[发明专利]氮化硼改性酚醛树脂防砂剂及其制备方法和用途

说明书

本发明涉及油井防砂技术领域，具体涉及一种氮化硼改性酚醛树脂防砂剂及其制备方法和用途。该方法包括：将用于形成酚醛树脂的共聚单体、表面修饰有至少一个氨基的氮化硼纳米片与催化剂接触并进行聚合反应，得到接枝酚醛树脂的氮化硼纳米片；将所述接枝酚醛树脂的氮化硼纳米片与氨基硅烷偶联剂接触并进行偶联反应。通过该方法制备的氮化硼改性酚醛树脂防砂剂具有耐温性好、胶结强度高、有效期长的优点。

技术领域

本发明涉及油井防砂技术领域，具体涉及一种氮化硼改性酚醛树脂防砂剂及其制备方法和用途。

背景技术

油井出砂是油田开发与开采中常面临的问题之一，尤其是在油田开发的中后期。油井出砂危害极大，轻则导致地面和井下设备严重磨蚀，甚至造成砂卡，导致维修工作量剧增，重则造成油井停产，甚至引起油层坍塌、损坏套管，进而造成油井报废。这些危害既增加了原油的生产成本，又加大了油田的开采难度。因此，为了防止油井出砂，需要根据油层和开采工艺要求，采取相应的防砂措施，确保油井的正常生产。

机械防砂和化学防砂是最常见的两种防砂措施，其中，相较于机械防砂，化学防砂因具有工艺流程简单、易于后续作业与处理等优势，在油井中被广泛应用。化学防砂是指将化学药剂注入到出砂层位，使井筒附近的疏松砂粒在化学药剂的粘合固结作用下胶结起来，形成具有一定强度和渗透性的稳定人工井壁，从而防止疏松砂粒脱落运移，以降低油井出砂的防砂技术。其中应用效果较好、潜力较大的化学药剂为酚醛树脂防砂剂，但酚醛树脂防砂剂普遍存在耐温性能差、胶结强度低、有效期短等缺点，限制了其大规模应用。

发明内容

因此，本发明要解决的技术问题在于克服现有技术中的酚醛树脂防砂剂存在耐温性能差、胶结强度低、有效期短的缺陷，从而提供一种氮化硼改性酚醛树脂防砂剂及其制备方法和用途。

为此，本发明提供一种制备氮化硼改性酚醛树脂防砂剂的方法，包括：

将用于形成酚醛树脂的共聚单体、表面修饰有至少一个氨基的氮化硼纳米片与催化剂接触并进行聚合反应，得到接枝酚醛树脂的氮化硼纳米片；

将所述接枝酚醛树脂的氮化硼纳米片与氨基硅烷偶联剂接触并进行偶联反应。

可选的，所述共聚单体包括酚类单体和醛类单体，所述酚类单体与所述醛类单体的摩尔比为1:（1～3）；

所述酚类单体选自苯酚、间苯二酚和对苯二酚中的至少一种，所述醛类单体选自甲醛和/或乌洛托品。其中，所述乌洛托品能够在加热条件下释放甲醛参与聚合反应。

可选的，以重量份记，所述共聚单体与所述表面修饰有至少一个氨基的氮化硼纳米片的用量比为（5～50）:1，优选为（10～15）:1。

可选的，所述催化剂选自草酸、乙酸、甲酸和水杨酸中的至少一种；

以重量份记，所述催化剂与所述共聚单体的用量比为（1～2）:100。

可选的，所述聚合反应的条件包括：反应环境为真空环境，反应温度为50℃～90℃，反应时间为3h～8h。

可选的，所述聚合反应结束后，还包括对聚合反应的产物进行洗涤和干燥以得到所述接枝酚醛树脂的氮化硼纳米片的操作。

可选的，所述氨基硅烷偶联剂选自γ-二乙烯三胺丙基甲基二甲氧基硅烷、γ-氨丙基三乙氧基硅烷、γ-氨丙基三甲氧基硅烷、N-β-(氨乙基)-γ-氨丙基甲基二甲氧基硅烷和N-β-(氨乙基)-γ-氨丙基三甲氧基硅烷中的至少一种；

以重量份记，所述接枝酚醛树脂的氮化硼纳米片与所述氨基硅烷偶联剂的用量比为1:（1～20）。

可选的，以重量份记，所述接枝酚醛树脂的氮化硼纳米片与所述氨基硅烷偶联剂的用量比为1:（1.5～5）；

所述偶联反应的条件包括：反应温度为80℃～95℃，反应时间为3h～5h。