摘要：為解決現(xiàn)今油田普遍的出砂問題，本文采用了一種化學(xué)堵劑的方法，在無(wú)機(jī)膠凝防砂材料中加入沸石制成復(fù)合材料，為研究其固結(jié)特性，設(shè)置了多個(gè)實(shí)驗(yàn)組研究其滲透率和抗壓強(qiáng)度。

目前，我國(guó)的大部分油田普遍存在出砂問題，其中以疏松砂巖油藏的出砂較為嚴(yán)重�；瘜W(xué)防砂是應(yīng)用廣泛的一種工藝，即將可膠結(jié)的填充材料制成砂漿，對(duì)虧空地層進(jìn)行積壓充填，在套管外形成密實(shí)的充填層，砂漿固結(jié)后形成高強(qiáng)度、透氣性好的擋砂屏障。如何提高防砂材料的性能是防砂材料的研究要點(diǎn)。

沸石是分布廣泛的多種沉積巖礦物，其獨(dú)特的吸附、離子交換和催化性能為沸石的利用提供廣闊前景。它可以使水泥石的水化更加充分，提高密實(shí)度和強(qiáng)度。

本實(shí)驗(yàn)室用沸石添加到無(wú)機(jī)膠凝材料中，得到復(fù)合膠凝材料。由于兩種材料密度接近，能混合均勻，無(wú)明顯的重力分異性，能較準(zhǔn)確測(cè)量其對(duì)膠凝時(shí)間、滲透率及抗壓強(qiáng)度的影響。粗顆粒無(wú)機(jī)膠凝材料形成水泥石骨架，其孔道是由顆粒間的間隙形成的，主要用于大孔道堵塞、人工井壁防砂。

1 無(wú)機(jī)防砂材料固結(jié)特性實(shí)驗(yàn)研究

（1）固結(jié)體的制備。

（2）滲透率的測(cè)定。

（3）抗壓強(qiáng)度的測(cè)定。

實(shí)驗(yàn)過程中設(shè)定3根實(shí)驗(yàn)玻璃管，分別為：

①純粗膠凝材料；

②粗膠凝材料：沸石=1:1；

③粗膠凝材料：沸石=2:1。

將3根管在35℃-90℃條件下固結(jié)不同時(shí)間。

2 實(shí)驗(yàn)結(jié)果及分析

（1）溫度對(duì)固結(jié)體強(qiáng)度的影響。將配好的3組固結(jié)體，在不同溫度下水浴固結(jié)36小時(shí)后，將固結(jié)體置于紅外干燥烘箱中烘干48小時(shí)，測(cè)其抗壓強(qiáng)度。

表1 36h后不同溫度固結(jié)體的抗壓強(qiáng)度

由表中數(shù)據(jù)得出加入沸石后，除了35℃、40℃、45℃?zhèn)�別低溫點(diǎn)，強(qiáng)度都比純膠凝材料大一些，特別是配比為2:1的一組增加明顯。沸石顆粒填充在膠凝材料顆粒的間隙，是使其密實(shí)性提高的緣故。

（2）時(shí)間和溫度對(duì)固結(jié)體滲透率的影響。在樣品制備放入水浴箱后分別經(jīng)過12小時(shí)、24小時(shí)、36小時(shí)計(jì)算出固結(jié)體的滲透率。

表2 60℃下時(shí)間對(duì)固結(jié)體滲透率的影響

由表中可知，滲透率隨時(shí)間的推移基本呈現(xiàn)下降的趨勢(shì)，隨溫度的升高逐漸增加，但在高溫時(shí)有反常情況出現(xiàn)。加入沸石后，初凝時(shí)間基本上沒有影響，略有下降。同一溫度和時(shí)間下，加入沸石的固結(jié)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(fù)合材料固結(jié)體198.814um²。滲透率較低的為40℃下36h下粗粒徑復(fù)合材料與沸石為2：1的固結(jié)體為4.7um²。純固結(jié)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(hào)管的曲線方程是P(y)=3.24e^0.38x，3號(hào)管的曲線方程是P(y)=2.0e^0.38x。

3 結(jié)論

（1）據(jù)抗壓強(qiáng)度實(shí)驗(yàn)得出同種條件下，膠凝材料：沸石=2:1時(shí)抗壓強(qiáng)度高。

（2）由無(wú)機(jī)膠凝材料顆粒作為骨料配以相應(yīng)沸石輔料制成的人造巖心具有良好的滲透性和一定的抗壓強(qiáng)度，可以用作防砂材料。

（3）由此研制的防砂劑對(duì)溫度具有良好適應(yīng)性，從常溫至80℃，均可固結(jié)為滲透性好又有一定強(qiáng)度的巖石固結(jié)體，因此作為防砂材料具有良好的適應(yīng)性。