[发明专利]一种高强度高渗透率防砂套管

说明书

技术领域

本发明涉及一种采油用防砂套管，属于采油技术领域。

背景技术

油田原油粘稠度大，岩层空隙率低，空隙连通性差，给采油工作带来了很大困难。为了提高原油采收率及采油速度，传统的方法是采用压裂支撑剂来提高岩层空隙率和空隙连通性。常用的压裂支撑剂主要为石英砂和陶粒砂。石英砂价格低廉，但是强度不高，抗破碎能力较差，破碎时产生大量的碎片和细粉砂，这些细粉砂在裂缝中迁移并堵塞裂缝，从而降低裂缝的导通能力；陶粒砂的抗破碎能力高，但其价格较贵，并且其密度较大，在施工中要求携砂液的粘度高，能量耗费大，整个工程费用也很高。上述压裂支撑剂无法同时满足低成本与高抗破碎能力的要求。

传统支撑剂获得高强度的方式为在骨料颗粒的表面包覆一层或者多层树脂膜。但由于井下环境非常复杂，支撑剂表面的树脂膜会受到岩层中油、油气、水、盐水，以及通常伴随的蒸汽、酸碱腐蚀性液体、微生物等的侵蚀，造成包覆层的腐蚀、降解、脱落等，从而无法真正提高支撑剂的强度。

更为重要的是，近年来，井壁周围出砂对于采油工作的危害日益凸显：主要表现为：使地面和井下设备严重磨蚀，甚至造成砂卡；使得冲砂检泵、地面清罐等维修工作量剧增；砂埋油层或井筒砂堵会造成油井停产；出砂严重时还会引起井壁甚至油层坍塌从而造成油井报废。因此，急需一种适用于井壁周围防砂的防砂工具。

但是，传统压裂支撑剂为颗粒状，只适合在闭合压力下填充岩层间隙使用，不适用于井壁周围防砂，并且鉴于传统压裂支撑剂的高成本以及强度低的缺陷，若对传统颗粒状的压裂支撑剂进行简单结构改变，将其用于井壁周围防砂，则需要综合考量其对于固化成型性、高强度、高透油阻水性能等多重性能的要求。

发明内容

因此，本发明要解决的技术问题在于提供一种适于固化成型的、具有较高强度以及较高的透油阻水性能的能够适用于井壁周围防砂的防砂套管。

为此，本发明提供一种高强度高渗透率防砂套管，包括管体，适于插入井壁周围，所述管体包括以下组分：骨料颗粒、包覆于所述骨料颗粒表面的树脂、添加在所述树脂中的固化剂、易于被所述树脂包覆形成微纳米结构的无机填料以及硅烷偶联剂，所述树脂为环氧值为0.01-0.03eq/100g的环氧改性有机硅树脂，所述树脂与所述骨料颗粒的重量百分比为0.5-10:100，所述固化剂与所述树脂的重量百分比为15-20:100，所述无机填料与所述树脂的重量百分比为1-50:100；所述硅烷偶联剂与所述树脂的重量百分比为0.2-2:100。

所述无机填料为氧化铝粉或硅微粉，所述氧化铝粉或者硅微粉的粒径为25μm-15μm。

所述无机填料与所述树脂膜的重量百分比为15-20:100。

所述固化剂为聚硫醇固化剂。

所述树脂中还添加有高分子表面活性剂和疏水性高分子。

所述高分子表面活性剂为聚甲基氢硅氧烷或聚醚二甲基硅氧烷，所述疏水性高分子为聚硅氧烷或聚硅氧烷衍生物。

本发明还提供一种高强度高渗透铝防砂套管的制备方法，依次包括以下步骤：

A. 将骨料颗粒倒入混砂机中搅拌，然后加入液态的环氧值为0.01-0.03eq/100g的环氧改性有机硅树脂，所述环氧改性有机硅树脂与所述骨料颗粒的重量百分比为0.5-10:100，并搅拌形成均匀骨料颗粒-液态树脂混合料；

B.向经过所述步骤A处理得到的混合料中加入固化剂、硅烷偶联剂以及易于被所述树脂包覆形成微纳米结构的无机填料，所述固化剂与所述树脂的重量百分比为15-20:100，所述无机填料与所述树脂的重量百分比为1-50:100；所述硅烷偶联剂与所述树脂的重量百分比为0.2-2:100，以使所述环氧改性有机硅树脂在所述骨料颗粒和所述无机填料的表面，得到初步固化的骨料颗粒-树脂膜-无机填料混合料；

C.将步骤B中得到的骨料颗粒-树脂膜-无机填料混合料从混砂锅中取出，装入管状的模具中夯实，待所述骨料颗粒-树脂膜混合料完全固化后脱模，得到高渗透高强度的防砂套管。

在所述步骤B中加入的所述无机填料为氧化铝粉或硅微粉，所述氧化铝粉或者硅微粉的粒径为25μm-15μm。

在所述步骤B中，加入的所述固化剂为聚硫醇固化剂。

在所述步骤B中，在加入所述固化剂之前还包括先加入高分子表面活性剂后加入疏水性高分子的步骤，所述高分子表面活性剂为聚甲基氢硅氧烷或聚醚二甲基硅氧烷，所述疏水性高分子为聚硅氧烷或聚硅氧烷衍生物。

本发明高强度高渗透防砂套管具有以下优点：