[发明专利]砂基组合物和膨胀砂以及该膨胀砂的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种砂基组合物和膨胀砂，以及该膨胀砂的制备方法。

背景技术

油田化学堵水技术从20世纪50年代起在现场应用，至今已有50多年历史。最初使用水泥浆堵水，后发展了油基水泥、石灰乳、树脂、活性稠油等，60年代以树脂为主，70年代开始使用水溶性聚合物及其凝胶。从此，油田堵水技术进入一个新的发展阶段，堵剂品种迅速增加，处理井次增多，经济效益也明显提高。

目前，油田普遍采用注水开发方式，地层非均质性严重，油藏地质复杂，在开发中后期含水上升速度加快，油井生产平均含水已达80％以上，有些地区甚至已经高达90％以上。因此，堵水调剖的工作量逐年增大，工作难度增加，而增油潜力降低。

堵水调剖就是设法堵住大的水流通道，改变水在地层中的流动方向，让水流向有油的地方，从而起到更有效的驱油效果。堵水调剖具有实施便捷、实施规模小、周期短、见效快等优势，可以有效封堵水窜通道、实现地层深部流体转向、扩大注入波及体积，从而提高注水开发效果。因此，需要开发出具有好的堵水效果的堵水调剖剂。

发明内容

本发明的一个目的是提供一种砂基组合物，该砂基组合物固化后得到的膨胀砂具有优良的堵水效果。本发明的另一个目的是提供一种膨胀砂以及该膨胀砂的制备方法。

本发明提供了一种砂基组合物，其中，该砂基组合物含有硅砂、体膨颗粒和粘合剂，所述体膨颗粒为与水接触后能够发生膨胀的物质。

本发明还提供了一种膨胀砂，该膨胀砂为将上述砂基组合物固化并将固化产物破碎得到的产物。

本发明还提供了一种膨胀砂的制备方法，该方法包括将上述砂基组合物固化并将固化产物破碎。

本发明的发明人通过研究后发现，作为具有优良的堵水效果的堵水调剖剂，该堵水调剖剂要求能够封堵油田中的水流通道。而根据本发明的所述膨胀砂是通过将本发明提供的砂基组合物固化并破碎而制得的，由于所述砂基组合物中包含的体膨颗粒与水接触后能够发生膨胀，且膨胀后体膨颗粒之间互相粘结在一起，形成阻水和阻油的屏障，从而能够对油田中的水流通道进行封堵；而且，由于该膨胀砂的主体组分为价格便宜的硅砂，因此，采用根据本发明的膨胀砂作为堵水调剖剂具有成本低廉的优点。

具体实施方式

根据本发明的所述砂基组合物含有硅砂、体膨颗粒和粘合剂，所述体膨颗粒为与水接触后能够发生膨胀的物质。

根据本发明提供的砂基组合物，当所述体膨颗粒的含量增大时，可以提高由该砂基组合物制得的膨胀砂的堵水效果，然而，所述体膨颗粒含量的增大也会提高膨胀砂的生产成本。综合考虑由该砂基组合物制得的膨胀砂的生产成本和堵水效果，在所述砂基组合物中，相对于100重量份的硅砂，所述体膨颗粒的含量可以为0.5-10重量份，优选为1-5重量份。

在本发明中，所述体膨颗粒的种类没有特别的限定，与水接触后能够发生膨胀的各种颗粒物质均可实现本发明的目的。然而，为使由该砂基组合物制得的膨胀砂具有较好的堵水效果，所述体膨颗粒优选为可膨胀粘土和/或可膨胀聚合物的颗粒。所述可膨胀聚合物例如可以为聚丙烯酰胺和/或聚丙烯酰胺接枝共聚物，所述聚丙烯酰胺接枝共聚物可以为丙烯酰胺与腐殖酸的接枝共聚物。在本发明中，所述丙烯酰胺与腐殖酸的接枝共聚物可以为支链型共聚物、星型共聚物、梳型共聚物和树状共聚物中的至少一种。聚丙烯酰胺的重均分子量可以为(1.0-9.0)×10⁶，丙烯酰胺与腐殖酸的接枝共聚物的接枝率为5-30％，该接枝率通过以下公式计算得到，

接枝率(％)＝(接枝后的共聚物的质量-接枝前丙烯酰胺的质量)/接枝后的共聚物的质量×100％。

所述可膨胀粘土例如可以为膨润土、蒙脱土、累托石、凹凸棒石和高岭土中的至少一种。

根据本发明提供的砂基组合物，所述粘合剂的含量只要能够使所述砂基组合物中的硅砂和体膨颗粒粘结在一起即可。优选情况下，相对于100重量份的硅砂，所述粘合剂的含量为0.1-5重量份，更优选为1-3重量份。

在本发明中，所述粘合剂的种类也没有特别的限定，能够将硅砂和所述体膨颗粒粘结在一起的各种粘合剂均可用于本发明中并实现本发明的目的。优选情况下，所述粘合剂为酚醛树脂和/或环氧树脂。所述酚醛树脂和环氧树脂可以在常规的酚醛树脂和环氧树脂中适当地选择。具体地，所述酚醛树脂可以为酸催化酚醛树脂和/或碱催化酚醛树脂，优选为酸催化酚醛树脂，且所述酸催化酚醛树脂的重均分子量可以为300-12000，优选为500-5000。所述环氧树脂优选为双酚A型环氧树脂，所述环氧树脂的环氧值可以为0.09-0.5mol/100g。