井筒不留塞固砂技術(shù)研究與應用

摘要：大洼、榮興等中高滲老油田，目前有很多大生產(chǎn)井段的出砂井。同時隨著生產(chǎn)時間越來越長，細粉砂比例逐漸增多。目前所使用的機械防砂和化學防砂都有其相應的局限性。因此研發(fā)一種針對長井段、復雜井況，適用于細粉砂及高黏土含量，實用性較高的新型化學防砂劑及其工藝技術(shù)，其特點為對細粉砂固結(jié)性強并能保持一定的滲透率，施工后在井筒中不留塞，達到更好的防砂效果。

關(guān)鍵詞：防砂;細粉砂;大井段出砂井;井筒不留塞

中圖分類號：TE934.2

一、概述

油井出砂是油井日常生產(chǎn)中經(jīng)常遇到的影響油井生產(chǎn)的重要問題之一，給油井的正常生產(chǎn)帶來嚴重的危害。大洼、榮興等中高滲老油田，巖層疏松，孔隙度較大，滲透率較高，油井出砂在平時生產(chǎn)過程中已經(jīng)成為較普遍，且較嚴重的問題。且隨著開采時間的推移，地層壓力下降，砂體結(jié)構(gòu)不斷變化，出砂會更加嚴重、出砂粒徑逐漸變小，加之部分出砂井泥質(zhì)含量較高，從而導致泥質(zhì)細粉砂含量逐漸增多。

對于大洼、榮興等出砂區(qū)塊，油井防砂是生產(chǎn)中不可或缺的工藝措施，也是區(qū)塊穩(wěn)產(chǎn)上產(chǎn)的基本保障。目前我們采用的防砂方式主要有機械類防砂、化學類防砂兩大類，但是對于生產(chǎn)井段較大、井況較復雜的出砂老井來說，都有一定的局限性。

二、目前防砂措施局限性

大洼、榮興等出砂區(qū)塊皆為早期開發(fā)的老區(qū)塊，多年來因產(chǎn)能建設(shè)要求補層合采油井不斷增多，目前有很多長生產(chǎn)井段的出砂井。同時隨著生產(chǎn)時間越來越長，地層壓力逐漸降低，砂體結(jié)構(gòu)的不斷變化和破壞，導致近幾年出砂情況越來越復雜，細粉砂比例逐漸增多。對于這兩種情況，目前所使用的機械防砂和化學防砂都有其相應的局限性。

1.機械類防砂局限性

在生產(chǎn)井段較長的出砂井中若使用機械類防砂，因井內(nèi)防砂管柱較長，會導致在下次打撈過程中易造成因砂卡管柱拔不動造成大修的問題;長井段使用防砂工具數(shù)量過多，成本過高問題;某些井由于套管質(zhì)量問題，長井段防砂工具無法下入問題。

對于出細粉砂及高泥質(zhì)含量的井來說，機械類防砂存在防砂粒徑篩選問題，防砂粒徑過大，難以防住細粉砂，防砂粒徑過小，又會導致過流面積過小，影響油井生產(chǎn)，泥質(zhì)含量較高的井還易出現(xiàn)防砂篩管堵塞問題。

2. 常規(guī)化學類防砂局限性

在長井段出砂井中，由于生產(chǎn)層位多，層間差異大，目前所使用的化學類防砂藥劑，在施工中由于注入劑錐進不均和重力作用下，自身易發(fā)生交聯(lián)反應，在井筒內(nèi)粘度上升，流動性變差，發(fā)生固化。施工后需對大井段進行通井、鉆塞等措施，增加井控風險、施工成本的同時降低了時效性。

在出細粉砂及高泥質(zhì)含量出砂井中，目前使用的酚醛樹脂類固砂劑在細粉砂、黏土顆粒環(huán)境下難以達到強度平衡，要么強度過高，防砂的同時阻擋滲透率，要么強度不足，難以達到理想的防砂效果。

因此，有必要研發(fā)一種針對長井段、復雜井況，適用于細粉砂及高黏土含量，實用性較高的新型化學防砂劑及其工藝技術(shù)成為開發(fā)疏松砂巖油藏的必然趨勢。

三、新型固砂劑體系配方的研制

1.技術(shù)特點

適應細粉砂環(huán)境：新型固砂材料對石英有極其膠結(jié)的敏感性和分子量分布較廣的特點，對泥質(zhì)粉細砂有其獨特的適應性。在細粉砂環(huán)境下，能夠把地層砂膠結(jié)牢固，并能保持具有足夠的滲透性能，控制了砂粒的運移，建立了有效的擋砂屏障。

井筒不留塞：固砂材料在井筒中不形成固結(jié)體，固砂后井筒沒有鉆沖塞的要求，克服了化學固砂井筒鉆塞難題，避免了大井段通井、鉆塞帶來的一系列問題。

2.技術(shù)原理

常規(guī)使用的化學固砂劑以酚醛樹脂為主，根據(jù)其固結(jié)原理可知，其固結(jié)效果是通過酚羥基與醛基之間的縮聚反應，形成高分子化合物。從宏觀上來看，即在催化的作用下固砂劑在井筒及地層內(nèi)發(fā)生固結(jié)。在細粉砂環(huán)境下除了達到固砂效果外，固結(jié)后的藥劑充填在細粉砂之間的微小孔隙內(nèi)，影響滲透率，井筒中的也發(fā)生同樣的藥劑固結(jié)，需要鉆塞后下泵生產(chǎn)。

為此，我們通過研究與試驗，研發(fā)的新型固砂劑，其原理是以糠醛+糠醇按固定比例混合，在地層環(huán)境下通過催化，產(chǎn)生特定的物理性質(zhì)。該混合藥劑在液態(tài)環(huán)境下不發(fā)生分子縮聚，不產(chǎn)生高分子化合物從而發(fā)生固化。但與地層砂混合后，藥劑吸附在砂礫表面，形成納米包膜，在地層溫度、壓力及催化作用下，砂礫表面的納米包膜之間相互接觸、擠壓后發(fā)生縮聚，形成高分子化合物將地層砂相互膠結(jié)，并達到一定強度從而產(chǎn)生固砂效果。而砂礫間隙及井筒內(nèi)呈游離態(tài)的固砂劑因未形成納米包膜，所以不產(chǎn)生固結(jié)效果，始終保持液體狀態(tài)，液體狀態(tài)的固砂劑可隨井液流動，對油井生產(chǎn)不產(chǎn)生影響。

由于新型固砂劑的物理性質(zhì)，同時實現(xiàn)了在細粉砂環(huán)境下固砂的同時保證了底層滲透率及在井筒內(nèi)不留塞這兩種目的，為解決目前防砂難題提供了理論依據(jù)。

3.適用范圍

（1）可以較好地防細粉砂，也適用于粘土含量高的地層。

（2）適應不同地層條件和不同類型油氣井，如多層井、長井段井、水平井可實現(xiàn)封隔分層、分段擠入等防砂。

（3）可適用于復雜結(jié)構(gòu)及井況的井，如小孔眼、大斜度、分支井、側(cè)鉆井、套變井、篩管防砂后出砂和氣井等防砂。

四、現(xiàn)場應用

2020年井筒不留塞固砂技術(shù)研究與試驗實際完成工作量2口井，井號榮59C、馬65-2-2，2口井施工成功率100%，措施后榮59C正常生產(chǎn)185天，馬65-2-2正常生產(chǎn)74天，累計增油氣當量502.7噸。

五、結(jié)語

1.新型固砂劑對石英有極其膠結(jié)的敏感性和分子量分布較廣的特點，對泥質(zhì)粉細砂有其獨特的適應性，在地層條件下，能夠把地層砂膠結(jié)牢固，并能保持具有足夠的滲透性能，對細粉砂、泥質(zhì)砂出砂井的防砂難題提出了一個新的解決方法。

2.該固砂劑在井筒中不形成固結(jié)體，固砂后井筒沒有鉆沖塞的要求，克服了化學固砂井筒鉆塞難題，并可以與機械類防砂措施結(jié)合使用在長井段、復雜井防砂上具有廣闊的應用前景，為完善采油廠多元防砂技術(shù)提供可靠的技術(shù)支持。

參? 考? 文? 獻

[1] 劉吉余， 黎文清， 油氣田開發(fā)地質(zhì)基礎(chǔ)（第四版）.石油工業(yè)出版社，2006.8.

[2] 萬仁溥，羅英俊，等.防砂手冊（第七分冊）.北京：石油工業(yè)出版社，1991：34～45.

作者簡介：陶然，男，1990.3.11.2013.7畢業(yè)于長江大學工程技術(shù)學院，勘查技術(shù)與工程專業(yè)學士學位，先于遼河油田興隆臺采油廠工藝研究所工作，任工藝一室副主任，通信地址：遼寧省盤錦市興隆臺區(qū)興隆臺采油廠工藝研究所，郵編：124010，電話18504273983.郵箱：1149284049@qq.com

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