树脂涂层砂评价实验Word文档下载推荐.docx

1、多用于生产井的前期防砂； （2）树脂涂覆砂，其防砂工艺就是在石英砂的 表面上，通过物理或化学的方法均匀的涂覆一层高分子树脂 （如酚醛树脂等 ），经 过晾晒或者烘干、粉碎、过筛等工艺处理后制成树脂涂覆砂 , 树脂涂覆砂砾在常 温下是干固的 , 施工时利用泵车通过携砂液将涂覆砂挤入出砂井套管外的亏空 区域或压裂裂缝中， 在地层温度和压力作用下， 石英砂表面的树脂将会软化而进 一步的粘连固结， 在一定时间内形成具有比较高的强度和渗透性的人工井壁， 以 达到油井防砂的目的。 由于该项技术具有施工工艺简单、 适用范围广、 有效期长、 对地层伤害性小，施工安全等优点， 近十年来在油田应用相当广泛。 缺点是

2、需要 使用大量携砂液，对井壁冲刷严重， 费用高。 多用于生产井出砂后的后期防砂或 压裂防砂。针对青海跃进二号油田目前存在的出砂问题，开展了以下几个方面的研究 和探索。1. 跃进二号油田目前使用树脂覆膜砂评价实验研究2. 油田目前使用树脂覆膜砂改进配方评价实验研究3. 低温树脂涂覆砂的评价实验4. 环氧树脂固砂配方的探讨5. 环氧树脂与酚醛树脂复合体系固砂剂和涂覆砂的研究6. 烧结砂固结的评价实验一 跃进二号油田目前使用树脂覆膜砂评价实验研究固化条件：地下温度为5 0C，水环境下.1. 评价实验实验步骤参照青海石油管理局机械工业局企业标准 -常温树脂覆膜砂。 试样的制备室温下分别称取石英砂 90

3、%（重量比）加入容器中，加入少量 溶剂（丙酮），加入液体树脂、偶联剂和粉状树脂混合均匀，再加入固化剂，搅 拌混合均匀。加热恒温40-45C 3天，使起固化，然后粉碎过筛（20-40 目）,最 终形成树脂砂。选内径25mm长100mm的玻璃管,玻璃管的底端用100目铜网 封口。取树脂涂覆砂 （20-40 目 ）50-100 克,加入到玻璃管中，抽真空用水饱和 ,震动 后压实,置于50C恒温水域中，恒温一定时间后，取出破管，以备下一步强度和 渗透性的测量。抗压强度的测量使用深圳瑞格尔（reger）公司生产的5000牛顿型材料实验机，对试样进行了 抗压强度的测量。采用电脑控制的压缩实验程序，压缩速度

4、设顶为为 5mm/min, 试样高度为 2-4厘米。渗透率的测量使用氮气介质测量试样的气体渗透率， 然后换算为克氏渗透率。 试样长度在 数据表中有。氮气渗透率的测量装置由气瓶、浮子气体流量计、衡压泵（围压） 、 岩心嘉持器、六通伐以及管线阀门等组成。部分试样使用煤油介质测量试样的渗透率。液体渗透率的测量装置由液体 容器、平流泵、衡压泵（围压） 、岩心嘉持器、六通伐以及管线阀门等组成。2. 实验结果与讨论油田目前使用涂覆砂样是从油田现场取回的，具体材料及配方不详。目前 使用涂覆砂评价实验包括了固化温度、固化时间等因素对影响。实验结果如下。2.1油田目前使用涂覆砂固化温度的影响油田目前使用涂覆砂的

5、涂层多为热固性酚醛树脂，随着温度的增加，固化 反应加快，会更多更快的形成体型聚合体。提高了涂覆砂固化强度，在油田应用 中能够延长油井的防砂周期。不同温度50r固化5小时对目前使用涂覆砂的实验数据见表 1-1和图1-1 实验表明，在比较短的固化时间 （5小时），在40-70C的温度范围内，固化强度 随着温度的增加而增加，这明显的反映了目前使用涂覆树脂为热固性复合材料。亠/图1-1 5小时固化时间不同温度的固化强度35 40 45 50 55 60 65 70 75温度（C）5 2 5230表1-1不同温度下的5小时固化强度固化温度（C）404550556065抗压强度（MPa）0.140.290

6、.390.680.891.2由图1-1可以看出，当温度大于65C时，固化抗压强度增加迅速，低于50C 时固化抗压强度小于0.5 Mpa（5小时），可以认为油田目前使用涂覆砂不能满足井温50C以下的油井防砂。值得说明的是上述数据是在经过 5小时的抗压强度，数据偏低与固化时间短有一定的关系。2.2油田目前使用涂覆砂固化时间的影响由于跃进二油田油层深度比较浅，井下温度在 45-50C之间。50E温度下, 不同固化时间的抗压强度的测试数据列于表 1-2中。抗压强度随固化时间的变化 曲线绘于图1-2中。表1-2 50 E不同固化时间的抗压强度固化时间（小时）712244872960.360.380.42

7、0.470.490.5041由上图可以看出，树脂砂的抗压强度随着时间的延长而增加，当达到某一 强度值时，抗压强度随着时间的延长而缓慢增长。 对于跃进二油田目前使用的涂 覆砂，在井下温度50r的条件下，48小时的固化时间已达到了相对比较高的固 化程度。但由于未达到适当的固化温度，此时的固化强度依然不够高。2.3 油田目前使用涂覆砂固化的渗透性涂覆砂固化后的渗透性与砂的粒径、涂覆树脂层的厚度、固化强度等有关。 经对多个试样的氮气渗透率测试，油田目前使用涂覆砂固化后的克氏渗透率在 20-40 达西之间。这说明了油田目前使用涂覆砂固化后仍然保持了相当高的渗透 性，如果改进其低温的固化强度就能够维持油井

8、正常的生产。3. 小结青海跃进二号油田出砂井的井下温度比较低，对目前使用涂覆砂进行了模 拟实际温度的评价实验表明，在井下温度 50C的条件下，48小时的固化时间所达到的固化程度依然不够高，试样的抗压强度低于 0.5Mpa，试样具有很高的渗透 性。可见这种仅有高渗 ,而固化强度差的树脂涂覆砂不能满足跃进二号油田出砂 井防砂的要求。二 油田目前使用树脂覆膜砂改进配方评价实验研究据油田介绍，从油田现场取回的油田目前使用涂覆砂的配方为， 1#液体树脂 4%；2#偶联剂 0.5%；3#固化剂 0.5%；4#固化剂 0.5%；5#粉状树脂 4%；6#20-40 目砂 90%（上述数据为质量百分数 ）。由于

9、该配方不能适用于跃进二号油田低温油 井防砂的要求， 故希望通过对上述配方进行某些配比的改进， 来研究能否提高目 前使用涂覆砂的低温固化强度。开展了改变树脂用量、加大偶联剂和固化剂、 改 变固化环境的酸碱性等因素对提高涂覆砂的低温固化强度影响实验研究。 实验条 件为50T，固化时间48小时。1. 树脂用量有文献报道酚醛树脂涂覆砂合适的树脂用量大约在 10%左右，就可以达到比 较好的固化强度和渗透性。油田目前使用涂覆砂的配方中树脂用量在 8%，应当 是可以的。 通过上述实验分析可以认为应以增加低温固化作用， 作为进一步的研 究方向。本实验中在未改变树脂总用量的前提下，对油田目前使用涂覆砂的配方,

10、调整了液体树脂和粉末树脂的用量比例。 液体树脂对固体粉末树脂的比例分别为 6: 2和2: 6。在50C、48小时固化时间后的实验表明都未形成较好固化强度的 试样。2. 偶联剂用量偶联剂的作用在于增进砂子表面与树脂的结合，偶联剂用量的优化会增进试样的固化强度。油田目前使用涂覆砂的配方中偶联剂用量为 0.5%，在本实验 中将偶联剂用量增加为1%,其它不变，（具体配方为：1#液体树脂4%; 2#偶联 剂1%; 3#固化剂0.5%; 4#固化剂0.5%; 5#粉状树脂4%; 6#20-40目砂90%）。偶联剂用量增加为1%,在50C，48小时固化的涂覆砂试样的抗压强度从0.5MPa增加到0.9 Mpa

11、,渗透率大约在20达西左右。见图2-1。图2-1偶联剂用量对树脂固化强度的影响PM度 强 压 抗3. 固化剂用量在原配方中有两种固化剂，用量各为 0.5%，本实验中将其用量增加一倍，其它不变。其配方为： 2#偶联剂0.5%; 3#固化剂1%; 4#固化剂1%; 6#20-40目砂90%在50C，48小时固化的涂覆砂试样的抗压强度从 0.5MPa增加到0.8Mpa，试样的渗透率为20达西左右，变化不大。见图2-2图2-2固化剂用量对树脂固化强度的影响1 8 6 4 2 00 0 0 0 .）P度强压抗4. 在不同浓度盐酸条件下的低温固化对于酚醛树脂的固化反应而言，有文献表明酸具有催化剂的作用，可

12、以提 高固化速度并增强其固化强度。50C 48小时的恒温固化是在不同浓度的盐酸溶 液中进行的，盐酸的含量分别为 0%、5%、10%和12.5%。固化后的强度测试结 果见图2-3和表2-1。表2-1 50C不同盐酸浓度下固化试样的抗压强度盐酸浓度（%）51012.50.40.921.22盐酸浓度（）偶联剂用量加大，在酸环境下固化的抗压强度对加大偶联剂用量的涂覆砂配方，在 50C盐酸含量10%的环境中恒温48 小时固化制成的试样进行了固化的抗压强度的评价实验。实验数据见表 2-2,结 果表明抗压强度有所增强。表2-2偶联剂用量加大，在酸环境下固化的抗压强度现场用涂覆砂偶联剂1%（10%）偶联剂1%，盐酸浓度（10%）0.95 小节上述改进油田目前使用树脂配方的实验表明，无论增加偶联剂、固化剂的 用量，或者是低温下在有一定浓度盐酸水溶液中， 都可以提高树脂固化后的抗压 强度一倍以上。当偶联剂加倍（用量为 1%）、并在10%浓度盐酸的共同作用下， 可以提高树脂固化后的抗压强度两倍以上， 抗压强度从原来的不到0.4 MPa提高到 1.2 Mpa。尽管通过上述的方法能增强树脂砂的固化强度，就从所能够达到的数值而言，仍然是不够的。 为了有效的提高跃进二号油田树脂涂覆砂的防砂效果， 应当