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。      

玉门油田细粉砂低温油藏防砂技术研究

为解决玉门油田细粉砂低温油藏防砂技术难题，研究了一种新的人工岩层防砂技术，分析了人工固结岩层防细粉砂的机理。对新型防砂材料的固结条件、固结温度、固结岩心的强度、渗透率和孔喉分布进行了室内试验研究，结果表明，防砂材料能在20℃的低温水环境中固结，固结岩心渗透率大于3μm^2，强度大于4MPa，岩心孔喉分布均匀，最小防砂粒径为4μm。现场应用表明，该防砂技术成功率高，可解决高泥质含量的低温细粉砂岩防砂技术难题。     

CS-1防砂固结颗粒的研究与应用

大港油田疏松砂岩油藏具有埋藏浅,压实程度低,胶结疏松,易出砂,油层温度低等特点。针对这些情况,通过室内实验开发研制出一种CS-1防砂固结颗粒,并对其进行性能指标及影响因素评价实验。试验表明,CS-1防砂固结颗粒具有低温固化,固结时间短,固结强度高的特点。该工艺特殊的防砂机理和工艺特点解决了大港油田高含水井,低温井的防砂难题,取得了明显的防砂效果和显著的经济效益。     

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     

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.     

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。     

低温固化阻水透油防砂材料的室内研究

针对浅层低温地层出砂和油井采出液高含水的问题,开展低温固化阻水透油防砂材料室内研究。将石英砂、环氧树脂、相对渗透率调节剂等通过共混工艺制备了一种低温固化阻水透油防砂材料,利用FT-IR、热重、扫描电子显微镜等分析了防砂材料及其人造岩心的固化机理、热稳定性、微观形貌等,通过岩心驱替装置考察了人造岩心的抗压强度和水/油相渗透率。实验结果表明,含有30%相对渗透率调节剂的防砂材料在低温(30～70℃)条件下,固化形成的人造岩心抗压强度达到4.22 MPa以上;同时,相对渗透率调节剂加量为30%的人造岩心的水相渗透率和油相渗透率分别为963×10^-3和5513×10^-3μm²,表现出优异的阻水透油性。所合成的防砂材料在低温(30～70℃)条件下能满足低温浅层井的防砂阻水的要求。     

无机颗粒防砂工艺

临盘油田浅层出砂井由于地层压实程度低、出砂量大、且地层温度低，历年来化学防砂效果较差，针对这种情况，通过室内实验，优选防砂材料无机颗粒，并对影响其固结性能的各种因素进行了研究，实验表明无机颗粒防砂材料具有低温固化、固结时间短、固结强度高的特点。文中还结合现场施工，描述了无机颗粒防砂工艺的防砂原理及工艺特点，并对现场施工中存在的问题进行了优化设计。该工艺在现场实施后，防砂效果得到了明显的改善。     

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。     

新疆陆梁油田疏松砂岩化学固砂体系研究

针对新疆陆梁油田六中区克下组砂岩储层易出砂问题,在室内开展化学复合固砂剂体系研究。首先对胶结剂、固化剂、偶联剂等材料以及砂粒粒径进行了优选,优选出制备固化体材料的最佳用量,以油井出砂的砂子质量为标准(100),树脂用量为砂子质量的5%、固化剂用量为砂子质量的0.6%、偶联剂用量为砂子质量的0.3%、砂粒粒径为0.4～0.8mm,制备的固化体具有良好的抗压强度(抗压10MPa)和渗透率(9.0D)。固化体评价试验表明:在40～150℃条件下,随温度的增高,抗压强度呈增加趋势,而渗透率稍微有所降低,说明固化体具有良好的耐温性能;固化体在60℃恒温水浴中老化20d时间,岩心抗压强度下降幅度不大且渗透率还略有升高;在清水,地层水,不同浓度酸、碱以及煤油中侵泡8d后,只有在高浓度碱溶液中固化体的抗压强度才有所下降,说明固化体具有良好的耐介质性能。     

降水防砂工艺措施效果评价模型研究

降水防砂材料充填防砂能改善井底流动条件,起到降水增油稳砂的作用,但其施工效果综合评价模型方面的研究尚为空白。通过降水防砂材料油水相对渗透率性能评价实验,探讨了降水防砂充填材料的基本渗流性能及其主要的作用机理,建立了降水防砂材料充填简化模型,推导了降水防砂材料充填降水效果及增产效果预测的计算模型。应用软件对预测模型的敏感性进行模拟计算,并通过实例计算验证了降水防砂充填工艺措施的降水效果和增产效果。研究成果对疏松砂岩高含水油田降水增油措施的制定有一定参考意义。     

疏松砂岩、细粉砂岩油藏防砂堵水及大孔道封堵工艺技术

在疏松砂岩油藏注水开发中、后期,由于储层存在先天的非均质性,致使油、水井之间形成严重的高渗透大孔道现象,生产井出现特高含水及严重出砂的问题。为此研制了渗透率、胶结强度可调的无机胶结固化材料＂双效胶结砂＂,并依据选择性注入原理,实现对高渗透、大孔道深部低渗充填,同时对近井地带高渗封口,达到防砂堵漏的目的,解决了细粉砂岩油田油、水井的出砂和漏失问题。     

闵桥油田防膨抑砂剂的评价与应用

闵桥油田注水井出砂严重,影响了注水井的正常注水,拟采用防膨抑砂剂对其地层进行处理。通过防膨性能、抑砂能力、注入性能三个方面对5种防膨抑砂剂进行了评价与筛选。实验表明,KD-80-2防膨抑砂剂效果最佳且注入性能好,因此选定KD-80-2为闵桥油田使用的防膨抑砂剂。通过工艺优选,推荐其使用浓度为3.5%,吸附稳定时间24h。截至2012年8月,共有5口井进行了应用,5口井均正常生产,未见出砂。     

复合陶粒防砂技术研究与实践

复合陶粒防砂技术的胶结主体是由胶结主材料、水溶性的辅助材料及外加剂所组成。此材料在水浴环境中胶结固化,产生一定胶结强度及连通孔隙的胶结整体。这种胶结体形成于实体亏空较大的油层中,对松散的流砂起到相对固定作用,进而达到防砂目的。在对高含水期严重出砂油田有了重新认识以后,确定了人造岩层深部封堵、近井地带防砂的工艺思想。该技术对出砂严重,有注水能量补充的生产井具有较好的防砂效果,尤其对注水受益明显、底水大孔道、出砂严重的生产层更为适宜。现场施工80口井、110多井次,累计增产原油9.64万t,创直接经济效益3200多万元。     

水侵对油井出砂的影响

提出了地层出砂过程包括剪切破坏产生屈服区和砂粒运移两个阶段的概念,分析了水侵对油井出砂的影响,水侵加速地层出砂的原因如下：产水能溶解砂粒之间的一部分胶结物,使地层的胶结强度下降;粘土膨胀,渗透率降低,破坏油流的连续性;产生水锁效应,增加油流阻力。同时,建立了粘着力模型,利用该模型分析了水侵量对油井出砂的影响。     

深水浅层气田防砂方式优选及防砂参数优化

为了解决深水气井开采过程中出砂程度高、防砂难度大的问题,研究了深水气井防砂优化设计技术。基于荔湾3-1深水浅层气田上覆岩层压力低、成岩性差、胶结强度低的特点,研制了一套可以进行深水气田大型防砂物理模拟的试验装置。该装置能够准确模拟深水气田储层特性条件下的常规裸眼优质筛管防砂与砾石充填防砂。采用物理试验与现场实际相结合的方法,对多种防砂方式及防砂参数进行了物理模拟,提出了适合深水气田提高产能的最佳防砂措施为"金属网优质筛管+裸眼砾石充填＋适度扩眼增大砾石层厚度"。研究表明:气井防砂不同于油井的特殊性在于气体流速产生的携砂效应要明显大于增加砾石层厚度起到的挡砂效果,为保证深水气田出砂量小于10-9 m3/m3,砾石充填厚度应控制在60.96 mm以内,以达到产能与出砂量的最优组合。      

胜利海上疏松砂岩油藏分层防砂分层采油技术

胜利海上疏松砂岩油藏存在油层多、井段长、夹层厚、层间非均质性强和易出砂等问题,采用笼统防砂电动潜油泵合采,层间矛盾突出,不能充分发挥各产层的作用,制约了其有效开发。为此,进行了适用于海上疏松砂岩油藏的分层防砂分层采油技术研究。针对笼统防砂充填不密实、防砂后通径小的问题,研发了大通径分层充填防砂技术,实现了分层防砂,并增大了防砂后的通径,方便了后期实施分层采油;研制了遇油遇水膨胀封隔器和在线电动调节阀,形成了分层采油技术,实现了分层开采和各层流量的在线调节。在海上的埕北20C-A井进行了分层防砂试验,各油层实现了差异充填防砂,使各油层潜能得到了释放;在与胜利海上疏松砂岩油藏储层物性相近、油井的完井工具尺寸相同的陆上GO2-17-A井和GO4-19-B井,进行了分层采油试验,2口井均实现了分层开采和各油层产液量的精确调控,提高了产油量,降低了含水率。现场试验表明,采用分层防砂分层采油技术解决了海上疏松砂岩油藏合采层间矛盾突出的问题,可以充分挖掘各油层的潜能,提高开发效果。      

新型防砂堵水剂的研制与应用

国内外油田目前大多将防砂、堵水措施分开实施，大大增加生产成本。研究将防砂堵水工艺合二为一的新型防砂堵水剂，既能有效防砂，又有选择性堵水效果。通过正交试验方式，优化选择出以改性有机硅树脂为胶结剂主要成分的防砂堵水剂配方，根据试验结果评价其防砂及堵水性能，现场试验证实防砂、堵水效果良好。表6参5（王任芳摘）     

FS-RPM相渗调节剂在控水防砂中的研究与应用

针对油田开发中后期油井防砂后含水上升快、稳产期短的问题,制备了一种适用于高含水油井防砂用的FS-RPM相渗调节剂,该材料既可以配制成处理液改善近井地带控水能力,又可以化学锚定到石英砂表面制备成控水砂提高充填层的控水效果。性能评价结果表明,在80℃、矿化度30000mg/L的条件下,其标准流体阻力比(NFRR)大于3,具有较好的控水能力。FS-RPM相渗调节剂和负载型控水砂在QTQ9-10井的应用情况表明,措施后油井含水率下降了21%,控水有效期达到380d,累计产油758t,取得了明显的控水稳油效果。     

孤东油田防砂堵水一体化技术研究与应用

疏松砂岩油藏开发到中后期,由于存在着油层出砂与出水的双重矛盾,油田防砂、堵水的工作量与难度不断加大,针对这种情况,提出了防砂与堵水一体化新工艺。确定了FD- 1与FD- 2两种防砂堵水剂配方,并对其性能进行了室内评价,确定了扩孔剂的类型与用量,考察了各种地层因素对防砂堵水剂性能的影响。确定了现场施工的方法与顺序以及计算防砂堵水剂用量的公式。现场试验 2 0多井次,防砂有效率 91.7%,堵水有效率 76%,累计增油 12 15 4t,表明该防砂堵水剂配方合理,现场施工安全可靠,防砂堵水效果显著。