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，為研究其固結特性，設置了多個實驗組研究其滲透率和抗壓強度。

目前，我國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重。化學防砂是應用廣泛的一種工藝，即將可膠結的填充材料制成砂漿，對虧空地層進行積壓充填，在套管外形成密實的充填層，砂漿固結后形成高強度、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。

沸石是分布廣泛的多種沉積巖礦物，其獨特的吸附、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，提高密實度和強度。

本實驗室用沸石添加到無機膠凝材料中，得到復合膠凝材料。由于兩種材料密度接近，能混合均勻，無明顯的重力分異性，能較準確測量其對膠凝時間、滲透率及抗壓強度的影響。粗顆粒無機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 無機防砂材料固結特性實驗研究

（1）固結體的制備。

（2）滲透率的測定。

（3）抗壓強度的測定。

實驗過程中設定3根實驗玻璃管，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℃條件下固結不同時間。

2 實驗結果及分析

（1）溫度對固結體強度的影響。將配好的3組固結體，在不同溫度下水浴固結36小時后，將固結體置于紅外干燥烘箱中烘干48小時，測其抗壓強度。

表1 36h后不同溫度固結體的抗壓強度

由表中數據得出加入沸石后，除了35℃、40℃、45℃個別低溫點，強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，是使其密實性提高的緣故。

（2）時間和溫度對固結體滲透率的影響。在樣品制備放入水浴箱后分別經過12小時、24小時、36小時計算出固結體的滲透率。

表2 60℃下時間對固結體滲透率的影響

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）據抗壓強度實驗得出同種條件下，膠凝材料：沸石=2:1時抗壓強度高。

（2）由無機膠凝材料顆粒作為骨料配以相應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度，可以用作防砂材料。

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