纤维复合防砂技术的研究及现场应用

通过对纤维复合体的固化温度、固化时间以及耐介质性的分析发现，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，而且不伤害地层渗透率。现场试验表明，纤维复合防砂不但增加了固结体的挡砂强度，而且延长了防砂有效期，是一种值得推广应用的新型防砂技术。     

一种注水井防砂挡砂装置的研制

针对疏松砂岩油藏注水井出砂日益增多的现象,研制开发了一种注水井防砂挡砂装置。这种装置采取上、下挡砂器和金属毡防砂管相结合的方式将地层出砂阻挡在油层部位,防止地层出砂砂埋注水管柱,同时将地层出砂限制在油层部位,形成自充填挡砂层,提高了防砂效果。SDS23-8注水井下入带有防砂挡砂装置的空心分层注水管实施分2层注水,各层配注量均为20m3/d,管柱一次下井成功。目前该井吸水正常,注水压力5.5MPa,上、下层注水量分别为23.16m3/d和19.91m3/d,能顺利实现分层注水,各层注水量稳定,达到了分层注水要求。     

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%。     

矿物纤维增强覆膜砂的界面力学模型研究

为深入了解纤维复合防砂技术中纤维复合砂体的增强作用机理,对纤维与覆膜砂表面树脂层的界面性质进行了研究。基于纤维增强复合材料的剪滞理论模型,对单纤维-树脂层微元体进行了界面力学分析;根据矿物纤维覆膜砂体的特征,对剪滞理论模型进行了修正,建立了可定量计算纤维覆膜砂体抗压强度的剪滞理论力学模型。研究发现,覆膜砂体具有宏观颗粒多孔特征和树脂反应收缩产生的大量微裂缝和微孔隙,使砂体应力集中,导致其在60和80 ℃温度下的抗压强度分别为2.75和8.88 MPa;矿物纤维与覆膜砂体为点接触,每个接触点的有效粘结长度为0.3 mm左右;覆膜砂体中加入0.2%矿物纤维后,纤维复合砂体的抗压强度比空白砂体提高了0.92 MPa。研究结果表明,最大剪应力与纤维有效粘结长度呈双曲正切函数关系,纤维有效粘结长度等于所用覆膜砂粒的半径,修正模型从界面力学的角度解释了纤维增强覆膜砂的作用机理,并可在较小误差范围内定量计算适当纤维掺量下纤维复合砂体的抗压强度。      

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。
     

注水井固砂增注压裂技术应用研究

注水压力高,注水量达不到开发配注要求是各大油田存在的普遍问题。阐述了注水井压裂的必要性和纤维复合固砂压裂机理。通过建立数学模型,对注水井施工参数（裂缝长度、砂量）进行优化,得到适合注水井的压裂规模;优选了纤维浓度,对固结剂进行了性能评价。研究成果对提高注水井注入量,降低注水压力提供了重要指导。     

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。     

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。     

单家寺油田纤维复合防砂技术的矿场应用

目前单家寺油田防砂技术主要以复合防砂为主,针对井内下入机械管柱对后期延续措施带来一定的施工困难、机械管柱难以实现分层注汽及调剖等工艺等问题,创新应用了纤维复合体防砂技术。该技术是在地层内实现特制纤维与充填砂的复配混合形成复合体,实现对地层砂的束缚,形成较为牢固的防砂过滤体,达到了井内无机械管柱利于后期作业的目的。就纤维复合体的选择、纤维表面处理、纤维性能、纤维复合体性能评价等做了部分室内研究,并对单家寺油田蒸汽吞吐井进行了纤维复合防砂技术的矿场应用。应用效果表明,该纤维复合体能够达机械防砂管柱防砂的效果,并为后期措施作业提供了良好的井筒条件。     

跃进二号油田防砂效果评价

跃进二号油田目前所采用的防砂工艺共有7种，为了分析各种防砂工艺在跃进二号油田的适用性，根据石油天然气行业标准《油井防砂效果评价方法》对各种防砂工艺的防砂效果进行了评价，通过评价优选出效果较好的防砂工艺进行推广应用，对效果不好的防砂工艺建议停止使用，并有针对性的提出了防砂堵水一体化、水井纤维复合防砂等建议。     

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。     

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％。     

注聚区油井砾石分级充填防砂工艺技术研究

注聚区油井砾石分级充填防砂工艺技术是针对胜利油田注聚区见聚油井产出液黏度增大、携砂能力增强,提液引效措施加剧油井出砂使油井防砂有效期变短等问题进行研究的.该技术是在注聚区油井充填防砂时改变过去采用单一粒径砾石进行充填防砂的做法,将不同粒径砾石按不同比例分级充填到近井、炮眼附近和筛套环空,同时在中粒度粒径的砾石中加入经过...     

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。     

大港油田多涂层预包防砂支撑剂研制与应用

针对浅层低温（低于50 ℃）防砂井化学材料难以固结、影响防砂效果的问题,研制了一种不需要外固化剂,就具有低温快速固化且高强度特点的多涂层包胶防砂支撑剂。从树脂胶结体系选择、固化体系选择、外包胶材料及包胶工艺选择、颗粒配方等方面进行了多涂层预包防砂支撑剂配方的研究。研制的防砂支撑剂分为A剂和B剂,其中A剂为树脂胶结支撑剂,B剂为树脂固化支撑剂。对该支撑剂进行了性能评价,包括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、岩心稳定性及其他性能评价。性能测试发现,A剂和B剂按质量比1∶1充分混合,在25 ℃下固化4 h后抗压强度能达到6 MPa以上,液相渗透率大于1 μm2。该防砂支撑剂在大港油田现场应用4口井,结果表明,该防砂支撑剂能够解决低温出砂井、生产大压差井、注水井和侧钻井的防砂难题,且防砂效果良好。      

非均质砂岩油藏分层化学防砂技术

针对笼统化学防砂有效期短、成功率低,开展了非均质疏松砂岩油藏分层化学防砂技术研究。砂粒表面原油是影响化学防砂效果的主要因素,因此,研发了适用于45~150 ℃地层温度下的高强高渗耐油控砂剂体系,该体系在含油污水原油含量10%时固结强度为6.2 MPa,渗透率保留率92.5%、黏度小于5 mPa · s。研制的低温高强度AB砂40 ℃时固结强度可达7 MPa,解决了胜利油田开发后期由于井底温度低、常规覆膜砂固结强度小而不能满足防砂生产需要的问题。设计了具有防蠕动、可大排量反洗井、一趟管柱可选择性注入控砂剂或覆膜砂的分层化学防砂管柱,解决了非均质油藏笼统化学防砂有效期短,常规分层化学防砂管柱工序多、可靠性差难题。该技术提高了化学防砂技术对非均质疏松砂岩油藏的适应性,对确保粉细砂岩油藏、普通砂岩油藏特殊井眼油水井的防砂开采效果具有重要意义。     

FSQ-115单流防砂器的研制与应用

针对易出砂油藏注水井在停注、卸压、洗井时地层返吐出砂严重,无法有效分注的问题,研制了FSQ-115单流防砂器。该单流防砂器主要由接头、油管短节串、套管密闭挡砂机构等组成,可将出砂层段跨隔封堵,使注入水只能单向进入地层,不能从地层返吐,从而防止出砂埋管柱、堵塞洗井通道及井下工具,改善了防砂分注效果。该防砂器已在双河油田、魏岗油田、赵凹油田等顺利实施10井次,工艺一次成功率达到100%,收到了较好的防砂效果,能满足河南油田分层防砂、分层注水工艺要求。     

适用于低温油层防砂的FSJ—Ⅳ涂敷砂

本文介绍了适用于代温油层防砂的FSJ－Ⅳ涂敷砂的性能特点,考察了影响FSJ－Ⅳ涂敷砂性能的各种因素,分析了该涂敷砂在孤东油田的应用效果。     

新疆超稠油油藏采出砂调剖技术研究及应用

针对注蒸汽热采稠油油藏非均质性严重、中低渗层动用状况差、高渗层汽窜干扰严重等问题,通过室内实验,向油田采出砂中加入固化剂(无机盐类)、分散剂(膨润土)、促凝剂(片碱),自主研制出新型KWF复合堵剂。其具有固化时间可调(3～300 h)、抗压大于6 MPa、耐温大于350 ℃的特点。该体系在注入高渗汽窜通道后与地层岩石胶结,封堵率大于85%,且不损害中低渗透层。现场应用表明,该体系可有效封堵大孔道,提高产油量,阶段累计增油可达1 057 t。采出砂调剖技术既解决了采出砂的环境污染问题,又降低了稠油热采开发成本,对提高油田最终采收率和经济效益具有重要意义。