FY-1新型解堵抑砂剂的研究

张华辉毛 源马 超

（1.胜利油田方圆化工有限公司，东营 257000；2.中石化胜利油田分公司河口采油厂，东营 257200）

FY-1新型解堵抑砂剂的研究

张华辉1毛 源2马 超1

（1.胜利油田方圆化工有限公司，东营 257000；2.中石化胜利油田分公司河口采油厂，东营 257200）

针对出砂油井在进行酸化解堵作业时易加剧油井出砂的问题，研制一种具有解堵和抑砂双重性能的FY-1新型解堵抑砂剂化学剂。分析化学剂的作用原理，对配方组分进行优化，同时评价化学剂的性能。结果表明解堵抑砂剂既保持了无机解堵剂的溶蚀性，同时在砂粒表面形成的体型高分子膜可增加岩石胶结强度，使解堵抑砂剂起到抑制地层出砂的作用。

解堵；抑砂剂；性能；出砂油井；溶蚀

稠油疏松砂岩油藏在开发过程中往往伴有出砂问题，出砂油井在进行解堵作业时，易造成岩石骨架的破坏，加剧油井的出砂，因此稠油疏松油藏解堵时应与防砂结合起来［1-2］。

针对稠油疏松油藏油井解堵时可能引起的出砂问题，目前通用的办法是在解堵施工的前置处理液和主处理液中加入阳离子型高分子防膨抑砂剂。这种阳离子型高分子防膨抑砂剂的极性基团在砂粒表面产生吸附，使松散砂粒“桥结”而抑制出砂；同时也起到防膨作用［3-4］。室内试验和现场应用证明，这种阳离子型高分子防膨抑砂剂的抑砂性能有限，酸化施工后常加剧油井的出砂。

为了防止油井酸化解堵后因出砂而导致作业失败，研制了一种具有较强抑砂性能和解堵双重作用的化学剂，它特别适用于出砂油层的解堵。

1 FY-1新型解堵抑砂剂作用机理

FY-1新型解堵抑砂剂主要由无机酸、活性高分子、固化剂及多种助剂复配而成，是一种具有解堵和抑砂双重性能的化学剂。这种化学剂在地层具有较强溶蚀性，同时不会因岩石骨架的破坏而导致油井出砂。

1.1 FY-1新型解堵抑砂剂解堵作用

在体系pH值≤3时，FY-1新型解堵抑砂剂中的活性高分子不会发生缩聚反应，所以解堵抑砂剂在进入地层后，首先起解堵作用。体系中的无机酸溶解地层岩石矿物及无机堵塞物［5］。当酸与岩石反应时，与岩石表面接触的酸首先发生反应，即在固液界面上的H+逐渐被消耗，pH值升高，而孔隙中部的H+在浓度差的作用下向界面扩散，从而使反应得以持续。研究表明，当用12%HCl+3%HF酸化地层时，岩石与酸液界面的pH值可大于5.0。

1.2 FY-1新型解堵抑砂剂抑砂作用

FY-1新型解堵抑砂剂进入地层后，活性高分子吸附在砂粒表面。随着酸液与岩石反应的进行，在体系pH值达到3～6范围时，吸附于砂粒表面活性高分子与固化剂发生缩聚反应，在砂粒表面形成一层体型高分子膜。这种体型高分子膜增加了岩石胶结强度，同时可使松散的砂粒具有一定的接触亲和作用，使解堵抑砂剂起到抑制地层出砂的作用。

2 FY-1新型解堵抑砂剂配方研究

2.1 活性高分子与固化剂的缩聚反应

活性高分子可与固化剂产生缩聚反应，生成体形高分子。研究活性高分子与固化剂摩尔数对缩聚反应的影响规律，结果表明，当活性高分子与固化剂的摩尔比大于1/2 500时，固化反应即可在瞬间完成，由于与岩石反应时，界面pH值的升高是瞬间现象，因此，研究中确定活性高分子与固化剂的摩尔比为1/3 000。

2.2 FY-1新型解堵抑砂剂使用条件的确定

按优化配方配制FY-1解堵抑砂剂，研究了FY-1新型解堵抑砂剂的使用条件。

2.2.1 FY-1新型解堵抑砂剂与岩心的反应时间对其固砂性能的影响

向填砂管中注入FY-1新型解堵抑砂剂，在25℃条件下测定不同反应时间的初始出砂流量,结果见表1。

表1 不同反应时间的初始出砂流量

表1 说明，反应时间增加，抑砂效果提高。但酸化解堵过程中反应时间过长会导致二次污染(如Fe(OH)3沉淀)的产生。因此，在使用FY-1新型解堵抑砂剂时应将固砂与解堵两方面统一考虑，既保证酸化效果，又有利于抑砂。

2.2.2 FY-1新型解堵抑砂剂与岩石的反应温度对固砂效果的影响

在反应时间为2h的条件下，研究了FY-1新型解堵抑砂剂与岩石的反应温度对抑砂效果的影响，结果见表2。

表2 反应温度对固砂效果的影响

表2 说明,温度越高，FY-1新型解堵抑砂剂的抑砂性能越好。

2.2.3 体系中酸浓度对FY-1新型解堵抑砂剂抑砂性能的影响

分别改变配方中盐酸和氢氟酸的浓度，研究了酸浓度对FY-1新型解堵抑砂剂固砂性能的影响。试验结果说明酸浓度的改变对FY-1新型解堵抑砂剂的抑砂性能无明显的影响。

3 FY-1新型解堵抑砂剂性能评价

3.1 FY-1新型解堵抑砂剂对岩石的溶蚀率测定

分别测定了60℃条件下FY-1新型解堵抑砂剂对玻璃片和大理石块的溶解性能，结果说明，FY-1新型解堵抑砂剂对石英和碳酸盐都有较好的溶蚀性能。

3.2 腐蚀速度测定

测定了不同温度下FY-1新型解堵抑砂剂的腐蚀速度(表 3)。

表3 FY-1新型解堵抑砂剂的腐蚀速度

从表3可以看出，FY-1新型解堵抑砂剂对金属的腐蚀作用较小。

3.3 抑砂性能评价

60℃条件下，用油井地层砂测定了FY-1新型解堵抑砂剂的抑砂性能，结果见表4。

表4 FY-1新型解堵抑砂剂对油井地层砂的固砂作用

表4 说明，FY-1新型解堵抑砂剂对不同类型的油层砂样都有固砂效果。

4 结 论

（1）FY-1新型解堵抑砂剂是一种具有解堵和固砂双重作用的化学剂，特别适用于出砂油层的解堵。

（2）FY-1新型解堵抑砂剂使用的油层温度应小于 90℃。

（3）现场使用时，FY-1新型解堵抑砂剂的关井反应时间以6～12h为宜。

[1]万仁溥，罗英俊.采油技术手册（修订本）[M].北京：石油工业出版社，1991：2-14.

[2]万仁溥.采油工程手册（下）[M].北京：石油工业出版社，2000：433-436.

[3]张森，田承村.阳离子聚合物防膨抑砂剂的合成与性能评价[J].断块油气田，2004，11（4）：88-90.

[4]叶坚，乔丽艳，林森,等.低渗透油田黏土稳定剂研制油田深部调驱剂的研究及应用 [J].大庆石油地质与开发，2007，26（4）：72-74.

[5]王杰祥.油水井增产增注技术[M].东营：中国石油大学出版社，2006：101-118.

Study on New Plugging Removal and Sand Inhibiting Agent FY-1

ZHANG Huahui1MAO Yuan2MA Chao1
(1.Fangyuan Chemical Co.,Ltd.of Shengli Oil Company,Dongying 257000;2.Hekou Oil Production Plant of Shengli Oil Company，SINOPEC，Dongying 257200)

According to the problems of well sand production in acidizing plugging removal operation,a new kind of plugging removal and sand inhibiting agent which has dual property of plugging removing and sand inhibiting is developed.The interaction principle of this agent is studied,the components of formulation is optimized,and the properties of this agent is also evaluated.The results show that this agent can retain corrosion property of the inorganic plugging removal agent，meanwhile,body stature polymer film formed on the surface of sand can increase the bond strength of rock,which makes the agent with the preformance of plugging removing and sand inhibiting.

plugging removing；sand inhibiting agent；property；well sand production；corrosion

TE358

A

1673-1980（2012）01-0087-03

2011-09-07

张华辉(1974-)，男，重庆人，工程师，研究方向为油田化学。