[发明专利]一种纤维复合防砂材料及其制备方法

说明书

技术领域

本发明属于石油天然气开采防砂技术领域，具体涉及一种纤维复合防砂材料及其制备方法。

背景技术

防砂是胶结疏松的油气藏开发过程中控制储层出砂的工艺措施。青海柴达木盆地涩北气田储层主要为第四系粉砂岩和泥质粉砂岩，欠压实、成岩性差、胶结疏松，具有三高(高粘土、高泥质、高矿化度)一强(敏感性强)、出砂严重等特点。所出砂为细粉砂(粒度为0.04-0.07mm)，防砂难度极大。目前已研究出来的纤维复合防砂技术，对于含气饱和度高、隔层较大的气田，可以取得较好的效果。涩北气田存在三分之一左右的含水气层，涩北气藏要得到高效的开发，就必须开发这些气层。由于气藏的开发，气藏压力降低，开发如涩北气田的这类含水气层，出水加剧，出砂严重，使用常规的无筛管纤维复合防砂技术，会导致防砂作业后出水增加，出砂加剧，防砂效果差。因此，在开发此类含水气层时，需要将抑水与防砂相结合，提高这类含水气层的开发效果。

发明内容

本发明要解决的问题是提供一种纤维复合防砂材料及其制备方法，提高含水气层的开发效果。

为了达到上述目的，本发明采用的技术方案为：一种纤维复合防砂材料，包括支撑剂、支撑剂表面的涂层、纤维，所述涂层包括树脂和抑水材料。

上述方案中，所述纤维的质量为支撑剂质量的1％-5％，所述树脂的质量为支撑剂质量的3％-10％，所述抑水材料的质量为树脂质量的5％-15％。

上述方案中，所述涂层中还包括偶联剂，所述偶联剂为有机硅偶联剂，所述有机硅偶联剂的质量为树脂质量的0.2％-1.5％。

上述方案中，所述抑水材料为线性或环状甲基含氢聚硅氧烷。

上述方案中，所述树脂为酚醛树脂、改性酚醛树脂、环氧树脂、石油树脂、烯烃树脂和有机硅树脂中的一种或几种的混合物。

上述方案中，所述支撑剂为石英砂或陶粒。

上述方案中，所述纤维为陶瓷纤维或玻璃纤维。

上述方案中，所述纤维的长度为2mm-15mm，直径为8um-20um。

上述方案中，所述纤维中添加纤维质量1％-2％的抑水材料。

一种纤维复合防砂材料的制备方法，所述方法包括：在纤维中加入抑水材料，使纤维润湿均匀；将支撑剂加热到60℃，在搅拌的条件下，加入树脂、偶联剂及抑水材料，搅拌成均匀的混合物；在20℃-30℃条件下，将上述混合物风干至不相互粘连时加入经抑水处理好的纤维，继续搅拌均匀，彻底风干。

与现有技术相比，本发明技术方案产生的有益效果如下：

本发明在保证胶结性能的基础上，增加气相渗透率，减少水相渗透率，达到在相同含气饱和度条件下，能够采出更多的气，抑制并减少水的产出。本发明中纤维存在增加树脂的胶结强度，以保证树脂胶结失效后，纤维仍能够起到拉扯作用，保证复合体的强度，起到长效防砂的作用。

附图说明

图1为本发明实施例提供的纤维复合防砂材料的结构原理图；

图2为本发明实施例中石英砂经抑水处理前后气-水相渗性能改善情况图；

图3为本发明实施例中陶粒经抑水处理前后气-水相渗性能改善情况图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明技术方案进行详细描述。

如图1所示，本发明实施例提供了一种纤维复合防砂材料，包括支撑剂、涂在支撑剂表面的涂层及纤维，涂层包括树脂、抑水材料和偶联剂。树脂主要起到胶结作用，在地层条件下可以将支撑剂中单个颗粒胶结成固结体；抑水材料可以提高颗粒表面的抑水性能，增加结合体的气相渗透性；纤维起到类似混凝土中钢筋的作用，纤维可以增加支撑剂涂层树脂的胶结强度，使形成的纤维和涂层的抑水支撑剂复合体强度增大，以保证树脂胶结失效后，纤维仍能够起到拉扯作用，保证复合体的强度。在树脂中加入偶联剂，是为了增加树脂的胶结能力，偶联剂可以与支撑剂、树脂以及纤维表面形成氢键，使树脂更容易将支撑剂和纤维固结在一起，且强度更大。

所用纤维的质量为支撑剂质量的1％-5％，所用树脂的质量为支撑剂质量的3％-10％，所用抑水材料的质量为树脂质量的5％-15％，所用偶联剂的质量为树脂质量的0.2％-1.5％。纤维中添加入纤维质量1％-2％的抑水材料。

在实际应用中，支撑剂可为石英砂或陶粒；树脂可为酚醛树脂、改性酚醛树脂、环氧树脂、石油树脂、烯烃树脂和有机硅树脂中的一种或几种的混合物；抑水材料可为线性或环状甲基含氢聚硅氧烷；偶联剂可为有机硅偶联剂；纤维可为陶瓷纤维或玻璃纤维，纤维的长度为2mm-15mm，直径为8um-20um。