低温环氧树脂防砂剂的研究

针对孤岛油田现行化学防砂剂在低温井、套变井防砂效果不理想的问题,依据树脂防砂机理,以固结岩心抗压强度为指标,通过树脂用量、固化剂用量、偶联剂用量实验研制了一种低温下具有较高固结强度的环氧树脂防砂剂,同时考察了固化时问、温度和化学介质对固结岩心抗压强度的影响.实验结果表明:环氧树脂防砂体系的最优配方如下(以石英砂质量为基准计):树脂4%+固化剂0.4%+偶联剂0.2%.按该配方在60℃水浴中固化反应24 h得到固结岩心的抗压强度高(8.5～16.8 Mpa),渗透性好(≥1 4.1μm2),对油、水、盐、酸、弱碱介质有较好的耐受性和较好的耐温性.固化剂中的-NH-与环氧树脂中的环氧基的反应是固化反应的主要机理.     

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。     

分枝井眼夹壁墙固砂液用固砂剂的研究

在分枝井夹壁墙处注入有机固砂剂可有效解决井下作业及生产过程中,由于夹壁墙处疏松砂岩胶结强度低,迫使夹壁墙井壁坍塌,导致分枝井井眼连接井段失效的问题。室内初步研制了有机固砂剂HFN-FY以提高砂体胶结强度。研究表明,有机固砂剂HFN-FY自身黏度低,并与固化剂HGH-8有良好的配伍性。优选出1.5%HFN-HY+0.75%HGH-8(质量分数)的固化配方,该配方具有良好的胶结固化不同粒径砂的性能,固化后固结体抗压强度高,并且有良好的低温固结性能和抗腐蚀性能;在地层润湿情况下固化后的固结体的抗压强度变化不大,可以满足分枝井夹壁墙固化技术要求。     

高温蒸汽吞吐油井用复合树脂防砂剂的制备及性能研究

为获得适合高温蒸汽吞吐热采井使用的防砂剂, 将 F-51型酚醛环氧树脂和 E-39D型双酚 A环氧树脂 （质量比 1∶3） 复配, 再与固化剂 4-甲基咪唑、 硅烷偶联剂和环氧活性增韧剂反应制得复合树脂防砂剂。通过测量固结岩心的抗压强度优化了复合树脂防砂剂固化的配方, 研究了固结岩心的耐温、 耐酸碱和渗透性。结果表明, 复合树脂防砂剂固化的最佳配方 （以石英砂质量为基准计） 为： 10%复合树脂、 1.0% 4-甲基咪唑、 0.25%偶联剂、 2.5%活性增韧剂。按此配方在 60℃下固化 2 d得到的固结岩心的抗压强度约为 13 MPa; 固结岩心耐温性较好, 在 260℃下放置 7 d后的抗压强度为 11.99 MPa; 固结岩心在 5%酸碱溶液、 饱和 NaCl溶液和柴油中浸泡 7 d后的抗压强度均大于 3.5 MPa, 满足正常注汽及采油强度要求; 固结岩心渗透性较好, 渗透率为 70.21 μm², 满足高温蒸汽吞吐热采井稠油开采的要求。图7表5参13     

廉价低温防砂剂的研制

对酚醛树脂结构进行优化，合成出高效酚醛树脂，加入以煤焦油和多聚甲醛为原料合成的廉价树脂，研制出廉价低温防砂剂。该防砂剂在低温下的固结强度较大；固结岩心具有较好的耐介质浸泡稳定性；固化对渗透率伤害较小，岩心电镜照片表明，固结岩心中的孔隙发育良好且连通性较好。该防砂剂吸附于岩石表面使得岩石表面的润湿性向亲水方向变化，导致岩心的油相渗透率增加和水相渗透率减小，说明该防砂剂不但具有防砂作用还具有堵水功能。     

无筛管压裂充填完井在冀东油田的应用

由于支撑剂的返排、高含水等引起的裂缝导流能力的降低, 直接导致油井产能的迅速下降.在用常规压裂充填完井的油井中,防砂筛管经常会出现因粉细砂堵塞、磨蚀等造成的损坏.本文介绍了用不固定的可固化涂敷树脂体系进行无筛管压裂充填完井的现场试验结果,并给出了详细的完井程序、难点以及经验教训等.本研究确定了树脂涂敷在支撑剂上的最佳浓度,对于最大程度地优化支撑剂之间的胶结、被涂敷的支撑剂充填之间的固结力是必要的;同时,最佳浓度的确定有利于减小支撑剂充填之间导流能力的下降.现场应用结果表明,这种不固定的可固化涂敷树脂体系有效地阻止了支撑剂和地层砂返排,保证了采油速度,显著地减少了修井作业的次数.该技术给边缘油藏油井的常规的压裂充填完井工艺提供了可供选择的方案.可不采用防砂筛管而进行完井,还能对有些没有井身限制的井段进行防砂完井.     

耐高温泡沫树脂低伤害均匀固砂技术

针对常规泡沫树脂体系耐温性较差和辽河油田疏松砂岩稠油油藏化学固砂储层伤害大与有效期短的问 题,以环氧树脂、酚醛树脂、疏水纳米SiO₂、硅烷偶联剂等为原料制得纳米改性树脂基液,然后加入固化剂、乳化 剂、起泡剂、稳泡剂等添加剂制得泡沫树脂固砂体系。评价了该体系的固化温度、固砂强度、渗透性能、耐温性能 和非均质多层注入性能;研发了配套的泡沫发生器,形成了耐高温泡沫树脂低伤害均匀固砂技术,并在辽河油田 进行了现场应用。结果表明,泡沫树脂固砂体系的最优配方为：20%～30%树脂基液+8%～12%酚醛胺类固化 剂+0.3%乳化剂OP-10+0.5%起泡剂有机硅表面活性剂+0.1%固体稳泡剂纳米SiO₂+0.1%聚合物稳泡剂聚乙二 醇+57%～71%清水。该体系的起泡体积约为发泡前的7 倍、半衰期大于20 min,可在35 ℃以上固化,固化后耐 温可达280 ℃,既具有低温固化的特点,又具有耐高温的特点。在不同温度下固化的泡沫树脂固结岩心的抗压 强度达到5 MPa以上,固砂强度高,满足疏松砂岩固砂强度的要求。对用0.25～0.42 mm石英砂制得的固结岩心 的固砂渗透率达到4.8 μm²,优于常规树脂固砂剂（1.9 μm²）。在非均质多油层中可明显防止高渗透层突进,改善 固砂剂注入剖面,实现均匀固砂。现场试验取得良好的防砂效果,验证了该技术可实现均匀固砂和低伤害特 性。利用泡沫树脂流体特性实现非均质多油层均匀固砂,达到了提高化学固砂效果和防砂有效期的目的。     

酚醛树脂涂层砂外固化剂的研究与应用

通过试验,研究出了一种能使酚醛树脂涂层砂在低温(45℃)下固化、固化强度能较大幅度提高的J─01型外固化剂。在树脂涂层砂防砂施工中,使用该外固化剂,能满足低温井、高采液强度井防砂施工的需要,对油井后期防砂具有十分重要的意义。     

双涂层包胶防砂技术在玉门油田单东区块的研究与应用

玉门油田单东区块新钻预探井出砂严重,砂粒包括粉细砂以及大颗粒的骨架砂,出砂速度快,防砂难度大。为此,研究、引进双涂层包胶防砂新材料,开展了室内性能评价实验,并进行了现场试验。结果表明,双涂层包胶防砂材料低温胶结强度高、渗透率高,可以满足单东油井防砂的需要。     

降水防砂复合材料的研究与应用

针对大港油田疏松砂岩区块含水上升快、出砂加剧,常规防砂工艺技术无法解决既防砂又能有效降水的问题,研制出了一种自身可固结的颗粒型降水防砂复合材料（粒径0.3～0.5,0.5～0.7和0.7～1.4 mm）。采用正交试验进行了材料配方优选,并对优选出的材料进行了固化温度和固化时间对人工岩心固结强度和渗流能力的影响评价、耐酸碱介质性能评价和岩心稳定性评价。结果表明:该系列降水防砂复合材料适用于井温30～80 ℃的油井,人工岩心抗压强度大于3 MPa,液相渗透率0.3～0.8 μm2（根据粒径可以调节）。该降水防砂复合材料在大港油田成功实施了16井次,防砂施工成功率100%,防砂有效率93.8%,平均降水率达14.7%,取得了较好的降水防砂效果。      

有机硅高温固砂技术研究及在稠油开采中的应用

克拉玛依六~九区稠油区块属砂岩油藏,地层结构疏松,注高温、高压蒸汽的热采方式加剧了油层的破坏,致使生产井出砂日趋严重,严重影响了该区稠油油藏的正常生产。六~九区自1991年以来,先后实施了绕丝管防砂等机械防砂及羟基铝防砂等化学固砂措施,由于防砂范围有限、效果差、固砂周期短、成本较高等原因,这些措施均未得到推广应用。有机硅改性固砂剂克服了以上缺点,具有较好的高温固砂性能,室内试验结果表明:在300℃下,优选的有机硅高温固砂剂固结体抗压强度在4MPa以上,同时该固砂剂对地层伤害小,水相渗透率达0.60μm2以上。高温固砂剂在六~九区稠油油藏现场试验了10井次,有效率90%,增产原油1180.7t,处理后原油含砂率均为微量,取得了理想的效果,具有较高的推广价值。     

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。     

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。     

乳化脲醛树脂固砂剂的研究及应用

针对胜坨油田特高含水开发后期地层出砂严重和普遍的问题，开展了乳化脲醛树脂固砂剂的研究。筛选出了固化剂、偶联剂和表面活性剂，确定了乳化脲醛树脂固砂剂的最佳配方，考察了各因素对固结体性能的影响。结果表明，该乳化脲醛树脂固砂剂成本低，实现了乳化脲醛树脂的自乳化和单液法施工，可用于多层生产井的分层和选层固砂，施工工艺简单，固结体抗压强度高，渗透率损失小。在胜坨油田固砂试验13井次，成功率100％。     

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。     

一种新型含油污泥调剖剂的研制

为了解决含油污泥的处理问题,在对现河采油厂的含油污泥进行成分分析和粒径测定的基础上,以含油污泥为主剂、稀土矿粉为固化剂,研制了一种含油污泥堵剂。通过抗压强度的测试,该堵剂养护3 d的抗压强度在1 MPa以上。封堵性能实验结果表明,该调剖剂岩心封堵率在99%以上,突破压力在8 MPa以上,具有较高的封堵强度。耐冲涮实验表明,在经过200℃水蒸汽冲刷100倍后,渗透率和堵塞率均没有大的变化,说明该调剖剂具有较强的耐高温性能。研制的含油污泥调剖剂可以用于注水井的调剖、蒸汽吞吐井的封堵汽窜,预期现场应用会有较好的效果。     

海上过筛管压裂工艺研究及应用

针对渤海油田中高渗疏松砂岩储层低产、低效井,分析了过筛管压裂射孔方式,建立了50～1000 mD中高渗储层压裂支撑裂缝半缝长和支撑裂缝导流能力优化经验公式。结合海上压裂作业及海水的高矿化度、高钙镁离子等特点,形成了海水基压裂液体系。支撑剂优选方面,研究了考虑支撑裂缝防砂临界流速的支撑剂粒径优选方法,同时评价了固结支撑剂在50～180℃不同温度下的固结强度。根据已实施11口井的过筛管压裂作业,9口井压裂之后增液、增油效果十分显著。实践证明过筛管压裂工艺可有效解决海上中高渗疏松砂岩储层低产、低效的难题,具有一定推广价值,但长期有效防砂是过筛管压裂工艺的关键。     

水力密闭式分层化学防砂工具的研制

针对化学防砂在长井段多油层的油水井防砂时缺少可靠的胶筒密封和卡瓦锚定的分层防砂工具的问题 ,研制了水力密闭式分层化学防砂工具。该工具设计了解卡洗砂装置、解封恢复装置、悬挂装置、坐封密闭装置和喷砂装置 ,采用水力密闭坐封、卡瓦锚定、上提管柱泄压解封的结构 ,坐封、悬挂装置与其它装置设计为两个相对独立的运动体系 ,确保了分层工具具有可多次坐封、解封 ,入井不搅动液体以及避免死卡等特点。室内试验和现场试验表明 ,该工具创新性强 ,综合性能安全可靠 ,很好地实现了一次性管柱完成多油层油水井的分层化学防砂施工 ,减少了起下管柱的次数 ,缩短了施工周期