支撑剂换成20至40目的陶粒， 采用与实施例1完全相同的工艺制备 树脂胶结剂、 树脂固化剂， 采用与实施例2完全相同的工。

17、艺制备测试样， 并采用实施例2相同 的测试方法对测试样进行测试。 测试结果是： 抗压强度为9.242MPa， 固结体渗透率为7.71 m2； 耐酸碱性能和耐冲刷性能与实施例2测试结果基本一致。 0030 图2为20至40目的陶粒作为支撑剂， 采用与实施案例一相同配方和工艺形成的固 结体的单轴抗压强度曲线， 抗压强度为9.242MPa。 0031 本发明海上油田注水井低温固结型材料， 截至2020年8月， 在渤海油田实施注水井 人工井壁化学防砂3井次， 根据目前统计数据来看， 经该技术进行出砂治理的注水井施工结 束后， 注水压力降低很明显， 基本达到初期的配注要求， 油井受效良好， 产液量恢复较。

18、快， 产 油量基本达到设计要求， 整体防砂效果达到预期， 成功率100。 0032 本实施例中未进行说明的内容为现有技术， 故， 不再进行赘述。 0033 本发明海上油田注水井低温固结型材料的设计原理是： 采用的树脂固化剂为改性 后的多元胺类固化剂， 该改性后的多元胺类固化剂是己二胺与双酮丙烯酰胺的反应加成 物， 其作用是可释放质子促进树脂软化点降低， 满足低温固化要求， 同时可改善树脂胶结剂 和树脂固化剂的力学及热冲击等性能， 提高树脂胶结剂和树脂固化剂的耐酸性、 耐透气性 和耐水性， 从而可保持海上油田注水井低温固结型材料的耐碱性不变。 采用的增韧剂为热 塑性树脂， 比如采用聚砜， 由于环。

19、氧树脂固化后呈三维网状结构， 本质上硬而脆， 并且经加 热、 固化及冷却过程后成固化物， 由于固化收缩， 产生了内应力， 使其断裂能及断裂韧性降 低， 不耐冲击， 在导入具有玻璃化温度更低、 柔性链状结构的热塑性树脂粉聚砜后， 将链增 长， 交联点间分子质量增大， 从而提高拉伸弹性模量， 可以起到较佳的增韧效果。 采用的偶 说明书 3/4 页 5 CN 112142368 A 5 联剂为-氨丙基三乙氧基硅烷、 (2,3-环氧丙氧)丙基三甲氧基硅烷或者-(甲基丙 烯酰氧)丙基三甲氧基硅烷， 其作用是水解后生成的氢基， 可与石英砂表面生成Si-O键和氢 键， 氨基则可与环氧树脂的环氧基反应生产化学。

20、键， 将树脂与石英砂或是陶粒偶联起来， 有 效提高两者之间的结合力。 0034 可以理解， 本发明是通过一些实施例进行描述的， 本领域技术人员知悉的， 在不脱 离本发明的精神和范围的情况下， 可以对这些特征和实施例进行各种改变或等效替换。 另 外， 在本发明的教导下， 可以对这些特征和实施例进行修改以适应具体的情况及材料而不 会脱离本发明的精神和范围。 因此， 本发明不受此处所公开的具体实施例的限制， 所有落入 本申请的权利要求范围内的实施例都属于本发明所保护的范围内。 说明书 4/4 页 6 CN 112142368 A 6 图1 图2 说明书附图 1/1 页 7 CN 112142368 A 7 。