1、錦州油田化學防砂技術綜述摘要:簡介了錦州油田投入開發15年來不同時期主要用于熱采稠油井的化學防砂技術原理和使用效果:以長效黏土穩定劑為主的稀油油藏固砂劑fsh2901(19921995,施工136井次,有效率78.7%);無機鈣/有機硅高溫固砂劑bg21(19921995,79井次,79.7%);a(h)2/a3/有機硅單體高溫“三氧固砂劑(19961997,98井次,82.7%);高溫泡沫樹脂固防砂劑(1997,4井次,50.0%);改性呋喃樹脂防砂劑(19972022,99井次,94.9%);氟硼酸綜合防砂劑(19982002,130井次,81.5%);有機硅固砂劑yl971(199820

2、02,89井次,85.4%);高強度有機硅固砂劑lh21(2022,11井次,100.0%)。報道了防砂施工中出現的問題:出砂套變井逐年增多;多層合采長井段井化學防砂難度大;出砂粒徑逐年變細,說明油層骨架受到破壞。提出了化學防砂技術開展方向:研發常溫固化的耐高溫固砂劑;完善分層防砂工藝。參2。關鍵詞:防砂技術;化學防砂;固砂劑;熱采稠油井;技術開展;遼河錦州油田;綜述錦州油田現消費區塊主要有錦45塊、錦7塊、歡17塊、錦25塊、錦16塊等,在長期的開采過程中,油井出砂一直是制約油田正常消費的一個主要因素。據統計2000年出砂井數873口,2022年上升到1056口。代寫論文這些區塊呈現的特征是

3、出砂的套變油井逐年增多,出砂粒徑逐年變細,出砂量逐年增多。其中錦45塊和錦7塊由于成巖作用差,膠結疏松,油井出砂極為嚴重。機械防砂、壓裂防砂、螺桿泵排砂等防排砂技術受井下工具的限制,均不適用于出細粉砂油井和套變油井防砂,而化學防砂具有其他防砂措施不可替代的優越性,具有固化強度高、有效期長、對地層傷害性孝施工簡便的特點,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題,是解決套變油井和出細粉砂油井防砂難題的有效方法。1化學防砂技術的開展歷程錦州油田已開發15年,油井出砂一直是影響油田開發程度進步的主要因素之一,代寫畢業論文化學防砂技術的應用和開展在油田開發中起了至關

4、重要的作用。19922022年期間化學防砂技術的開展可分為四個階段。(1)19921995年,在稀油和稠油區塊分別使用以長效黏土穩定劑為主的fsh2901稀油固砂劑和以無機物為主的bg-1高溫固砂劑。(2)19961997年,稠油井化學防砂技術有了新打破,先后開發并研制了含有有機成分的三氧固砂劑、高溫泡沫樹脂和改性呋喃樹脂溶液防砂劑。(3)19982002年,以具有溶解和溶合作用的氟硼酸綜合防砂技術代替長效黏土穩定劑成為稀油井化學防砂技術的主流,以含有水泥添加劑的有機硅固砂劑代替了三氧固砂劑。(4)20222022年,改性呋喃樹脂防砂技術由于有效率較高和有效期較長,代寫醫學論文成為化學防砂技術

5、的主流,其余早期的化學防砂技術不再使用,同時lh-1高強度固砂劑防砂技術通過了現場試驗。2化學防砂技術的應用效果2.1fsh-901稀油井固砂劑防砂技術(1)防砂機理fsh-901固砂劑主要成份為線性的高分子陽離子型聚合物n2胺甲基聚丙烯酰胺,這種聚合物中陽離子與黏土晶格中的陽離子發生交換作用,中和黏土外表的靜電荷,消除黏土片層間的排擠力,使黏土呈吸縮狀態,阻止黏土膨脹引起砂粒運移。由于與黏土發生交換的陽離子是連接成鏈狀的,可在黏土顆粒外表形成強大的吸附膜,包裹黏土顆粒,使黏土顆粒與泥砂顆粒結實地黏結在一起,又可防止其他陽離子的侵入和交換,到達固砂和防止油層出砂的目的。(2)應用效果19921

6、997年,使用fsh-901稀油井固砂劑總計施工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(1)防砂機理該高溫固砂劑是以含鈣的無機化合物為主體,參加有機硅化物及分散劑,經密閉外表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中,配制成微堿性的懸浮液,在注汽條件下擠入井內,其中的硅化物在井筒近井地帶高溫外表發生脫水反響,將地層砂結實地結合在一起,從而到達固砂的目的。(2)應用效果19921995年,使用bg-1高溫固砂劑總計施工79井次,有效63井次,有效率79.7%。2.3三氧固砂劑防砂技術(1)防砂機理三氧固砂劑由粉狀氫氧化鈣、碳酸鈣

7、、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,乙氧基變為硅醇基,硅醇基與砂粒外表的氫氧基(h)之間和硅醇基互相之間發生脫水縮合反響,硅醇基與鈣化合物之間也會發生某些反響,其結果是砂粒和鈣化合物顆粒之間形成網狀構造的有機硅大分子,使松散的砂粒膠結在一起。(2)應用效果19961997年,使用三氧固砂劑總計施工98井次,有效81井次,有效率82.7%。2.4高溫泡沫樹脂防砂技術(1)防砂機理當高溫可發泡樹脂液擠入地層后,一局部樹脂液在砂粒之間吸附而形成膠結點,樹脂固結后將地層砂固結;進入地層虧空處的另一局部樹脂在發

8、泡劑作用下發泡并形成固體泡沫擋砂層,起人工井壁的作用。這一技術是高溫樹脂固砂與固體泡沫人工井壁防砂的結合。(2)應用效果1997年,使用高溫泡沫樹脂總計施工4井次,有效2井次,有效率50%。2.5改性呋喃樹脂防砂技術(1)防砂機理改性呋喃樹脂防砂劑由改性呋喃樹脂、固化劑、催化劑及抗高溫老化劑、吸附劑及后處理劑組成,在紊流狀態下易分散于水中,代寫職稱論文不結團、不沉降。防砂劑在清水或污水攜帶下進入油井目的層段,分散并吸附在砂粒外表,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,水那么作為增孔劑使其具有一定的浸透率1。這種防砂劑形成的人工井壁,抗壓強度為515pa,可阻擋粒徑0106

9、的砂粒通過。(2)應用效果19972022年,使用改性呋喃樹脂防砂劑總計施工99井次,有效94井次,有效率94.9%。2.6氟硼酸綜合防砂技術(1)防砂機理氟硼酸可水解產生hf2,即bf4-+h2=bf3h-+hfbf3h-陰離子可進一步依次水解成bf2(h)2-、bf(h)3-、h3b3,同時產生hf。各級水解生成的hf與砂巖中的黏土和地層骨架礦物顆粒的反響為hf+al2si16(h)2h2sif6+alf3+h2與此同時,羥基氟硼酸和硼酸亦與地層礦物顆粒如高嶺石反響,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,阻止其分解和運移,使氫氟酸進一步與地層骨架礦物反響。在這些反響中,黏土

10、中的鋁生成取決于f-的某種氟鋁酸鹽絡離子而溶解在溶液中。在礦物外表富集了硅和硼,在硅酸鹽和硅細粒上那么形成非晶質硅和硼硅玻璃的覆蓋層,溶合成骨架,使顆粒運移受阻。(2)應用效果19982002年,使用氟硼酸綜合防砂技術總計施工130井次,有效106井次,有效率81.5%。2.7yl971有機硅固砂劑防砂技術(1)防砂機理該固砂劑能改變黏土外表的電荷性質,其中的主體成份聚合物還能與地層中的硅氧構造礦物(包括黏土中的硅氧構造礦物和砂礫中的si2)反響,形成結實的化學鍵;同時在油層條件下固砂劑分子之間互相交聯,形成結實的網狀構造,既穩定了膠結物,又固結了疏松砂粒。(2)應用效果19982002年,使

11、用yl971有機硅固砂劑總計施工89井次,有效76井次,有效率85.4%。2.8lh-1高強度固砂劑防砂技術(1)防砂機理在高溫下該固砂劑中的有機硅化物經水解、外表脫水,以硅氧鍵與地層砂結合,并在各種添加劑的共同作用下將地層砂嚴密連接在一起,代寫留學生論文形成具有一定浸透率和高強度的立體蜂窩網狀構造濾砂層,阻止地層砂流入井筒。(2)應用效果2022年,使用lh21高強度固砂劑總計施工11井次,有效11井次,有效率100%。3現場施工中出現的問題以上各種化學防砂技術在錦州油田開發的不同時期發揮了極其重要的作用,有力地保障了油田消費的正常運行。隨著各個區塊開發力度的加大及上產措施的施行,化學防砂主

12、要面臨以下幾種狀況。3.1出砂套變井逐年增加據統計,隨著錦州油田各采油區塊遞減幅度的加大,出砂油井數每年遞增,2000年共有873口,2022年已增加到1056口。其中出砂的套變油井數也逐年上升,2000年為163口,2022年底已上升到316口。出砂的套變油井如不及時采取防砂措施,套管變形將更加嚴重,甚至發生套管損壞、油井報廢。雖然套管嚴重損壞的油井可以采取注灰、補層、側鉆等補救措施,但會大大增加采油本錢。對于套變油井,最好在出砂初期便采用化學防砂法防治出砂。3.2長井段油井化學防砂的難度加大進入油田開發中后期,錦州油田在布井上采取了井網加密策略,在油層開發上采取了幾套層系合采措施,油井開發

13、層系增多,油層厚度加大,井段加長,也加大了化學防砂的難度。有些油井由于井段長,層間差異大,籠統的化學防砂方式已不再適用,只能根據不同油層的地質狀況、出砂量及出砂粒徑,設計不同濃度、不同組成、不同藥劑用量的合理的分層防砂方案,并利用井下工具來完成分層化學防砂措施。該技術正在逐步完善之中。3.3油井出砂粒徑逐年變細以錦45塊為例,根據463個采集砂樣的挑選分析結果,2000年砂樣平均粒度中值為01243,2022年為01156,呈現逐年變細的趨勢,出細粉砂油井逐漸增多。另外,在少數油井采集的砂樣中,有大粒砂和近似泥漿的細粉砂,說明油層骨架已遭到破壞,如不及時采取防砂措施,將發生地層虧空嚴重、套管變形、破裂損壞的危險現象。4開發中后期化學防砂技術開展方向4.1開發新型常溫固化、耐高溫的化學防砂技術有一些出砂比擬嚴重的套變的檢泵油井,由于油層溫度低,不能采用現有的化學防砂技術防砂。曾嘗試使用常溫環氧樹脂防砂技術,由于固化強度低而被淘汰。目前錦州油田使用的改性呋喃樹脂防砂技術和lh21高強度固砂劑防砂技術,所用藥劑都是高溫固化類型的,不適用于常溫檢泵油井,有待開發常溫固化、耐高