一种温触型油包水硅酸盐抑砂剂及其制备方法与流程

本发明属于防砂，具体涉及一种温触型油包水硅酸盐抑砂剂及其制备方法。

背景技术：

1、当油田开发进入中后期，地层中高泥质和粉细砂增多，导致油井产量下降快，提液难度大。因为泥质、粉细砂堵塞在储层近井地带，导致地层渗流能力迅速下降，同时生产过程中，地层微粒运移至砾石充填带，混合层导流能力下降。如何有效控制粘土、粉细砂等微粒在储层及充填带的运移成为解决以上抑砂技术问题的有效手段。

2、目前化学防砂多用树脂类固砂剂，但树脂固砂主要为骨架固砂，砂砾多为0.2mm以上，对粉细砂抑砂存在不足，且固结后导致渗透率下降严重；同时，树脂固砂液在输入地层时，已开始固化反应，存在堵塞管道的风险，有效利用率降低。因此，研究廉价、实用高效的新型化学抑砂剂成为开发疏松砂岩油藏的必然趋势。

3、硅酸盐类常用作无机类化学防砂，一般反应速度快，无法实现深部抑砂，而且渗透率下降严重。cn 112920786a公开了一种高渗透率保留率的复合防砂剂，由以下质量百分比的组分组成：改性无机硅酸盐7％～10％、复合树脂15％～20％、阳离子聚合物5％～10％、诱发剂10～15％、稳定剂5～8％、增孔剂10～15％、余量为水。该复合防砂剂成本低，工艺施工简单，能够实现抑砂、固砂、控砂等多级别防砂，防砂强度高，耐冲刷性能好，渗透率保留率大于92％，不含有机氯、硫等危害性物质，较好地解决了海上油田油水井地层或者骨架出细粉砂、老井含水高、地层亏空较大井的防砂问题。该专利利用改性硅酸盐与复合树脂、阳离子聚合物等构成复合防砂剂，可实现多级别防砂，同时使得渗透率保留率大于92％，对疏松砂岩油藏开发非常有利。但是，该专利中无法有效控制固化反应的反应速度，且由于复合树脂的应用，无法实现井底的深运移。

技术实现思路

1、针对上述现有技术存在的问题而提供一种温触型油包水硅酸盐抑砂剂及其制备方法。该抑砂剂能够运移至地层深部进行固结微粒砂，在保持地层高渗透率下实现抑砂目的。该抑砂剂具有渗透率保留率高、耐冲刷能力强、有效期长、施工方便且成本低廉特点。

2、因此，为了实现上述目的，一方面，本发明公开了一种温触型油包水硅酸盐抑砂剂，由以下重量份的原料制成的：

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5、第二个方面，本发明公开了一种温触型油包水硅酸盐抑砂剂的制备方法，包括以下步骤：

6、(1)将烯腈类单体溶解于油相溶剂中，并加入引发剂，反应得到聚烯腈类聚合物油相溶液；

7、(2)将聚烯腈聚合物油相溶液与水玻璃、span80，搅拌混合，所得为温触型油包水硅酸盐抑砂剂母液；

8、(3)将上述母液与水混合，制得温触型油包水硅酸盐抑砂剂工作液。

9、本发明的温触型油包水硅酸盐抑砂剂，可以达至地层深部抑制地层微粒运移，工作原理为：油相中的烯腈类单体在引发剂的作用下生成聚烯腈类油相溶液，将聚烯腈、水玻璃溶液、表面活性剂和水制成油包水低粘乳液，使其低温下不发生反应，且方便输送。输送至地层后，温度升高，当达到60℃及以上时，低粘乳液破乳，且聚烯腈发生缓慢水解反应，缓慢释放聚羧酸。同时由于丙烯酸甲酯、丙烯酸丁酯的存在也可释放羧酸，实现羧酸的梯度释放。羧酸进入水相，促使水玻璃发生脱水反应，生成多聚体硅酸凝胶，呈立体网状结构，与砂砾产生交联和束缚作用，实现抑砂作用。同时，由于硅酸凝胶呈多孔状，以及在油相的作用下，使得固结后渗透率的保留率较高。

10、固化机理如下所示：

11、(1)水玻璃中硅酸根与聚羧酸释放的h+结合，生成正一价硅酸根；

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15、(2)弱酸环境下，硅酸与负一价硅酸根进行氧连反应，生成二聚体；

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17、(3)酸性环境下，硅酸与正一价硅酸根进行羟连反应，生成二硅酸；

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19、(4)二聚体进一步聚合形成三聚体、四聚体等，进而得到聚合凝胶，达到束缚砂砾目的。

20、与现有技术相比，本发明具有以下优点：

21、(1)将聚烯腈和水玻璃进行油包水乳液化处理，使其在输送过程中不会发生反应，实现深运移，到达地层后，利用地层高温触发反应，释放活性基团，实现抑砂；

22、(2)破乳后，聚烯腈发生水解，缓慢释放羧酸，可促进水玻璃的脱水反应，且形成的硅酸凝胶呈现多孔结构，耐冲刷能力强，可保持抑砂后粉细砂层的渗透率，利于油藏开采；

23、(3)油包水型结构，可控制水解速度，实现羧酸梯度释放，并在井下发生定位水解。

技术特征：

1.一种温触型油包水硅酸盐抑砂剂，其特征在于，所述抑砂剂由以下重量份的原料制成的：

2.如权利要求1所述一种温触型油包水硅酸盐抑砂剂，其特征在于，所述抑砂剂由以下重量份的原料制成的：

3.如权利要求2所述一种温触型油包水硅酸盐抑砂剂，其特征在于，所述抑砂剂由以下重量份的原料制成的：

4.如权利要求1所述一种温触型油包水硅酸盐抑砂剂，其特征在于，所述的烯腈类单体为丙烯腈、丁烯腈、2-戊烯腈、3-戊烯腈、1，5-己烯腈中的一种和丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸丁酯中的一种的混合物，混合质量比为1:(0.1～2.3)。

5.如权利要求4所述一种温触型油包水硅酸盐抑砂剂，其特征在于，所述的烯腈类单体为丙烯腈或丁烯腈与丙烯酸甲酯或丙烯酸乙酯的混合物，混合质量比为1:(0.5～1.5)。

6.如权利要求1所述一种温触型油包水硅酸盐抑砂剂，其特征在于，所述的油相溶剂为二甲基甲酰胺或二甲基乙酰胺和白油的混合物，混合质量比为1:(1～5)。

7.如权利要求1所述一种温触型油包水硅酸盐抑砂剂，其特征在于，所述的引发剂为偶氮二异丁腈、过氧化二苯甲酰中的一种或二种的混合物，混合质量比为1:(0.1～5)。

8.如权利要求1所述一种温触型油包水硅酸盐抑砂剂，其特征在于，所述水玻璃的模数为1.5～2.6。

9.一种温触型油包水硅酸盐抑砂剂的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括以下步骤：

10.如权利要求9所述一种温触型油包水硅酸盐抑砂剂的制备方法，其特征在于，步骤(1)中，所述反应温度为60℃～70℃，反应时间为60min～240min。

11.如权利要求10所述一种温触型油包水硅酸盐抑砂剂的制备方法，其特征在于，所述反应温度为60℃～65℃，反应时间为60min～120min。

12.如权利要求9所述一种温触型油包水硅酸盐抑砂剂的制备方法，其特征在于，步骤(1)中，所述引发剂以溶液的形式加入，引发剂与有机溶剂配成浓度为1％-20％。

技术总结本发明属于防砂技术领域，具体涉及一种温触型油包水硅酸盐抑砂剂及其制备方法。该方法包括以下步骤：将烯腈类单体溶解于油相溶剂中，并加入引发剂，反应得到聚烯腈类聚合物油相溶液；将聚烯腈聚合物油相溶液与水玻璃、span80，搅拌混合，所得为温触型油包水硅酸盐抑砂剂母液；将上述母液与水混合，制得温触型油包水硅酸盐抑砂剂工作液。该抑砂剂能够运移至地层深部进行固结微粒砂，在保持地层高渗透率下实现抑砂目的。该抑砂剂具有渗透率保留率高、耐冲刷能力强、有效期长、施工方便且成本低廉等特点。技术研发人员：王增林,赵益忠,陈刚,左家强,武明鸣,陈雪,梁伟,马丁,姜静,魏芳受保护的技术使用者：中国石油化工股份有限公司技术研发日：技术公布日：2024/6/23