摘要：為解決現今油田普遍的出砂問題，本文采用了一種化學堵劑的方法，在無機膠凝防砂材料中加入沸石制成復合材料，為研(yan)究其固(gu)結特性，設置了多個實驗組(zu)研(yan)究其滲透率和抗壓(ya)強度(du)。

目前，我國(guo)的(de)(de)大部分油田普遍存在出砂(sha)問題，其中以疏松(song)砂(sha)巖(yan)油藏的(de)(de)出砂(sha)較為(wei)嚴重。化學(xue)防砂(sha)是(shi)應用(yong)廣(guang)泛的(de)(de)一種工藝(yi)，即(ji)將可膠結的(de)(de)填(tian)充(chong)材料(liao)制成砂(sha)漿，對虧空地層(ceng)進(jin)行積壓(ya)充(chong)填(tian)，在套(tao)管外形成密(mi)實(shi)的(de)(de)充(chong)填(tian)層(ceng)，砂(sha)漿固結后形成高(gao)(gao)強度、透氣性好的(de)(de)擋砂(sha)屏障。如何提高(gao)(gao)防砂(sha)材料(liao)的(de)(de)性能是(shi)防砂(sha)材料(liao)的(de)(de)研究要點。

沸(fei)石(shi)(shi)是(shi)分布廣泛的(de)(de)(de)(de)多種沉積巖礦物，其獨(du)特的(de)(de)(de)(de)吸附、離子交換(huan)和催化(hua)性(xing)能為沸(fei)石(shi)(shi)的(de)(de)(de)(de)利用提供廣闊(kuo)前景。它可以使水泥(ni)石(shi)(shi)的(de)(de)(de)(de)水化(hua)更加(jia)充分，提高密實度和強度。

本實驗室用(yong)沸石(shi)添加到無機(ji)膠凝材(cai)料(liao)(liao)中，得到復合(he)膠凝材(cai)料(liao)(liao)。由(you)于(yu)兩(liang)種(zhong)材(cai)料(liao)(liao)密度接(jie)近，能(neng)混合(he)均勻，無明顯的重力分(fen)異性，能(neng)較準確測(ce)量其對膠凝時間、滲(shen)透率及(ji)抗壓(ya)強度的影響。粗顆粒無機(ji)膠凝材(cai)料(liao)(liao)形成水泥石(shi)骨架(jia)，其孔道是由(you)顆粒間的間隙形成的，主要用(yong)于(yu)大孔道堵塞、人工井(jing)壁防砂(sha)。

1 無(wu)機防砂材料固(gu)結特(te)性(xing)實驗研究

（1）固結體的制(zhi)備。

（2）滲透(tou)率(lv)的測定。

（3）抗壓強度的(de)測(ce)定(ding)。

實驗過程中設定3根實驗玻(bo)璃管，分(fen)別為：

①純粗膠凝材料；

②粗膠凝材料：沸石(shi)=1:1；

③粗膠凝材料：沸石=2:1。

將3根管(guan)在35℃-90℃條件下固結(jie)不同時間(jian)。

2 實驗(yan)結果及分析

（1）溫度(du)(du)對固結(jie)體(ti)強(qiang)度(du)(du)的影響。將(jiang)配(pei)好的3組固結(jie)體(ti)，在(zai)不同溫度(du)(du)下水(shui)浴固結(jie)36小時(shi)后，將(jiang)固結(jie)體(ti)置于紅外干燥烘(hong)箱中烘(hong)干48小時(shi)，測其抗壓(ya)強(qiang)度(du)(du)。

表1 36h后不同溫度固結(jie)體的(de)抗(kang)壓(ya)強度

由(you)表中(zhong)數據得出加入沸(fei)石后，除了35℃、40℃、45℃個別低溫(wen)點，強度都比(bi)純膠(jiao)凝(ning)材料(liao)大(da)一(yi)些，特別是(shi)配比(bi)為2:1的(de)一(yi)組增加明顯。沸(fei)石顆粒填(tian)充在膠(jiao)凝(ning)材料(liao)顆粒的(de)間隙，是(shi)使其密(mi)實(shi)性提高的(de)緣(yuan)故(gu)。

（2）時(shi)(shi)間和溫度對固(gu)結(jie)體(ti)滲透(tou)率的影響。在(zai)樣(yang)品制備放入水(shui)浴箱后(hou)分別(bie)經過12小時(shi)(shi)、24小時(shi)(shi)、36小時(shi)(shi)計算(suan)出固(gu)結(jie)體(ti)的滲透(tou)率。

 表2 60℃下時間對(dui)固結(jie)體(ti)滲透(tou)率的(de)影響(xiang)

由表中可知，滲透率隨時間的推移基本呈現下降的趨勢，隨溫度的升高逐漸增加，但在高溫時有反常情況出現。加入沸石后，初凝時間基本上沒有影響，略有下降。同一溫度和時間下，加入沸石的固結體滲透率比純膠體材料低，下降的范圍分別為40%~50%和23%~29%。由圖可以看出，滲透率較高的為80℃下36h下純粗粒徑復合材料固結體198.814um²。滲透率較低的為40℃下36h下粗粒徑復合材料與沸石為2：1的固結體為4.7um²。純固結體曲線方程近似為P(y)=3.4e^0.52x,其中x=(T-30)/5，受溫度的影響大。2號管的曲線方程是P(y)=3.24e^0.38x，3號管的曲線方程是P(y)=2.0e^0.38x。

3 結論

（1）據抗壓強度實驗得(de)出同種條件下，膠凝材料：沸石=2:1時抗壓強度高。

（2）由(you)無機膠(jiao)凝材料(liao)(liao)顆粒作(zuo)(zuo)為骨料(liao)(liao)配(pei)以(yi)相應沸石輔料(liao)(liao)制(zhi)成的(de)(de)人造巖心具有良好的(de)(de)滲透性和(he)一定的(de)(de)抗壓強(qiang)度(du)，可以(yi)用作(zuo)(zuo)防砂材料(liao)(liao)。

（3）由此研制的防砂劑(ji)對溫度具(ju)有良好(hao)適應性，從常(chang)溫至80℃，均可固(gu)結(jie)為滲透(tou)性好(hao)又(you)有一(yi)定強度的巖石(shi)固(gu)結(jie)體(ti)，因此作(zuo)為防砂材(cai)料具(ju)有良好(hao)的適應性。