淺析人工井壁防砂技術的持續(xù)改進

杜延濤

摘要：人工井壁壓裂防砂技術將壓裂技術與化學防砂技術有機結合，是解決油水井出砂難題的利器。隨著該技術的持續(xù)推廣應用，在部分出砂井中防砂效果并不理想，為此我們對人工井壁防砂技術進行了持續(xù)的改進，并取得了較好的效果。本文將從影響人工井壁防砂成功率的幾個主要因素入手，結合分析解決此問題的一些改進措施。

關鍵詞：人工井壁防砂；持續(xù)改進；措施

引言

遼河油田稠稀油區(qū)塊大多存在較為嚴重的出砂問題，使用常規(guī)的機械防砂和化學防砂措施，往往會帶來一些問題，如對地層造成傷害，降低滲透率，防砂不徹底，對細粉砂防治效果差等。針對以上情況，研發(fā)出人工井壁壓裂防砂技術，該技術不僅是出砂油井防治措施，也是油層改造增產(chǎn)措施，在多個區(qū)塊應用中取得了較好的措施效果。但隨著人工井壁防砂技術的現(xiàn)場推廣應用，部分井出現(xiàn)了防砂后有效期短、防砂增油效果并不明顯或防砂措施失敗。針對以上情況，結合現(xiàn)場出現(xiàn)的諸多問題對人工井壁防砂進行了持續(xù)改進，提高了人工井壁壓裂防砂的技術含量。

1 持續(xù)改進過程分析

1.1 常規(guī)樹脂砂適應范圍小

2.1.1地層溫度較低出砂井

樹脂砂低溫固化始終是個困擾人工井壁防砂的難題，造成了人工井壁在部分油井中防砂效果極差。分析主要原因是地層溫度太低，導致樹脂砂固結不好造成，。于人工井壁壓裂防砂技術常規(guī)樹脂砂固化溫度要求達到50-60℃以上，而隨著壓裂防砂輪次的升高以及部分出砂井本身埋藏淺，地層溫度偏低，如曙三區(qū)部分區(qū)塊油層埋深在850-950m，地層溫度在40℃左右，常規(guī)樹脂砂在這類出砂井中固化的較差或基本不固化，形成的人工井壁強度低，易被破壞，從而導致防砂有效期短或者防砂措施失敗。針對以上難題，研發(fā)出一種高強度低溫固化樹脂砂，該新型樹脂砂體系采用鍍膜技術，樹脂附著牢固，清潔度好；能在25～150℃條件下固化，抗壓強度可達到10MPa以上，固化后滲透率達到1200×10-3μm2；強度和滲透率等各項指標均能滿足低溫油井的防砂設計要求，通過該措施顯著的提高了樹脂砂固結強度，提高了防砂措施成功率，大大延長了防砂周期。

1.1.2 稠油注汽井

針對常規(guī)樹脂砂不能滿足稠油井的防砂問題，我們通過大量試驗，研制出高溫樹脂砂材料。提高了人工井壁防砂技術的成功率，擴大了應用范圍。該材料由CaO、MgO、無機樹脂等材料添配多種添加劑，在特定條件下的反應產(chǎn)物加工制成的固體顆粒，具有可固化、耐高溫、強度高等優(yōu)越性，在水環(huán)境中能發(fā)生復雜的水化、固結等化學反應，形成具有高強高滲透的人工巖層，并與原地層固結形成一個整體，將砂粒以架橋的方式阻擋在人工巖層之外，防止砂粒進入井底。

1.2 攜砂液效果差

攜砂液在壓裂施工中要起到傳壓、劈開裂縫，攜帶支撐劑進入油層等作用。壓裂液的攜砂效果直接影響措施的成敗。初期使用的胍膠基攜砂液和聚丙烯酰胺攜帶液，此類攜砂液在使用過程中暴露出很多弊端如：①配制困難。配制常規(guī)壓裂液需要場地和專門設備，配制時間較長，如配制120m3胍膠壓裂液，需要4～5小時，只能在本地配制使用，且無法根據(jù)現(xiàn)場情況進行液量的調(diào)整。②對地層傷害大。常規(guī)壓裂液的返排率一般只有30%-45%，且其中含有的蛋白質(zhì)和纖維素很難降解，殘留物對地層滲透性能具有較大傷害；胍膠壓裂液需在堿性條件下成膠，在堿敏地層會產(chǎn)生沉淀，造成地層基質(zhì)滲透率和裂縫導流能力降低。③常規(guī)攜砂液不抗剪切。剪切降解造成永久性粘度損失，對攜砂性能具有重大影響。

針對以上問題，研制出無固相清潔攜砂液。該攜砂液主要以粘彈性表面活性劑為主劑和一定比例助劑混合后形成的膠束溶液。由于壓裂液中不含植物膠等高分子材料，破膠后可全部水化，不會產(chǎn)生因固相殘留導致的二次污染，減輕了入井流體對地層的傷害。同時，無固相清潔攜砂液配制過程簡單，縮短了配液時間，無需大型配液裝置，并可大劑量配制或根據(jù)現(xiàn)場需要定量配制，大大提高了防砂效率。

1.3 油井漏失

在油井嚴重漏失的情況下，直接防砂，不僅造成壓裂液的嚴重浪費，還會直接影響防砂的有效性。采取了以下改進措施：

（1）通過調(diào)查發(fā)現(xiàn)，以前用的暫堵劑針對油層漏失嚴重的油井效果不是很理想，改用了堵漏效果更為理想的新型暫堵劑，提高了防砂效果?，F(xiàn)場應用證明，更換暫堵劑之后，堵漏效果明顯提升。特別是針對漏失嚴重的油井，堵漏效果完全達到了防砂施工要求。而且該暫堵劑能溶于原油，不會造成任何的油層污染。

（2）防砂準備過程中應對地層漏失情況進行檢測，若地層漏失，則防砂施工前向井內(nèi)擠暫堵劑，直至液面罐滿，不再下降為止。

（3）防砂施工前，仔細核查井身數(shù)據(jù)、運用優(yōu)化軟件精確計算填砂量，并準確丈量管柱。

1.4地層出泥漿影響

防砂前出泥漿嚴重的油井，在防砂后由于大排量壓裂液的沖刷作用，會在一定程度上加重出泥漿現(xiàn)象，直接影響原油的生產(chǎn)，大大降低了人工井壁防砂效果及成功率。效果統(tǒng)計發(fā)現(xiàn)部分出泥漿井防砂后油井仍出泥漿，嚴重影響了原油產(chǎn)量，導致措施后油井產(chǎn)量大幅下降，甚至不出液、停產(chǎn)。針對以上問題，通過采用無機物+有機物+表面活性劑配制地層預處理劑及用復配的地層預處理劑作為防砂前置液，先進行泥漿的治理，后大排量打入樹脂砂，成功解決了以上難題。當年即成功治理了10口出泥漿井，措施后都正常生產(chǎn)，均未出現(xiàn)泥漿。

2 結論

（1）人工井壁壓裂防砂技術能夠有效解決稠、稀油井的出砂問題，工藝簡單，有效期長，相對成本較低。

（2）對于井溫較低的出砂油井，通過采用高強度低溫固化樹脂砂體系等方法，可大大提高樹脂砂固結強度。

（3）采用高效油層預處理技術對出泥漿出砂井進行先期治理，可提高出泥漿井防砂成功率。

（4）隨著該技術的推廣應用，針對現(xiàn)場出現(xiàn)的新問題，新情況，還需要對該技術進行持續(xù)的改進。

參考文獻：

[1]陶國治.人工井壁防泥砂技術的研究與應用[J].內(nèi)蒙古石油化工，2013，（23）：103-104.

[2]趙日升.稠油高溫人工井壁防砂技術的研究及應用[J].中國石油和化工標準與質(zhì)量，2012，（16）：48.

[3]范明福.低溫油井覆膜砂人工井壁防砂技術與應用[J].科學技術與工程，2017，（12）：168-172.