孤东油田注水井纤维复合防砂新技术

为了提高注水井防砂的成功率,在覆膜砂中加入经过表面处理的纤维,不但可以增加纤维固结体的挡砂性能,而且对渗透率也没有伤害。探讨了固化温度、固化时间、耐介质性、携砂液的种类和用量以及支撑剂粒径等对纤维复合防砂体的影响。纤维的加入提高了防砂体的早期抗压强度(即固化12~24h时的抗压强度),作业占井周期由原来的关井4d缩短为2d;而且纤维复合防砂体的挡砂强度可达5MPa,可以满足注水井防砂要求。该技术是一种值得进一步推广应用的防砂新技术。     

延时固化混纤维酚醛树脂覆膜砂LH-Ⅱ研制

针对开发中后期疏松砂岩油藏的多产层出砂油井研制了防砂荆LH-Ⅱ。用加有偶联剂的酚醛树脂制备覆膜砂，接质量比100：3与直径1．2mm、长8．0mm的聚酯纤维混合制成混纤维覆膜砂。该覆膜砂以油田污水或海水携带，充填入亏空油层，待各项井下作业完成后注入固化剂溶液，使充填砂体固结。聚酯纤维可防止覆膜砂在固结前反吐。在室内模拟条件下确定酚醛树脂熔点为96℃，以乌洛托品与表面活性剂等辅剂的复配物为固化剂。固化剂溶液浓度为250～300g／L。在使用清水携砂、配液条件下，在65℃固化3天后固结砂抗折、抗压强度达2．5和4．3MPa；随固化温度升高，固结砂强度升高，在70℃固化后强度接近稳定值，在120℃固化后强度急剧升高。改用海水时，在70℃固化后抗折、抗压强度分别达2．4和4．8MPa；在60℃下不加固化剂时至少在5天内不固化。加入固化剂后3天强度达到2．4和4．9MPa。LH-Ⅱ固结砂耐清水、海水、原油、盐溶液(压井液)、10％盐酸、季铵盐溶液浸泡，但不耐碱(5％NaOH溶液)。表3参6。     

注水井涂敷砂防砂用纤维的研制与应用

通过在覆膜砂中加入经过表面处理的纤维,并且只要纤维的种类、长度、直径和加量选择的合适,其抗压和抗折强度都相应增大,尤其抗折强度增大较多。所以,在覆膜砂中加入纤维,可以提高覆膜砂的挡砂强度等性能。经过大量试验,确定了覆膜砂中添加纤维的种类、长度、直径、加量和合适的表面处理方法。该技术在孤东油田已投入使用,试验两口井,防砂成功率100%。     

注水并涂敷砂防砂用纤维的研制与应用

通过在覆膜砂中加入经过表面处理的纤维,并且只要纤维的种类、长度、直径和加量选择的合适,其抗压和抗折强度都相应增大,尤其抗折强度增大较多.所以,在覆膜砂中加入纤维,可以提高覆膜砂的挡砂强度等性能.经过大量试验,确定了覆膜砂中添加纤维的种类、长度、直径、加量和合适的表面处理方法.该技术在孤东油田已投入使用,试验两口井,防砂成功率100%.     

防砂用纤维的筛选及其表面处理技术的研究

在覆膜砂中加入经过表面处理的纤维,只要纤维的种类、长度、直径和加量选择合适,其抗压和抗折强度都相应增大,尤其抗折强度增大较多。所以,在覆膜砂中加入纤维,可以提高覆膜砂的挡砂强度等性能。经过大量试验,确定了覆膜砂中添加纤维的种类、长度、直径、加量和合适的表面处理方法。该技术在孤东油田已投入使用,试验2口井,防砂成功率100％。     

纤维复合防砂工艺技术研究与应用

针对传统工艺防砂后地层近井地带渗透率下降引起油井产量降低问题,引进推广了纤维复合防砂技术。该工艺采用"软、硬"两种特种纤维与覆膜砂在出砂层及近井地带形成高强度高渗透挡砂层,在提高近井地带渗流能力的同时,可有效地防止地层出砂,特别是细粉砂的产出,为解决细粉砂、泥质运移问题提供了有效解决方法。纤维复合防砂工艺在江苏油田周43、沙埝、陈堡等油田现场推广应用4井次,达到防砂增产双重效果。     

蒸汽吞吐井糠醇树脂固砂剂的室内研究

针对高温蒸汽吞吐井由于出砂导致地层不稳定的问题，研究了以糠醇预聚体（KAR）、乙酸乙酯（AC-2）和硅树脂（M15）为主要成分的高温覆砂，并考察了单剂加量、剂砂比、固化温度和固化时间对高温覆膜砂固结强度和渗透性能的影响。试验表明：随着刑砂比的增大、固化时间的延长、砂粒粒径的增大、渗透率的升高，固砂体抗压强度降低。通过研究筛选出了胶结剂组成：80．0％KAR＋8．0％AC-2＋8．0％M15＋0．8％KH550＋3．2％苯甲磺酰氯（SC-2），在试验条件下固砂体抗压强度大于9MPa，渗透率大于0．2μm^2，且固砂体的耐介质性较好。     

酚醛树脂防砂与改性树脂固砂

从室内试验研究和现场应用分析2方面对酚醛树脂覆膜砂、改性树脂固砂剂的性能特点进行了详述。酚醛树脂覆膜砂是在石英砂表面通过物理方法均匀涂敷一层酚醛树脂,当温度达到一定值时树脂覆膜砂表面的树脂软化固结。树脂覆膜砂固结后的抗压强度和渗透率受树脂浓度、石英砂粒径、固化温度等因素影响,试验发现树脂浓度为12%的树脂覆膜砂在地层温度60℃以上时抗压强度和渗透率均较高。树脂覆膜砂现场适用于有一定亏空地层,冀东油田现场应用50井次,效果较好。改性树脂固砂剂防砂是双液法防砂,室内和现场试验说明改性树脂固砂剂适应温度范围广,固结强度更高,适用于早期防砂。     

新型高温多层覆膜砂支撑剂的研制及湿热法性能评价

稠油油藏多轮次吞吐井采用常规覆膜砂建立的挡砂屏障挡砂效果差,无法满足蒸汽吞吐井一次防砂、多轮注汽的要求。针对常规覆膜砂在覆膜工艺、覆膜材料等方面的不足,设计研制了由预固化层、可固化层和惰性层构成的高温多层覆膜支撑剂。同时,根据蒸汽吞吐井的井底高温、湿度环境建立了湿热法评价系统,对高温多层覆膜支撑剂进行了高温蒸汽老化实验,并与常规高温覆膜砂进行了对比。实验结果表明,经过四轮高温蒸汽后,高温多层覆膜支撑剂和常规高温覆膜砂的抗压强度分别为7.1、3.6 MPa,渗透率分别为87、29μm^2,前者的抗压强度较高,导流能力良好。将高温多层覆膜支撑剂用于现场试验,施工后4口井平均日产液25.8 t,平均日产油11.4 t,累计产油6475.9 t,防砂、增油效果良好,满足稠油油藏一次防砂多轮次注汽的要求,应用前景良好。     

覆膜砂快固剂的研究及其在孤岛油田的应用

为解决覆膜砂防砂工艺占井时闽长的问题,进行了覆膜砂快固剂的研究.通过正交实验优化了覆膜砂快固剂配方:WOH1树脂软化剂、ZXW增强剂、SH2调节剂质量比为1∶3∶6.随固化温度升高、固化时间延长,固结体强度不断增大.该快固剂可使覆膜砂在60℃固化24h的抗折强度达3.44MPa,与不加快固剂相比反应时间缩短48 h.加入快固剂的覆膜砂固结体320℃下老化5 d,抗折强度为1.63 MPa;60℃在清水、地层水和5％HCI溶液中浸泡30 d,性能变化不大,耐温和耐介质性较好.该技术在孤岛油田应用12井次,累计生产原油8021 t,平均缩短防砂作业占井时间4.3 d.表8参4     

纳米SiO2改善纤维复合防砂体的制备及性能研究

为了提高纤维复合防砂体的力学性能,采用在树脂涂覆砂中加入纳米SiO_2的方法对纤维复合体进行改性,通过超声波分散溶液共混法将纳米SiO_2(树脂质量分数的3%)均匀分散到水溶性酚醛树脂中,制备出纳米SiO_2改性树脂涂覆砂体,并加入纤维制备出纤维复合体。研究了不同防砂体的性能。结果表明,纳米SiO_2可以提高酚醛树脂涂覆防砂体的力学性能,几乎不影响纤维复合防砂体的渗透率,能使纤维复合体的强度提高;纤维可使树脂涂覆防砂体的渗透率提高11.13%。     

纤维复合防砂技术在孤岛油田的应用

纤维复合防砂是针对疏松砂岩油藏防细粉砂而提出的一项新技术,对于防细粉砂、气井防砂效果尤为显著。从纤维复合防砂机理入手,进行了特种纤维的耐酸、碱、高矿化度水及其耐高温试验,同时针对孤岛油田进行了纤维复合体的性能评价,并进行了矿场试验,以期为疏松砂岩油藏的防细粉砂难题提供技术支持。纤维复合防砂技术是采用两种可分别起“稳砂”和“挡砂”作用的特种纤维,一种稳砂,将细粉砂变成较大的细粉砂结合体;另一种挡砂,挡住细粉砂结合体进入井筒。纤维的加入大大提高了树脂涂覆砂的强度,延长了防砂有效期。
     

渗透固结型环氧树脂基油气井常温固泥材料

在油气井钻井过程中固井二界面胶结强度低是导致固井环气窜问题的重要原因。采用含可反应稀释剂的低黏度、高渗透性的环氧树脂（HP环氧树脂）与水泥浆共混,混合水泥浆中的环氧树脂在高压下可以渗透扩散至泥饼中,经固化后可明显改善水泥浆和泥饼之间的界面胶结强度。实验结果表明,HP环氧树脂自身固化具有较高的抗压性能,加入表面活性剂Tween-80可提高其与水泥浆的相容性,形成均一的体系,HP环氧改性水泥浆的各项性能指标符合工程需求。通过接触角、SEM等测试验证了环氧树脂通过“渗入-扩散-胶结”来增强界面黏接力的机理。结果表明, HP环氧树脂占比为5%的共混水泥浆,其1 d的抗压强度为24.3 MPa,用其进行泥饼胶结时,固化1 mm厚泥饼的胶结强度可达0.45 MPa,如果将HP环氧树脂的含量升至10%,胶结强度还能进一步提升至0.55 MPa。从微观形貌中可以看出,HP环氧树脂从水泥浆中渗透扩散至泥饼中,使得形成的泥饼界面更加致密,从而提高改性水泥浆-泥饼界面的胶结强度。      

JD-2新型热采井防砂材料的研究与应用

针对涂敷砂人工井壁防砂注蒸汽后强度较低,造成防砂成功率低,有效期较短的问题,通过对不同类型的耐高温树脂、高强度骨架颗粒、偶联剂、固化剂进行优选及加量调整,研制出了一种适用于疏松砂岩油藏注蒸汽热采井的JD-2新型热采井防砂材料。结果表明:在330℃1、5.6 MPa、pH值为8的水蒸汽条件下J,D-2注蒸汽井新型防砂材料恒温7 d,抗折强度大于3.0 MPa,渗透率大于30μm2。现场试验13口井,成功率为92.8%,单井平均有效期为347 d。     

改性呋喃树脂在固砂防砂中的应用研究

针对我国砂岩油藏开采过程中出砂严重的问题，提出了改性呋喃树脂在对固砂防砂井实施先压裂、再充填陶粒砂工艺的应用方法。通过优选得出固砂剂配方及用量，经过试验，其固结物抗压强度均在１３ＭＰａ以上，渗透率均在６０～７０μｍ２之间。为拓宽改性呋喃树脂在油田开采中的应用起到了指导作用。并且该固砂剂在青海油田取得了很好的现场应用效果。     

辽河油田纤维树脂砂防砂技术

针对辽河油田的出砂情况及采取的防砂措施,提出采用树脂预包纤维与覆膜石英砂混用的方法提高防砂效果,详细讨论了树脂预包纤维对石英树脂预包砂抗压强度、抗折强度和渗透率的影响。当树脂预包纤维加量控制在4%～8%时,岩心的各项指标都能满足防砂需要,施工成本费用可降低30%左右,单井节约成本2～3万元。截至2008年9月底,采用该技术施工54井次,施工成功率100%,有效率90%,收到了较好的经济效益。     

环氧树脂水乳液固砂性能研究

为了改善化学防砂技术在应用过程中的效果,开展了环氧树脂乳液固砂性能研究。以环氧树脂、自制乳化剂为原料,采用相反转法,合成了具有较低黏度的环氧树脂水乳液。通过室内模拟固砂实验发现,采用环氧树脂乳液固砂,固结的岩心强度高、渗透性好,抗压强度可达5MPa,且具有良好的耐油、耐水性能。     

超低温新型树脂涂敷砂及人工井壁防砂技术

一种新型的超低温（固结温度≥20℃）条件下快速固化的树脂涂覆砂。应用树脂预包砂原理及化学固结防砂技术方法,将超低温快固树脂胶结体系和其固化体系分别包覆在石英砂表面,制成A、B剂,然后在A、B剂上再包覆一层隔离剂,使其干燥后形成互不黏连、流动性好的树脂涂覆砂。施工时采用内固化单液法,用清水或者脱油污水携带树脂涂覆砂进入防砂目的层,在地层温度下自行快速固结,形成具有较高强度和渗透率的人工井壁,从而达到控制油水井出砂的目的。通过室内及现场试验验证：树脂涂覆砂具有低温条件下快速固化（6 h初凝）、高强度（大于10 MPa）、高渗（大于4 D）性能的特点,形成了超低温高渗高强度人工井壁防砂技术,满足20℃以上地层温度及冬季低温施工的要求,能够解决低温出砂井化学防砂占井时间长、有效期短的难题。该技术研究成功后现场应用162井次,平均防砂有效期1.5 a,防砂效果良好。     

稠油油藏蒸汽吞吐井长效防砂技术

为进一步提高稠油蒸汽吞吐井的防砂有效期,从防砂工具、充填材料及充填工艺等方面对长效防砂技术进行了研究。根据充填口重复开关的思路设计了充填工具,并对其密封件的材料进行了优选,研制了长效防砂工具;利用多层覆膜方法研发了耐高温高强度覆膜支撑剂;采用多段塞充填工艺进行施工,形成了稠油油藏蒸汽吞吐井长效防砂技术。长效防砂工具密封件4轮次吞吐试验后,其压缩永久变形率小于55%、抗拉强度8.9 MPa、拉断伸长率102%,能满足蒸汽吞吐井防砂要求;耐高温高强度覆膜支撑剂耐温300 ℃,4轮次吞吐试验后固结强度7.1 MPa、渗透率96 D,完全满足蒸汽吞吐井防砂生产要求;多段塞充填工艺降低了防砂成本及后期处理难度。稠油油藏蒸汽吞吐井长效防砂技术在胜利油田11口井进行了现场应用,平均防砂有效期长达930 d,满足了蒸汽吞吐井对防砂的要求。      

潜江凹陷潜四下段页岩油储层力学性质特征研究

采用矿物成分测定,孔隙结构分析,单-三轴力学参数测定,抗拉强度、界面抗剪切强度测定,以及地应力测定等方法对潜江凹陷潜江组潜四下段典型页岩油储层进行研究。研究结果表明:①矿物成分特征主要是“低黏土矿物、低石英、高碳酸盐、局部高蒸发岩”。孔隙主要以次生孔隙为主,包括晶间孔、粒内孔;②潜四下段24韵律储层抗压强度较大,6韵律储层抗压强度较小,其余韵律抗压强度基本相当。弹性模量为4.16~18.11 GPa,泊松比为0.146~0.331,围压与峰值应力、弹性模量呈正相关关系,温度与峰值应力、弹性模量呈负相关关系,温度、围压与泊松比并无明显变化;③层理面抗拉强度小于基质抗拉强度,表明层理面更容易开启;随着法向应力增大,钙芒硝-泥岩界面抗剪切强度小于层理界面,钙芒硝-泥岩界面的黏聚力为0.57 MPa,内摩擦角为21.78°,层理界面黏聚力为0.99 MPa,内摩擦角为31.99°;④潜四下段15韵律层最大水平主应力为74.25 MPa,最小水平主应力为71.74 MPa,水平应力差为2.51 MPa,32韵律层最大水平主应力为80.61 MPa,最小水平主应力为78.01 MPa,水平应力差为2.6 MPa,均有形成压裂体积缝网的应力条件。