浅析人工井壁防砂技术的持续改进

杜延涛

摘要：人工井壁压裂防砂技术将压裂技术与化学防砂技术有机结合，是解决油水井出砂难题的利器。随着该技术的持续推广应用，在部分出砂井中防砂效果并不理想，为此我们对人工井壁防砂技术进行了持续的改进，并取得了较好的效果。本文将从影响人工井壁防砂成功率的几个主要因素入手，结合分析解决此问题的一些改进措施。

关键词：人工井壁防砂；持续改进；措施

引言

辽河油田稠稀油区块大多存在较为严重的出砂问题，使用常规的机械防砂和化学防砂措施，往往会带来一些问题，如对地层造成伤害，降低渗透率，防砂不彻底，对细粉砂防治效果差等。针对以上情况，研发出人工井壁压裂防砂技术，该技术不仅是出砂油井防治措施，也是油层改造增产措施，在多个区块应用中取得了较好的措施效果。但随着人工井壁防砂技术的现场推广应用，部分井出现了防砂后有效期短、防砂增油效果并不明显或防砂措施失败。针对以上情况，结合现场出现的诸多问题对人工井壁防砂进行了持续改进，提高了人工井壁压裂防砂的技术含量。

1 持续改进过程分析

1.1 常规树脂砂适应范围小

2.1.1地层温度较低出砂井

树脂砂低温固化始终是个困扰人工井壁防砂的难题，造成了人工井壁在部分油井中防砂效果极差。分析主要原因是地层温度太低，导致树脂砂固结不好造成，。于人工井壁压裂防砂技术常规树脂砂固化温度要求达到50-60℃以上，而随着压裂防砂轮次的升高以及部分出砂井本身埋藏浅，地层温度偏低，如曙三区部分区块油层埋深在850-950m，地层温度在40℃左右，常规树脂砂在这类出砂井中固化的较差或基本不固化，形成的人工井壁强度低，易被破坏，从而导致防砂有效期短或者防砂措施失败。针对以上难题，研发出一种高强度低温固化树脂砂，该新型树脂砂体系采用镀膜技术，树脂附着牢固，清洁度好；能在25～150℃条件下固化，抗压强度可达到10MPa以上，固化后渗透率达到1200×10-3μm2；强度和渗透率等各项指标均能满足低温油井的防砂设计要求，通过该措施显著的提高了树脂砂固结强度，提高了防砂措施成功率，大大延长了防砂周期。

1.1.2 稠油注汽井

针对常规树脂砂不能满足稠油井的防砂问题，我们通过大量试验，研制出高温树脂砂材料。提高了人工井壁防砂技术的成功率，扩大了应用范围。该材料由CaO、MgO、无机树脂等材料添配多种添加剂，在特定条件下的反应产物加工制成的固体颗粒，具有可固化、耐高温、强度高等优越性，在水环境中能发生复杂的水化、固结等化学反应，形成具有高强高渗透的人工岩层，并与原地层固结形成一个整体，将砂粒以架桥的方式阻挡在人工岩层之外，防止砂粒进入井底。

1.2 携砂液效果差

携砂液在压裂施工中要起到传压、劈开裂缝，携带支撑剂进入油层等作用。压裂液的携砂效果直接影响措施的成败。初期使用的胍胶基携砂液和聚丙烯酰胺携带液，此类携砂液在使用过程中暴露出很多弊端如：①配制困难。配制常规压裂液需要场地和专门设备，配制时间较长，如配制120m3胍胶压裂液，需要4～5小时，只能在本地配制使用，且无法根据现场情况进行液量的调整。②对地层伤害大。常规压裂液的返排率一般只有30%-45%，且其中含有的蛋白质和纤维素很难降解，残留物对地层渗透性能具有较大伤害；胍胶压裂液需在碱性条件下成胶，在碱敏地层会产生沉淀，造成地层基质渗透率和裂缝导流能力降低。③常规携砂液不抗剪切。剪切降解造成永久性粘度损失，对携砂性能具有重大影响。

针对以上问题，研制出无固相清洁携砂液。该携砂液主要以粘弹性表面活性剂为主剂和一定比例助剂混合后形成的胶束溶液。由于压裂液中不含植物胶等高分子材料，破胶后可全部水化，不会产生因固相残留导致的二次污染，减轻了入井流体对地层的伤害。同时，无固相清洁携砂液配制过程简单，缩短了配液时间，无需大型配液装置，并可大剂量配制或根据现场需要定量配制，大大提高了防砂效率。

1.3 油井漏失

在油井严重漏失的情况下，直接防砂，不仅造成压裂液的严重浪费，还会直接影响防砂的有效性。采取了以下改进措施：

（1）通过调查发现，以前用的暂堵剂针对油层漏失严重的油井效果不是很理想，改用了堵漏效果更为理想的新型暫堵剂，提高了防砂效果。现场应用证明，更换暂堵剂之后，堵漏效果明显提升。特别是针对漏失严重的油井，堵漏效果完全达到了防砂施工要求。而且该暂堵剂能溶于原油，不会造成任何的油层污染。

（2）防砂准备过程中应对地层漏失情况进行检测，若地层漏失，则防砂施工前向井内挤暂堵剂，直至液面罐满，不再下降为止。

（3）防砂施工前，仔细核查井身数据、运用优化软件精确计算填砂量，并准确丈量管柱。

1.4地层出泥浆影响

防砂前出泥浆严重的油井，在防砂后由于大排量压裂液的冲刷作用，会在一定程度上加重出泥浆现象，直接影响原油的生产，大大降低了人工井壁防砂效果及成功率。效果统计发现部分出泥浆井防砂后油井仍出泥浆，严重影响了原油产量，导致措施后油井产量大幅下降，甚至不出液、停产。针对以上问题，通过采用无机物+有机物+表面活性剂配制地层预处理剂及用复配的地层预处理剂作为防砂前置液，先进行泥浆的治理，后大排量打入树脂砂，成功解决了以上难题。当年即成功治理了10口出泥浆井，措施后都正常生产，均未出现泥浆。

2 结论

（1）人工井壁压裂防砂技术能够有效解决稠、稀油井的出砂问题，工艺简单，有效期长，相对成本较低。

（2）对于井温较低的出砂油井，通过采用高强度低温固化树脂砂体系等方法，可大大提高树脂砂固结强度。

（3）采用高效油层预处理技术对出泥浆出砂井进行先期治理，可提高出泥浆井防砂成功率。

（4）随着该技术的推广应用，针对现场出现的新问题，新情况，还需要对该技术进行持续的改进。

参考文献：

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