易出砂油井解堵技術研究與應用

摘 要：隨著油田進入開發(fā)中后期，近井地帶不斷受到流體沖刷或者增產(chǎn)措施的破壞，巖石膠結程度逐漸下降，導致出砂越來越嚴重，這類井污染后如果采取常規(guī)的化學類措施，導致解堵后加劇出砂，造成油井不能正常生產(chǎn)，有的井甚至因出砂卡泵、卡管而造成大修。針對易出砂井酸化后加劇出砂的問題，開展技術研究，找到一種既可解除油井污染又可防止出砂的酸化技術。

關鍵詞：出砂;酸化;防砂;氟硼酸;固砂劑

1 油井出砂機理及原因分析

1.1油井出砂機理[1]

油井出砂從宏觀上看是由于地層巖石受到地層壓力、水平應力及地層孔隙壓力的聯(lián)合作用，在油井未被開采前，各種應力處于平衡狀態(tài)，當油層被開采后地層中的應力結構發(fā)生改變，導致地層巖石受到破壞，巖石破壞主要有兩種方式：剪切破壞和拉伸破壞。

1.2 油井出砂原因

油井出砂的機理研究指出油井出砂主要是由于巖石的剪切和拉伸破壞引起的油井出砂。在現(xiàn)實生產(chǎn)中，引起油井出砂的原因較多，從油井開鉆到完井、投產(chǎn)，中間的許多因素都有可能造成地層的破壞引起油井出砂。從出砂原因分析，可分為先天性原因和開發(fā)因素。

2.油井酸化防砂技術現(xiàn)狀[2]

目前針對防砂酸化技術的研究不多，但對于防砂和酸化的單獨研究較多，防砂技術有化學防砂和機械防砂，酸化技術有多氫酸、緩速酸和新型多氫酸等。近年來，對于氟硼酸防砂技術，由于其兼顧酸化和防砂兩項特點，科研人員對它的研究較多。氟硼酸防砂技術最早來自于地層酸化技術，在用氟硼酸對地層進行酸化的過程中發(fā)現(xiàn)：經(jīng)過酸化后的地層，滲透率提高，產(chǎn)量增加，最為主要的是能夠減少油井細粉砂出砂，增加油井的開采周期[3]。

3酸化防砂技術配方體系研究

3.1酸液體系的確定

化學防砂技術中氟硼酸具有一定的防砂功能，防砂的機理主要是通過氟硼酸對地層粘土的穩(wěn)定和地層微粒與巖石的膠結作用[4]。

在溫度為50℃條件下，測定不同濃度氟硼酸對巖心粉的溶蝕，氟硼酸濃度為8%時，溶蝕率和濃度為10%的相差不大，因此，選擇氟硼酸的使用濃度為6%～8%。

3.2 酸液添加劑的篩選及評價

在進一步形成酸液體系配方前，必須對酸液中的各種添加劑進行單項性能篩選，因為主酸液解堵作用的發(fā)揮與其緩蝕性能、防腐性能、防膨性能、穩(wěn)定鐵離子性能、表面張力低等有著直接的聯(lián)系。而這些性能主要通過酸液體系中的添加劑而決定。

3.2.1 緩蝕劑的篩選評價

固定實驗溫度為50℃，通過改變緩蝕劑的加量來評價酸液對P110鋼片的腐蝕速率，隨著緩蝕劑使用濃度的增加，酸液對P110鋼片的腐蝕速率逐漸下降;當緩蝕劑加量為0.3%時，腐蝕速率下降明顯，繼續(xù)增大濃度，腐蝕速率下降幅度較小。當加量為0.3%時，緩釋率達到98.44%，而且鋼片表面較光亮，無點蝕和坑蝕現(xiàn)象，因此選擇SBH使用濃度為0.3%。

3.2.2 助排劑的篩選評價

在油井酸化時常遇到殘液滯留在地層孔隙毛細管中造成水鎖或液堵，造成對地層的傷害，因此，需要在酸液中加入一定的助排劑（表面活性劑），降低酸液的表/界面張力，以提高殘酸酸液的返排效率。在常規(guī)表面活性劑的基礎上，室內(nèi)通過選用6501和CEBT-17進行復配，得出了不同濃度時的界面張力。0.01%6501與0.0075%CEBT-17復配時，體系與原油的界面張力可以達到超低（10-3mN/m）。

3.2.3鐵離子穩(wěn)定劑的篩選評價

通過酸液、巖粉反應測定反應后酸液中的鐵離子含量，可以了解酸液溶解巖石后酸液中鐵離子含量的多少。通過鄰菲羅琳法（p H=0.5條件下，測定時間24小時）測得鐵離子含量為736ppm;由此對鐵離子穩(wěn)定劑進行了篩選。

將巖樣與酸進行反應，然后通過測定不同穩(wěn)定劑穩(wěn)定鐵離子的能力，由此可對鐵離子穩(wěn)定劑進行篩選。實驗用的鐵離子穩(wěn)定劑依次分別為檸檬酸、EDTA、NTA 和CTI-7，且酸液的PH 為3.5，1%NTA穩(wěn)定劑穩(wěn)定鐵離子含量的比重較高，效果較好，因此，鐵穩(wěn)定劑NTA在酸液中加量為1.0%。

3.3酸液體系性能評價

3.3.1 配伍性評價

將酸液體系按照基本配方配制完成后，放置在50℃的水浴中恒溫24h，觀察現(xiàn)象，酸液與添加劑具有良好的配伍性，配方半透明為透明、無沉淀、無分層等現(xiàn)象，在一定的時間內(nèi)，具有較好的穩(wěn)定性。

3.3.2巖心流動實驗

在一定溫度、壓力條件下，利用巖心流動試驗儀將酸化工作液按一定的施工順序注入實際巖心，根據(jù)酸化前后巖心（25mm×50mm）滲透率的變化，分析酸化效果，酸化后巖心的滲透率改善率在75%以上，效果較好。

4 現(xiàn)場試驗及取得效果

該技術目前已經(jīng)現(xiàn)場實施3井次，平均延長檢泵周期194d，階段增油1848.9t，平均單井增油616.3t。

5 結論和建議

（1）在現(xiàn)有酸化和防砂技術調(diào)研的基礎上，通過室內(nèi)實驗研究得出了防砂酸化技術配方體系，通過現(xiàn)場試驗，取得較好的試驗效果，滿足現(xiàn)場要求。

（2）油井酸化防砂技術應用過程中取得了較好的試驗效果，建議在類似井大規(guī)模推廣，為油田中后期出砂井提供了一條行之有效的增產(chǎn)途徑。

參考文獻：

[1]范興沃，李相方，關文龍，齊明明.國內(nèi)外出砂機理研究現(xiàn)狀綜述[J].鉆采工藝，2002，27（3）：57～59.

[2] 張榮軍，白云云，秦文龍.疏松砂巖油藏酸化機理研究[J].科技創(chuàng)新導報，2010， 8（3）：1～3.

[3] 秦文龍，苗建宇，蒲仁海，張榮軍，孟選剛.疏松砂巖黏穩(wěn)酸酸化性能研究[J].西北大學學報，2011，45（5）：853～856.

[4] 劉永山.氟硼酸防砂技術研究及應用[J].石油鉆采工藝，1998，20（2）：77～79.

作者簡介：

孫銘澤（1983.2-），女，工程師，2006年畢業(yè)于鞍山師范學院，現(xiàn)在遼河油田公司高升采油廠工藝研究所從事油田開發(fā)工作。

（中石油遼河油田公司高升采油廠 遼寧省 盤錦市 124125）