導(dǎo)語(yǔ)：油田化學(xué)防砂技術(shù)研究論文一文來(lái)源于網(wǎng)友上傳，不代表本站觀點(diǎn)，若需要原創(chuàng)文章可咨詢客服老師，歡迎參考。

摘要:簡(jiǎn)介了錦州油田投入開(kāi)發(fā)15年來(lái)不同時(shí)期主要用于熱采稠油井的化學(xué)防砂技術(shù)原理和使用效果:以長(zhǎng)效黏土穩(wěn)定劑為主的稀油油藏固砂劑FSH2901(1992～1995,施工136井次,有效率78.7%);無(wú)機(jī)鈣/有機(jī)硅高溫固砂劑BG21(1992～1995,79井次,79.7%);Ca(OH)2/CaCO3/有機(jī)硅單體高溫“三氧”固砂劑(1996～1997,98井次,82.7%);高溫泡沫樹(shù)脂固防砂劑(1997,4井次,50.0%);改性呋喃樹(shù)脂防砂劑(1997～2005,99井次,94.9%);氟硼酸綜合防砂劑(1998～2002,130井次,81.5%);有機(jī)硅固砂劑YL971(1998～2002,89井次,85.4%);高強(qiáng)度有機(jī)硅固砂劑LH21(2005,11井次,100.0%)。報(bào)道了防砂施工中出現(xiàn)的問(wèn)題:出砂套變井逐年增多;多層合采長(zhǎng)井段井化學(xué)防砂難度大;出砂粒徑逐年變細(xì),表明油層骨架受到破壞。提出了化學(xué)防砂技術(shù)發(fā)展方向:研發(fā)常溫固化的耐高溫固砂劑;完善分層防砂工藝。參2。

關(guān)鍵詞:防砂技術(shù);化學(xué)防砂;固砂劑;熱采稠油井;技術(shù)發(fā)展;遼河錦州油田;綜述

錦州油田現(xiàn)生產(chǎn)區(qū)塊主要有錦45塊、錦7塊、歡17塊、錦25塊、錦16塊等,在長(zhǎng)期的開(kāi)采過(guò)程中,油井出砂一直是制約油田正常生產(chǎn)的一個(gè)主要因素。據(jù)統(tǒng)計(jì)2000年出砂井?dāng)?shù)873口,2005年上升到1056口。論文這些區(qū)塊呈現(xiàn)的特征是出砂的套變油井逐年增多,出砂粒徑逐年變細(xì),出砂量逐年增多。其中錦45塊和錦7塊由于成巖作用差,膠結(jié)疏松,油井出砂極為嚴(yán)重。機(jī)械防砂、壓裂防砂、螺桿泵排砂等防排砂技術(shù)受井下工具的限制,均不適用于出細(xì)粉砂油井和套變油井防砂,而化學(xué)防砂具有其他防砂措施不可替代的優(yōu)越性,具有固化強(qiáng)度高、有效期長(zhǎng)、對(duì)地層傷害性小、施工簡(jiǎn)便的特點(diǎn),所建立的人工井壁能有效地阻擋地層出砂,具有普遍性,能很好地解決各種油井防砂問(wèn)題,是解決套變油井和出細(xì)粉砂油井防砂難題的有效方法。

1化學(xué)防砂技術(shù)的發(fā)展歷程

錦州油田已開(kāi)發(fā)15年,油井出砂一直是影響油田開(kāi)發(fā)水平提高的主要因素之一,畢業(yè)論文化學(xué)防砂技術(shù)的應(yīng)用和發(fā)展在油田開(kāi)發(fā)中起了至關(guān)重要的作用。1992～2005年期間化學(xué)防砂技術(shù)的發(fā)展可分為四個(gè)階段。

(1)1992～1995年,在稀油和稠油區(qū)塊分別使用以長(zhǎng)效黏土穩(wěn)定劑為主的FSH2901稀油固砂劑和以無(wú)機(jī)物為主的BG-1高溫固砂劑。

(2)1996～1997年,稠油井化學(xué)防砂技術(shù)有了新突破,先后開(kāi)發(fā)并研制了含有有機(jī)成分的三氧固砂劑、高溫泡沫樹(shù)脂和改性呋喃樹(shù)脂溶液防砂劑。

(3)1998～2002年,以具有溶解和溶合作用的氟硼酸綜合防砂技術(shù)代替長(zhǎng)效黏土穩(wěn)定劑成為稀油井化學(xué)防砂技術(shù)的主流,以含有水泥添加劑的有機(jī)硅固砂劑代替了三氧固砂劑。

(4)2003～2005年,改性呋喃樹(shù)脂防砂技術(shù)由于有效率較高和有效期較長(zhǎng),醫(yī)學(xué)論文成為化學(xué)防砂技術(shù)的主流,其余早期的化學(xué)防砂技術(shù)不再使用,同時(shí)LH-1高強(qiáng)度固砂劑防砂技術(shù)通過(guò)了現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)。

2化學(xué)防砂技術(shù)的應(yīng)用效果

2.1FSH-901稀油井固砂劑防砂技術(shù)

(1)防砂機(jī)理FSH-901固砂劑主要成份為線性的高分子陽(yáng)離子型聚合物N2胺甲基聚丙烯酰胺,這種聚合物中陽(yáng)離子與黏土晶格中的陽(yáng)離子發(fā)生交換作用,中和黏土表面的靜電荷,消除黏土片層間的排斥力,使黏土呈吸縮狀態(tài),阻止黏土膨脹引起砂粒運(yùn)移。由于與黏土發(fā)生交換的陽(yáng)離子是連接成鏈狀的,可在黏土顆粒表面形成強(qiáng)大的吸附膜,包裹黏土顆粒,使黏土顆粒與泥砂顆粒牢固地黏結(jié)在一起,又可防止其他陽(yáng)離子的侵入和交換,達(dá)到固砂和防止油層出砂的目的。

(2)應(yīng)用效果1992～1997年,使用FSH-901稀油井固砂劑總計(jì)施工136井次,有效107井次,有效率78.7%。

2.2BG-1高溫固砂劑防砂技術(shù)

(1)防砂機(jī)理該高溫固砂劑是以含鈣的無(wú)機(jī)化合物為主體,加入有機(jī)硅化物及分散劑,經(jīng)密閉表面噴涂工藝處理制得的白色粉末狀固體顆粒。在快速攪拌下將該劑分散在水介質(zhì)中,配制成微堿性的懸浮液,在注汽條件下擠入井內(nèi),其中的硅化物在井筒近井地帶高溫表面發(fā)生脫水反應(yīng),將地層砂牢固地結(jié)合在一起,從而達(dá)到固砂的目的。

(2)應(yīng)用效果1992～1995年,使用BG-1高溫固砂劑總計(jì)施工79井次,有效63井次,有效率79.7%。

2.3三氧固砂劑防砂技術(shù)

(1)防砂機(jī)理三氧固砂劑由粉狀氫氧化鈣、碳酸鈣、甲基三乙氧基硅烷,二甲基二乙氧基硅烷、分散劑、助乳化劑及其他助劑組成。承載于氫氧化鈣和碳酸鈣上的乙氧基硅烷在高溫條件下遇水分解,乙氧基變?yōu)楣璐蓟?硅醇基與砂粒表面的氫氧基(—OH)之間和硅醇基相互之間發(fā)生脫水縮合反應(yīng),硅醇基與鈣化合物之間也會(huì)發(fā)生某些反應(yīng),其結(jié)果是砂粒和鈣化合物顆粒之間形成網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的有機(jī)硅大分子,使松散的砂粒膠結(jié)在一起。

(2)應(yīng)用效果1996～1997年,使用三氧固砂劑總計(jì)施工98井次,有效81井次,有效率82.7%。

2.4高溫泡沫樹(shù)脂防砂技術(shù)

(1)防砂機(jī)理當(dāng)高溫可發(fā)泡樹(shù)脂液擠入地層后,一部分樹(shù)脂液在砂粒之間吸附而形成膠結(jié)點(diǎn),樹(shù)脂固結(jié)后將地層砂固結(jié);進(jìn)入地層虧空處的另一部分樹(shù)脂在發(fā)泡劑作用下發(fā)泡并形成固體泡沫擋砂層,起人工井壁的作用。這一技術(shù)是高溫樹(shù)脂固砂與固體泡沫人工井壁防砂的結(jié)合。

(2)應(yīng)用效果1997年,使用高溫泡沫樹(shù)脂總計(jì)施工4井次,有效2井次,有效率50%。

.5改性呋喃樹(shù)脂防砂技術(shù)

(1)防砂機(jī)理改性呋喃樹(shù)脂防砂劑由改性呋喃樹(shù)脂、固化劑、催化劑及抗高溫老化劑、吸附劑及后處理劑組成,在紊流狀態(tài)下易分散于水中,職稱(chēng)論文不結(jié)團(tuán)、不沉降。防砂劑在清水或污水?dāng)y帶下進(jìn)入油井目的層段,分散并吸附在砂粒表面,在地層條件下固化,在套管外地層中形成不熔化不溶解的阻砂井壁,水則作為增孔劑使其具有一定的滲透率[1]。這種防砂劑形成的人工井壁,抗壓強(qiáng)度為5～15MPa,可阻擋粒徑>0106mm的砂粒通過(guò)。

(2)應(yīng)用效果1997～2005年,使用改性呋喃樹(shù)脂防砂劑總計(jì)施工99井次,有效94井次,有效率94.9%。

2.6氟硼酸綜合防砂技術(shù)

(1)防砂機(jī)理氟硼酸可水解產(chǎn)生HF[2],即BF4-+H2O=BF3OH-+HFBF3OH-陰離子可進(jìn)一步依次水解成BF2(OH)2-、BF(OH)3-、H3BO3,同時(shí)產(chǎn)生HF。各級(jí)水解生成的HF與砂巖中的黏土和地層骨架礦物顆粒的反應(yīng)為HF+Al2SiO16(OH)2H2SiF6+AlF3+H2O與此同時(shí),羥基氟硼酸和硼酸亦與地層礦物顆粒如高嶺石反應(yīng),生成硼硅酸鹽和硼酸鹽。硼硅酸鹽可將小片黏土溶合在一起,阻止其分解和運(yùn)移,使氫氟酸進(jìn)一步與地層骨架礦物反應(yīng)。在這些反應(yīng)中,黏土中的鋁生成取決于F-的某種氟鋁酸鹽絡(luò)離子而溶解在溶液中。在礦物表面富集了硅和硼,在硅酸鹽和硅細(xì)粒上則形成非晶質(zhì)硅和硼硅玻璃的覆蓋層,溶合成骨架,使顆粒運(yùn)移受阻。

(2)應(yīng)用效果1998～2002年,使用氟硼酸綜合防砂技術(shù)總計(jì)施工130井次,有效106井次,有效率81.5%。

2.7YL971有機(jī)硅固砂劑防砂技術(shù)

(1)防砂機(jī)理該固砂劑能改變黏土表面的電荷性質(zhì),其中的主體成份聚合物還能與地層中的硅氧結(jié)構(gòu)礦物(包括黏土中的硅氧結(jié)構(gòu)礦物和砂礫中的SiO2)反應(yīng),形成牢固的化學(xué)鍵;同時(shí)在油層條件下固砂劑分子之間相互交聯(lián),形成牢固的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu),既穩(wěn)定了膠結(jié)物,又固結(jié)了疏松砂粒。

(2)應(yīng)用效果1998～2002年,使用YL971有機(jī)硅固砂劑總計(jì)施工89井次,有效76井次,有效率85.4%。

2.8LH-1高強(qiáng)度固砂劑防砂技術(shù)

(1)防砂機(jī)理在高溫下該固砂劑中的有機(jī)硅化物經(jīng)水解、表面脫水,以硅氧鍵與地層砂結(jié)合,并在各種添加劑的共同作用下將地層砂緊密連接在一起,留學(xué)生論文形成具有一定滲透率和高強(qiáng)度的立體蜂窩網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)濾砂層,阻止地層砂流入井筒。

(2)應(yīng)用效果2005年,使用LH21高強(qiáng)度固砂劑總計(jì)施工11井次,有效11井次,有效率100%。

3現(xiàn)場(chǎng)施工中出現(xiàn)的問(wèn)題

以上各種化學(xué)防砂技術(shù)在錦州油田開(kāi)發(fā)的不同時(shí)期發(fā)揮了極其重要的作用,有力地保障了油田生產(chǎn)的正常運(yùn)行。隨著各個(gè)區(qū)塊開(kāi)發(fā)力度的加大及上產(chǎn)措施的實(shí)施,化學(xué)防砂主要面臨以下幾種狀況。

3.1出砂套變井逐年增加

據(jù)統(tǒng)計(jì),隨著錦州油田各采油區(qū)塊遞減幅度的加大,出砂油井?dāng)?shù)每年遞增,2000年共有873口,2005年已增加到1056口。其中出砂的套變油井?dāng)?shù)也逐年上升,2000年為163口,2005年底已上升到316口。出砂的套變油井如不及時(shí)采取防砂措施,套管變形將更加嚴(yán)重,甚至發(fā)生套管損壞、油井報(bào)廢。雖然套管?chē)?yán)重?fù)p壞的油井可以采取注灰、補(bǔ)層、側(cè)鉆等補(bǔ)救措施,但會(huì)大大增加采油成本。對(duì)于套變油井,最好在出砂初期便采用化學(xué)防砂法防治出砂。

3.2長(zhǎng)井段油井化學(xué)防砂的難度加大

進(jìn)入油田開(kāi)發(fā)中后期,錦州油田在布井上采取了井網(wǎng)加密策略,在油層開(kāi)發(fā)上采取了幾套層系合采措施,油井開(kāi)發(fā)層系增多,油層厚度加大,井段加長(zhǎng),也加大了化學(xué)防砂的難度。有些油井由于井段長(zhǎng),層間差別大,籠統(tǒng)的化學(xué)防砂方式已不再適用,只能根據(jù)不同油層的地質(zhì)狀況、出砂量及出砂粒徑,設(shè)計(jì)不同濃度、不同組成、不同藥劑用量的合理的分層防砂方案,并利用井下工具來(lái)完成分層化學(xué)防砂措施。該技術(shù)正在逐步完善之中。

3.3油井出砂粒徑逐年變細(xì)

以錦45塊為例,根據(jù)463個(gè)采集砂樣的篩選分析結(jié)果,2000年砂樣平均粒度中值為01243mm,2005年為01156mm,呈現(xiàn)逐年變細(xì)的趨勢(shì),出細(xì)粉砂油井逐漸增多。另外,在少數(shù)油井采集的砂樣中,有大粒砂和近似泥漿的細(xì)粉砂,說(shuō)明油層骨架已遭到破壞,如不及時(shí)采取防砂措施,將發(fā)生地層虧空嚴(yán)重、套管變形、破裂損壞的危險(xiǎn)現(xiàn)象。

4開(kāi)發(fā)中后期化學(xué)防砂技術(shù)發(fā)展方向

4.1開(kāi)發(fā)新型常溫固化、耐高溫的化學(xué)防砂技術(shù)有一些出砂比較嚴(yán)重的套變的檢泵油井,由于油層溫度低,不能采用現(xiàn)有的化學(xué)防砂技術(shù)防砂。曾嘗試使用常溫環(huán)氧樹(shù)脂防砂技術(shù),由于固化強(qiáng)度低而被淘汰。目前錦州油田使用的改性呋喃樹(shù)脂防砂技術(shù)和LH21高強(qiáng)度固砂劑防砂技術(shù),所用藥劑都是高溫固化類(lèi)型的,不適用于常溫檢泵油井,有待開(kāi)發(fā)常溫固化、耐高溫的化學(xué)防砂技術(shù)。

4.2逐步完善配套分層防砂工藝

針對(duì)多層合采,井段加長(zhǎng)的出砂油井,籠統(tǒng)防砂方法已不再適用,分層防砂是有效措施之一。目前的分層防砂技術(shù)應(yīng)逐步完善各層系的設(shè)計(jì)方案、藥劑的選用和施工方式方法,以適應(yīng)這類(lèi)油井防砂的需要。

參考文獻(xiàn):

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