锦州油田化学防砂技术综述

简介了锦州油田投入开发15年来不同时期主要用于热采稠油井的化学防砂技术原理和使用效果：以长效黏土稳定剂为主的稀油油藏固砂剂FSH-901（1992～1995，施工136井次，有效率78．7％）；无机钙／有机硅高温固砂剂BG-1（1992～1995，79井次，79．7％）；Ca（OH）2／CaCO3/机硅单体高温“三氧”固砂剂（1996～1997，98井次，82．7％）；高温泡沫树脂固防砂剂（1997，4井次，50．0％）：改性呋喃树脂防砂剂（1997-2005，99井次，94．9％）；氟硼酸综合防砂剂（1998-2002，130井次，81．5％）；有机硅固砂剂YL971（1998～2002，89井次，85．4％）；高强度有机硅固砂剂LH-1（2005，11井次，100．0％）。报道了防砂施工中出现的问题：出砂套变井逐年增多；多层舍采长井段井化学防砂难度大；出砂粒径逐年变细，表明油层骨架受到破坏。提出了化学防砂技术发展方向：研发常温固化的耐高温固砂剂；完善分层防砂工艺。参2。     

适用于开发后期的CYL-1型液固两相防砂材料研制

液固两相防砂剂CYL－1为固化的悬浮液，固相为密度1．15－1．30g/cm^3，粒径0．2－0．5mm(适用于弧东油田）的矿渣颗粒，液相为加有固化剂，偶联剂（KH－550）及增孔剂（清水），密度1．10－1．20g/cm^3的改性脲醛树脂（UF－K）溶液，该防砂剂可满足油藏开发后期分层防砂施工的要求，报道了主要组分（ 醛树脂，偶联剂）品种和矿渣颗粒粒度的选择，基于各组分用量和液固化的优选，根据固结样抗折强度和渗透率两项性能，确定了基本配方，液固体积比1：0．6－0．8,UF-K，固化剂，偶联剂，增孔剂质量比100：0．7：1．0：50，基本配方悬浮液粘度在200mPa.s左右，在60℃能保持稳定2h，固化时间＞1h，固结样抗折强度＞3．0MPa，渗透率2．6μm^2，耐60℃的清水，污水，卤水，柴油和原油，在60℃的10％盐酸和5％NaOH溶液中破坏，用基本配方液相固结孤东地层砂，在50℃放置2d后，抗折强度3．1MPa，渗透率2．1μm^2。     

改性呋喃树脂固砂剂用于热采稠油井防砂

本文报道了改性呋喃树脂固砂剂的组成及各种配方变量、固化温度、热老化、岩芯原始渗透率、介质浸泡、蒸汽冲刷等对固结砂岩芯抗压强度和渗透率的影响。这种固砂剂可用于40-350℃温度，形成的人工井壁抗压5-15MPa，渗透率＞0.3μm2，可阻隔粒径＞0．06mm的砂粒。用这种固砂剂在辽河油田锦7、锦45等区块20口热采稠油井和稀油井进行防砂，效果良好。介绍了施工工艺。     

润湿剂DMP-10提高含水疏松砂岩树脂固砂强度

报道了润湿剂DMP-10在树脂固砂中的应用性能。DMP-10为微溶于水的含胺基芳烃衍生物。6g糠醇树脂、适量固化剂、2mL煤油、100cm^3粒径0．3～0．6mm的含束缚水石英砂混合物，在60℃反应48h形成的固结砂样，其抗压强度比不含束缚水时降低55％，加入0．06g DMP-10使固结砂强度提高2倍以上，达11．07MPa，固化时间(强度达到最大值的70％所需的时间)为8h，对不含束缚水的固结砂强度则基本上无影响。增加DMP-10加量使含束缚水的石英砂／树脂混合物固化时间缩短，对固结砂水相渗透率无影响，固结砂强度在DMP-10加量为0．06g时出现最高值。加入最适量DMP-10生成的固结砂样在柴油、土酸、10％NaOH溶液中浸泡15d，其强度和渗透率均不变，在饱和NaCl溶液中浸泡15d后强度下降11％，渗透率不变。讨论了润湿剂的作用机理。图3表4参3。     

可形成渗透性封堵层的水泥浆堵剂及其应用

针对胡庆油田地层特点，为控制高渗透带吸水强度，改善吸水剖面，防止出砂，研制了可形成渗透性封堵层的一种水泥浆堵荆。优选出了堵荆的基本配方：100％等量的G级水泥＋金属离子平衡刺＋15％～25％增孔剂＋3％～8％孔隙连通剂＋3％～5％稳定剂。水灰比即水与G级水泥＋金属离子平衡剂的质量比为1．67--1．000加入稳定剂使水泥浆的析水率降至2％～0％。在基本配方范围内改变功能助荆用量时，水泥浆在85℃、20MPa下养护48小时后的固化体水相渗透率在0．022-0．080时范围，抗压强度在5．1～9．5MPa范围。养护温度由70℃升至150℃时，固化体抗压强度升高，水相渗透率不变。水泥浆常温初凝时间随水友比增大而缩短，85℃初凝时间随缓凝荆加量增加而延长，加量0．596时可达310-460min。该渗透性水泥封堵技术已成功用于胡庆油田3口注水井的调剖。详细介绍了H19．12注水井与2口油井的地质概况和连通情况，堵菜注入工艺，调剖后注水井剖面改善、油井增产情况。图2表5。     

可延时固化的网络覆膜砂研究

开发的适合于多层防砂的KV-3型网络覆膜砂，可以延时固化，具有较高的强度和渗透率，因此可以用一次防砂管柱实现多层防砂施工的目的，人为地控制固化。该网络覆膜砂具有较高的强度和渗透率．在70℃左右条件下，同化剂质量分数为25％～30％时，抗折强度可达2．5MPa，抗压强度可达4．7MPa。     

防膨抑砂剂NTW-1及其深部稳砂技术

使丙烯酰胺、阳离子单体在水溶液中引发聚合，聚合产物再与偶联剂反应，得到主链为碳链、季铵盐基团在支链末端的阳离子聚合物，代号NTW-1。与国内外多种类似功能化学荆对比，NTW-1与国产防膨剂FSJ-03使蒙脱石晶面间距降至最小的溶液浓度小（20g／L），处理后储层岩心对蒸馏水的渗透率下降幅度小；NTW-1的防膨率最高（离心法为93％，膨胀仪法为90％），抑砂性能最好（冲砂流出液浊度、含砂量最小）；因此NTW-1被选作深部稳砂用的防膨抑砂剂。固砂剂GSJ-8的60℃固结砂抗压强度高（5．8MPa）、渗透率保持率高（87．7％），与NTW-1配伍性良好。在填砂管中依次注入20g／L的NTW-1溶液、50--60g／L的GSJ-8溶液、后置液，在60℃放置48小时后，固结砂抗压强度5．0--5．7MPa，渗透率保持率90％～96％。由NTW-1和GSJ-8组成的体系可防止深部充填砂的运移，可用于出砂不太严重的疏松砂岩油藏的深部稳砂防砂。在现场施工中，用泵车交替注入NTW-1和GSJ-8溶液，其用量由油井出砂情况计算。截止2004年底，在300余口油井进行了深部稳砂作业，施工有效率92．9％，共增产原油45万吨。表6参5。     

硅氧烷糠醇树脂固砂剂的作用机理及应用

克拉玛依油田稠油蒸汽吞吐井出砂严得，但常规树脂在高温下易降解而失去固结作用。根据对有机硅氧皖、糠醇预聚体、无机钙粉固结协同作用机理的分析，通过在无机物表面包覆多官能团的硅氧烷改性糠醇树脂的实验研究．得到了抗高温性能较好同时成本较低的固砂剂。在300℃的高温下，该固砂剂与砂形成的黏结体抗压强度在5MPa以上．固结后的岩心经高温冲刷后水相渗透率在0．50D以上。采用高温固砂剂对克拉玛依油田9区的10口稠油吞吐井进行了现场固砂试验，处理后9口井地层产液含砂量为微量。对现场试验处理方案及结果的分析说明，在对油流黏度高的严重出砂井固砂前，采取适当的前处理措施是非常必要的。表3参10     

KY-1型多聚氰胺有机硅树脂固砂剂的研制及应用

KY－1型固砂剂用于高含水低温的防砂，其胶结剂为多聚氰胺，有机硅树脂。在室内研究中按1％盐酸→隔离剂→胶结剂＋固化剂→增孔剂的顺序将固砂剂各组分溶液依次注入粒径0.5-0.8mm的石英砂填充管中，在适当温度固结后测定固结砂样的有关性能，筛选出了实用配方：胶结剂，隔离剂，增孔剂，石英砂质量比为1：0．7：0．8：6，固化剂用量以胶结剂计为2％，在35－70℃下固结时间为3天，固结砂样抗压强度8.4-8.9MPa，气体渗透率7－8μm^2，在90℃高温的10％盐酸，10％NaOH溶液，清水，卤水，柴油中浸泡60天后性能基本保持不变。KY－1型固砂剂在大港各油田用于油井的先期和后期防砂，井深700－3300m，共施工65井次，可对比58井次，成功率为87．9％。     

水分散型固砂剂的室内研究

为了解决油水井出砂严重的问题,研制一种水分散型固砂剂,各成分的最佳质量分数为:100%主胶结剂PF,12%固化剂ZXW,15%固化促进剂ZXA,20%油溶性添加剂PA,3~5 PV扩孔液用量。实验表明,该固砂剂的抗压强度大于3.0 MPa,渗透率保留率大于90%,并且有较好的耐渗水和耐酸性能。     

粉细砂岩油藏防砂工艺技术

粉细砂岩油藏由于地层砂细而成为油田开发利用中的难点。根据粉细砂岩油藏特征及其出砂规律,阐述了粉细砂岩油藏的防砂机理、防砂工艺基本参数优选及配套技术,并通过现场应用,获得了良好的防砂效果。粉细砂岩油藏防砂工艺技术对于提高疏松砂岩粉细砂油藏产能及现场应用有重要的指导意义。     

高效环保冲砂作业工艺

针对目前油田冲砂作业过程中下放冲砂管柱时需停泵作业及冲返的含砂液体直接循环使用所存在的问题,提出了高效环保冲砂作业工艺。在施工过程中通过采用连续冲砂装置及冲砂液除砂装置,可有效地避免卡井事故的发生,解决了冲砂作业的污染问题,并提高了冲砂效率。现场应用表明,单次冲砂作业时间平均缩短20%,平均排砂量1·4m3,平均回收原油0·6m3,消耗水量平均减少30%。     

新型防砂管柱的研究与应用

为有效延长防砂有效期,研制了新型防砂管柱。该管柱主要由充填工具、防砂筛管、扶正器及托砂装置组成,与普通防砂管柱相比,有以下创新点:(1)防砂尾管的密封由丝堵变为密封插头,防砂管在下井过程中有利于保持内外压平衡,减小防砂管柱下井阻力,有利于保护防砂管;(2)管柱下部配套大通径密封工具,方便尾管的插入、密封及沉砂通道的畅通;(3)沉砂空间由尾管变为套管,在相同高度的情况下,沉砂容积增加28倍。新型防砂管柱现场实施36口井,作业一次性成功率100%,平均单井日产液83 m3,日产油5.5 t。     

射孔防砂技术研究

出砂、防砂问题是疏松砂岩油气层开发过程中永恒的主题。如何提高防砂效果已成为高效开发砂岩油气藏不可回避的课题。射孔防砂技术是近几年发展起来的新的油气井防砂技术,该技术克服了砾石充填等先期防砂技术的缺点,具有成本低、高效、可分层防砂等优点。不仅可应用于先期防砂,还可应用于修复井后期防砂,很有发展前景。射孔防砂的防砂机理是增大过流面积和人工高渗透层挡砂。具体储层的临界流速,油井出砂率,挡砂层的挡砂率是该技术的成功核心。文中对此进行了研究并给出了计算公式,同时在生产实践中得到了应用。     

新型旋转式抽砂泵的研制与应用

为解决漏失严重出砂井排砂难的问题,研制了新型旋转式抽砂泵。该抽砂泵在继承抽砂泵原有优点的基础上,完善了泵筒结构。在泵体与活塞杆间采用六方连接,保证活塞杆既能上、下自由运动,又能在管柱的旋转下带动泵筒从而带动砂铲或钻头进行旋转运动,这样就达到了既能钻砂面又能及时将钻碎的砂子抽进油管内,完成抽砂作业。现场应用表明,该抽砂泵与常规冲砂技术相比,具有操作简单、施工快捷、成功率高和施工过程无污染等优点,每口井施工比常规冲砂节约时间12~30 h,节约成本4~10万元,减少油层污染,抽砂成功率100%。     

高效井底抽砂泵及其配套管柱

针对出砂油井 ,尤其是地层能量较低负压汲水较严重、油层对洗井液较敏感的油井 ,采用传统循环液体冲砂工艺携砂时存在污染油层、冲砂效果不佳及对油井产生负面影响等问题 ,成功研制了一种施工工艺简单、清砂效率高、对地层无伤害的高效井底抽砂泵及其配套管柱。现场 5井次的使用证明 :该抽砂泵及其配套管柱具有独特的清砂结构特点 ,能在无流体循环的情况下 ,达到快速彻底清除井底沉砂之目的 ;能使油井内各相保持原有的相对平衡 ,不污染油层和地面环境 ;省去了普通抽砂管柱抽砂时必须起下管柱等作业 ;特别适用于地层压力低、负压汲水严重的油井清砂 ,因而具有广阔的应用前景     

疏松砂岩油层防砂机理物理模拟

为了优选疏松砂岩油层的防砂方法,提高注水开发过程中的防砂效果,进行了防砂机理物理模拟.模拟结果表明,砾石层防砂物理模拟压力高于15MPa时,细砾石层渗透率明显好于粗砾石层,砾石层挡砂过程中的渗透率降低与砾石和地层砂的粒度中值比、流体的粘度、累积产液量等有关,当砾石和地层砂的粒度中值比大于15时,砾石层不起挡砂作用.经纬网金属布滤砂管和斜网金属布滤砂管具有高渗透能力和低过滤精度的特点,对高泥质含量或细地层砂的地层不适应,而金属棉滤砂管挡砂精度高,具有一定的自疏通能力.绕丝管防砂模拟中,挤压砾石充填炮眼,能够大幅度提高炮眼的渗透率,增加油井产能.因此,选择合理的砾石和地层砂粒度中值比是砾石充填防砂工艺的关键,金属棉滤砂管防砂优于经纬网金属布滤砂管和斜网金属布滤砂管,井筒内安装有绕丝管样件时,炮眼充填物的渗透率是影响油井产能的关键.     

珠江口盆地砂岩侵入体的识别特征及其石油地质意义

对国外报道的砂岩侵入体与中国南海珠江口盆地的岩心、测井曲线和地震反射等资料的对比分析,认为珠江口盆地发育有砂岩侵入现象,其特征在岩心中表现为不同规模的泥岩碎屑,大量的液化和泄水构造以及砂岩褶皱与充填等构造类型;在测井曲线上表现为伽马曲线总体呈箱状,倾角测井呈杂乱状,偶见高陡倾角的特征;在地震剖面上表现为翼状侵入或锥状侵入的反射异常,其反映的砂岩侵入的规模较大,对于小型岩墙和岩床的识别还需要更高的地震分辨率。     

冲砂喷嘴水力冲砂性能的试验研究

针对油田罐体内易沉积泥砂和这些含油泥砂难以自动清理的技术问题,选择圆锥收敛形冲砂喷嘴进行了水力冲砂性能的试验研究。确定了单个喷嘴的最佳冲砂流量和冲刷范围,得到流量q、喷距H(喷嘴与砂面垂直距离)、冲刷坑尺寸之间的关系,按此参数设计的水力冲砂喷嘴管网能使冲砂覆盖率达到99%,并能使油水界面基本不受扰动影响。     

水力冲砂工作参数优化计算程序研究

水力冲砂法具有一次冲砂量大、清洗井底完全、工艺简单的特点,目前现场一般用清水正冲。文章研究的目的是研究合理的冲砂液流量和冲砂压力既做到将砂粒冲出地面又不在井底对地层造成新的伤害。文中将井筒和地层作为一个整体来进行考虑,利用井筒中流体动力学原理和砂粒质点运动原理,得到水力冲砂的最优冲砂液流量和冲砂液压力。最终得到既能冲砂又不伤害储层的合理冲砂工作制度,并给出了实例。这为现场冲砂工作制度的选择提供了参考。