胜利油田水井化学防砂介绍

胜利油田水井化学防砂介绍

吕超

中国石化胜利油田 山东省东营市 257000

摘要：化学防砂是胜利油田水井防砂的主导工艺，主要包括固砂剂防砂以及涂料砂防砂，2016年以来，通过对井下注入化学剂的改性，对作业注入管柱的的改近。对相关注入参数进行技术配套的优化。2016年以来，随着分层化学防砂的进一步推进，水井化学防砂应用50井次，施工成功率100%，有效期超过两年以上，取得了很好的增注效果。

关键词：水井 分层 化学防砂

一、前言

化学防砂是胜利油田水井防砂的主导工艺，主要包括固砂剂防砂以及涂料砂防砂，2016年统计胜利油田水井防砂3949口，化学防砂1993口，占到50.46%。化学防砂具备以下优点：1、施工成本低。是充填防砂1/3~1/2。2、无留井管柱，保持原井套管通径； 3、复杂井况适应性强。可在套损套变井（近7000口）、侧钻井（5000余口）等小井眼井中应用。因施工成本低、工艺简单等因素，2016年在低油价形势下，胜利油田化学防砂应用比例从12.6%上升到16.8%，成为在低油价形势下重要的防砂技术措施之一。

二、项目的提出及目的意义

化学防砂主要存在以下两个主要问题：一是化学防砂整体成功率低、有效期短。二是非均质多层井化学防砂矛盾更为突出。对胜利临盘油田非均质油藏统计表明，其出砂油藏层薄，断层多、断块小，油层井段长，小层多，且油水层间互、夹层小；平均小层厚度1m~3m，渗透率差异大，非均质性强；化学防砂58井次中，2层以上的井更是达到了70%。薄层多井段井注入压力高，一次笼统化学防砂难以实现各小层均匀改造的效果，防砂后，防砂有效期200d左右，并且开井前3个月产量平均下降70%以上，造成低液井逐渐增多。同时厚油层层内非均质适应性差，大于5m的油层由于层内非均质性的影响，仅在局部形成固砂屏障，化学固砂效果不理想。

因此，本项目在研究井下固结环境对固砂剂固结效果影响的基础上，提出改善近井固砂环境措施，通过改性固砂剂，延长固砂剂在井下环境条件下的实际固结强度；提高化学防砂对非均值油藏的适应性，对确保粉细砂油藏、特殊井眼油水井的防砂注采效果具有重要意义。

三、化学防砂的改进

1. 固砂体系面临问题及解决方案

（1）井底油膜阻碍固砂剂与砂粒有效接触

根据前期的实验，我们可以发现，带油的地层砂无法固结，或者根本没有强度。因为砂砾表面带油会在沙砾表面产生油膜，进而阻挡固砂剂与沙砾的充分接触。因此在入井使用时，必须要先加入清洗剂，洗去表面的油膜，固砂剂的作用才能得以充分施展，从而完成固砂。

因此我们改进了固砂剂，在固砂剂中加入了活性洗油基团。接枝活性基团剥离油膜以剥离油膜，可以降低表面张力，从而清洗油膜，提供有利的固砂环境^[1]。

（2）固砂剂的快速固化影响注入工艺，最终影响有效期

传统的注入方式虽然进行了改进，改为段塞式的注入，将酚醛树脂，隔离液，固化剂进行段塞式注入，但是在施工中，往往会过量顶替，使得近井固结效果差。

为了解决上述问题，将固砂剂乳化，以固化剂为外相，以树脂为内相，将高粘树脂乳化到固化剂水溶液中，可以让固砂剂充分反应^[2]。

2. 低粘活性固砂剂体系

利用环氧树脂和自乳化水性环氧树脂的改性，解决油膜固结差的问题，提供有利固结环境。也解决高粘树脂固砂性能差的问题^[3]，降低粘度，提高流动性。

利用优化的配比合成，将活性基团和树脂进行优化配比。优化后的低粘活性固砂体系，具有以下优点：低粘（5mPa.s以下，常规固砂剂在100~500mPa.s之间）流动性良好，便于泵送，提高层内固结均匀性。水相作为外相，不粘附井壁、管柱，有利于施工安全。不粘附铁质筛网、胶皮，防止卡固管柱^[4]。

实验表明，该固砂体系，不受油膜影响，也不受污水影响，可以充分使得石英砂固结，而且渗透率保留率在90%以上^[5]。如下表所示：

表 低粘活性固砂剂实验

固砂剂	地层砂渗透率	石英砂渗透率
	D（保留率%）	D（保留率%）
原始	0.81	15.3
LVA-1	0.74（91.3）	14.15（92.5%）
JDAB	0.31（38.3）	5.18（33.9）
XD1	0.42（51.9）	6.79（44.4）
XD3	0.27（33.3）	3.72（24.3）
HY-HY	0.43（53.1）	7.02（45.9）
ST-1	0.13（16.0）	2.11（13.2）

四、低粘活性固砂剂的现场应用

实验室评价过后，我们将该固砂剂利用现场比例与水进行1:3配比，利用泵车挤入地层，并实现均匀固化。施工过程是先利用清水进行前置，然后按照地层需求挤入固砂剂，再按照井段长度打入清水作为顶替，顶替量算足，即可。施工完毕后，关井72小时，然后进行下步作业。经过该井的实验，我们跟踪产量，三个月内，注入量从原来的15.5m³/d提升到35.3m³/d，完成了配注量，取得了不错的效果。

五、结论

该课题分析了前期化学防砂存在的不足，针对研发了一套低粘活性固砂体系，在实验室完成了指标检测。可以进行现场应用。

根据实验室性能评价结果，得到了现场应用的可行性相关结论和建议。并对现场应用进行了指导，经过现场的比例配备，完成了现场施工，施工成功。且跟踪后续，后续结果良好。完成了前期欠注水井的增注任务，完成了配注量，是水井较为依赖和仰仗的防砂方式之一。

低粘活性固砂剂体系的室内合成和现场实施仍然需要大量的理论和试验研究，建议该课题继续升级，做到后期大范围的现场应用推广，为化学防砂的发展找到新的经济增长点。

参考文献

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2006, 28（4）: 64-67.

［5］聂海光.注蒸汽井套管热应力及残余应力理论研究[J].四川成都：西南石油学院，2003.

NIE Haiguang. The research on the gas injecting well cas-ing thermal stress and residual stress theory ［D］. Sichuan, Chengdu: Southwest Petroleum University, 2003.