技术领域
[0001] 本
发明属于石油开发的技术领域，具体的涉及一种实现砂粒自聚的防砂剂。
背景技术
[0002] 近年来，国内大部分油田的开采程度不断加深，使得
地层能量迅速下降，从而导致油井出砂严重，进而严重制约着油田每日的正常生产，因此防砂工作迫在眉睫。目前主要采用复合防砂，其中化学防砂主要采用涂敷砂进行防砂，现场应用取得了一定的效果，例如CN104650840B所述高强高渗化学防砂剂在油田的大规模使用，同时许多新式的材料和防砂技术逐渐地在施工现场得到推广和使用。
[0003] 但是现有的化学防砂法还具有一定的问题：(1)传统化学防砂所采用的胶结剂是将松散的砂仅在
接触点处胶结起来，无法形成有效的防砂面，所形成的胶结形式强度不高，形成的固结效果较差，受地
层压力的作用极易
破碎，导致防砂失败；且注入的胶结剂需要很高的黏度才能达到该形式的胶结效果，但是高黏度胶结剂的注入又会增加施工的负担，安全性大大降低；(2)通过粘连的方式进行防砂，对于粉砂甚至是泥沙基本不能起到
固化效果，防砂范围较小，因此防砂效果会大打折扣，达不到理想的防砂效果。
[0004] 因此，亟待研发出一种固结效果好，作用范围较广的化学防砂体系，成为提高防砂成功率，延长防砂有效期，保证油田防砂效果的关键。
发明内容
[0005] 本发明的目的在于针对传统化学防砂所用防砂剂固结效果差，作用范围小的问题而提供一种实现砂粒自聚的防砂剂，该防砂剂通过其化学剂之间的协同作用实现了砂粒自聚，能够将地层砂粒包裹成团固定在地层的相应
位置，明显提高固结效果，增大作用范围，对细粉砂也能起到良好的固砂效果。
[0006] 本发明的技术方案为：一种实现砂粒自聚的防砂剂，包括自聚液、自聚助剂和固砂剂三部分；其中自聚液主要成分为天然多糖类化合物，自聚助剂主要成分为无机盐。
[0007] 所述自聚液与自聚助剂的
质量比为1:1～10；自聚液与固砂剂的质量比为1～6:1。
[0008] 所述自聚液为天然多糖类化合物
水溶液，质量浓度为0.1％～5％；所述自聚助剂为无机盐水溶液，质量浓度为0.05％～10％。
[0009] 所述自聚液质量浓度为3.0％～5％；所述自聚助剂质量浓度为1.2％～10％。
[0010] 所述天然多糖类化合物为偏
硅酸钠、琼脂、明胶、卡拉胶、黄原胶、海藻酸钠和壳聚糖中至少一种。
[0011] 所述无机盐中所含离子为Pb2+、Cu2+、Cd2+、Ba2+、Sr2+、Co2+、Ni2+、Zn2+、Mn2+、Al3+和H+中至少一种。
[0012] 所述固砂剂为环
氧树脂及其固化剂体系、不饱和聚酯树脂及其固化剂体系、
酚醛树脂及其固化剂体系和呋喃树脂及其固化剂体系中的一种。
[0013] 所述自聚液以0.5～0.8m3/min的
排量注入，自聚助剂以0.8～1.0m3/min的排量注入，固砂剂以0.3～0.5m3/min的排量注入。三部分先后以各自所述的排量注入，可以形成较好的砂团自聚效果，且作用范围要远远高于单种防砂材料的加入，最终的作用范围可以达到20～80m。
[0014] 本发明的有益效果为：本发明所述实现砂粒自聚的防砂剂包括自聚液、自聚助剂和固砂剂三部分；其中自聚液主要成分为天然多糖类化合物，自聚助剂主要成分为无机盐。
[0015] 针对地层出砂，本发明首先向地层中注入自聚液实现对地层砂粒的预浸，之后向地层中注入自聚助剂，此时自聚助剂与自聚液在地层相遇后能在瞬间发生交联作用，形成一个三维交联网络结构，将砂粒等捕获其中，从而实现砂粒自聚成团的效果。自聚完成后，砂粒被固定在地层的相应位置，为适应不同储层特征，进一步提高自聚砂团的固砂强度和耐热性，在前期自聚的
基础上引入固砂剂，向地层中注入该固砂剂，在自聚砂团上实现包覆，在地层
温度的作用下经过一定时间便能够固化，形成牢固的交联网络，从而提高自聚砂2
团的固砂强度和耐热性，可以将砂团的强度提高到5MPa以上，同时保持有效渗透率在6μm及以上。
[0016] 综上所述，本发明所述防砂剂包括三部分，创新性的采用三种不同化学材料进行共同作用实现了砂粒自聚，首先利用自聚液的高粘性实现对地层砂粒的预浸过程，然后在与自聚助剂接触后，能将地层砂粒提前固定在相应位置，为后续能够更高效地起到固砂打下坚实基础；之后向地层中注入固砂剂，在地层温度的作用下完成交联固化的过程，为地下砂团提供合适的固砂强度和耐热性。采用同种设备进行注入，相较于现有化学防砂剂而言，该三种不同化学材料的注入可以延长有效地作用范围，作用范围可以达到20～80m，从而达到理想的防砂面积。
[0017] 在所述配比范围内，对三部分进行不同的配比组合，所制备的砂柱抗压强度能够在5～16MPa范围内可调；这样便可以根据不同的地层条件，进行防砂剂的配比，既节约了成本又达到了一定的改造效果，可以提升防砂效率。
[0018] 同时三种化学材料易于获得，并且无毒害，环保，满足了油田化学对环境的保护需求，同时配制容易，可以在油田现场进行配制并
马上投入使用，节约了前期材料准备的成本。本发明所述防砂剂可以改善化学防砂的作用温度，作用强度以及作用范围。经过现场试验证明，该防砂剂在
砂岩油藏出砂油井中取得了非常好的防砂效果。
附图说明
[0019] 图1为对比实验例1中自聚液不同质量浓度对砂粒聚集效果的影响对比图。
[0020] 图2为对比实验例2中自聚助剂不同质量浓度对砂粒聚集效果的影响对比图。
[0021] 图3为对比实验例3中自聚液与自聚助剂的共同作用对细粉砂的作用效果对比图。
具体实施方式
[0022] 下面通过
实施例对本发明进行详细的说明。
[0023] 实施例1
[0024] 所述实现砂粒自聚的防砂剂，包括自聚液、自聚助剂和固砂剂三部分；其中自聚液为海藻酸钠水溶液，质量浓度为0.1％；自聚助剂为氯化
铜水溶液，质量浓度为0.05％；固砂剂为
环氧树脂及其固化剂体系。
[0025] 所述自聚液、自聚助剂、固砂剂的质量比为1：2：0.5。
[0026] 取自聚液润湿砂粒，之后将浸润了共混物的砂粒引入自聚助剂中，即可瞬间形成自聚砂团，向砂团中引入固砂剂，在自聚砂团上实现包覆，在一定温度固化后可得到耐温140℃，抗压强度达10MPa的砂团。
[0027] 实施例2
[0028] 所述实现砂粒自聚的防砂剂，包括自聚液、自聚助剂和固砂剂三部分；其中自聚液为偏
硅酸钠水溶液，质量浓度为5％；自聚助剂为氯化锌水溶液，质量浓度为10％；固砂剂为呋喃树脂及其固化剂体系。
[0029] 所述自聚液、自聚助剂、固砂剂的质量比为1：5：0.2。
[0030] 上述的三种材料，通过现场实际施工的
泵注程序，先以0.5～0.8m3/min的排量注入自聚液，再以0.8～1.0m3/min的排量注入自聚助剂，最后以0.3～0.5m3/min的排量注入固砂剂，以此便可以形成较好的砂团自聚效果，且作用范围要远远高于单种防砂材料的加入，最终的作用范围可以达到20～80m。
[0031] 实施例3
[0032] 所述实现砂粒自聚的防砂剂，包括自聚液、自聚助剂和固砂剂三部分；其中自聚液为卡拉胶水溶液，质量浓度为3％；自聚助剂为
硫酸钴水溶液，质量浓度为1.2％；固砂剂为酚醛树脂及其固化剂体系。
[0033] 所述自聚液、自聚助剂、固砂剂的质量比为1：5：0.3。
[0034] 将该实施例所述防砂剂应用至致密砂岩气藏直井中，其中地层温度120℃，日出砂1.67m3/d，2012.7.30-2012.8.3金属
棉虑砂管防砂，泵上掺水投产；2013.10.15-11.2高压充填防砂(高充
石英砂15m3)；2014.6.28-2014.7.20拔绕堵漏、分层地填+筛管环填、泵上掺水投产(原因是泵及尾管泥砂堵，地填石英砂15m3)；2016.5.10-2015.5.16检泵、找漏、卡封(Y211-150封胶皮坏，第42根油管本体有一个洞)；2017.3.7-2017.6.2检泵、拔封、拔绕、涂防4次，低
密度防砂一次下泵(泵完好)；2018.4.2泵卡关，8：00泵下掺水洗井不通，15：00作业队做工作吊车活动解卡，洗井无效，井口不返水，分析砂卡关井。决定检泵、地层填砂，自聚井壁防砂。采用所述防砂剂进行自聚防砂改造：
[0035] (1)下防砂管柱底带笔尖复探砂面；
[0036] (2)更换井口
密封圈，座好井口，上好全部井口螺丝，对
角顶丝顶紧；
[0037] (3)连接地面管线，试泵、试压20MPa，3min不刺不漏为合格；
[0038] (4)接管线清水正洗井至
套管返液5min，试挤3-5m3清水，泵压稳定后，求吸水指数，合格，执行下步；
[0039] (5)正替前置液，清水，正挤自聚材料等相关施工工艺。
[0040] 最终，通过防砂后每日出砂统计，该井防砂改造效果较好，利用所述防砂剂压裂改造后日出砂量无。
[0041] 实施例4
[0042] 所述实现砂粒自聚的防砂剂，包括自聚液、自聚助剂和固砂剂三部分；其中自聚液为琼脂水溶液，质量浓度为4％；自聚助剂为氯化钡水溶液，质量浓度为5％；固砂剂为不饱和聚酯树脂及其固化剂体系。
[0043] 所述自聚液、自聚助剂、固砂剂的质量比为1：7：0.2。
[0044] 将该实施例所述的防砂剂应用至某井，该井15年重复压裂后，由于出砂严重，一直无法正常生产，后进行关井。施工前该井累计产油121t，采用人工井壁防砂后，6月份注汽转抽，几次测定
原油含砂量均为“痕迹”或“无”，油井开始正常生产，3个月内，累计增油798t。
[0045] 对比实验例1
[0046] 将不同质量浓度的自聚液与砂粒混合后加入至相同的四份自聚助剂中，观察砂粒的聚集效果。发现当自聚液的质量浓度较低时(如0.3％)，对砂粒的聚集效果不好，有明显的脱砂状况。随着自聚液质量浓度的提高，其对砂粒的聚集效果得到明显的改善，当质量浓度提高至3.0％时已经观察不到脱砂现象的发生。结果请见图1。
[0047] 对比实验例2
[0048] 将自聚液与砂粒混合后分别加入到不同质量浓度的自聚助剂中，观察砂粒的聚集效果：发现当自聚助剂质量浓度较低时(如0.3％)，对砂粒的聚集效果不好，有明显的脱砂状况。随着自聚助剂质量浓度的提高，其对砂粒的聚集效果得到明显的改善，当质量浓度提高至1.20％时，已经观察不到脱砂现象的发生。结果请见图2。
[0049] 对比实验例3
[0050] 以石英砂(50％)、陶粒(20-40目，25％)、陶粒(70-90目，25％)作为基体，通过改变黏土的质量分数(5％黏土、10％黏土、20％黏土、40％黏土)模拟地层环境，观察自聚液与自聚助剂的共同作用对细粉砂的作用效果。结果请见图3。
[0051] 从图3中可知，当黏土的质量达到40％时，自聚液和自聚助剂的共同作用仍能对体系达到良好的自聚效果，即自聚体系能够对细粉砂起到良好的固砂效果，未发生脱砂现象。
