易出砂油井解堵技术研究与应用

摘 要：随着油田进入开发中后期，近井地带不断受到流体冲刷或者增产措施的破坏，岩石胶结程度逐渐下降，导致出砂越来越严重，这类井污染后如果采取常规的化学类措施，导致解堵后加剧出砂，造成油井不能正常生产，有的井甚至因出砂卡泵、卡管而造成大修。针对易出砂井酸化后加剧出砂的问题，开展技术研究，找到一种既可解除油井污染又可防止出砂的酸化技术。

关键词：出砂;酸化;防砂;氟硼酸;固砂剂

1 油井出砂机理及原因分析

1.1油井出砂机理[1]

油井出砂从宏观上看是由于地层岩石受到地层压力、水平应力及地层孔隙压力的联合作用，在油井未被开采前，各种应力处于平衡状态，当油层被开采后地层中的应力结构发生改变，导致地层岩石受到破坏，岩石破坏主要有两种方式：剪切破坏和拉伸破坏。

1.2 油井出砂原因

油井出砂的机理研究指出油井出砂主要是由于岩石的剪切和拉伸破坏引起的油井出砂。在现实生产中，引起油井出砂的原因较多，从油井开钻到完井、投产，中间的许多因素都有可能造成地层的破坏引起油井出砂。从出砂原因分析，可分为先天性原因和开发因素。

2.油井酸化防砂技术现状[2]

目前针对防砂酸化技术的研究不多，但对于防砂和酸化的单独研究较多，防砂技术有化学防砂和机械防砂，酸化技术有多氢酸、缓速酸和新型多氢酸等。近年来，对于氟硼酸防砂技术，由于其兼顾酸化和防砂两项特点，科研人员对它的研究较多。氟硼酸防砂技术最早来自于地层酸化技术，在用氟硼酸对地层进行酸化的过程中发现：经过酸化后的地层，渗透率提高，产量增加，最为主要的是能够减少油井细粉砂出砂，增加油井的开采周期[3]。

3酸化防砂技术配方体系研究

3.1酸液体系的确定

化学防砂技术中氟硼酸具有一定的防砂功能，防砂的机理主要是通过氟硼酸对地层粘土的稳定和地层微粒与岩石的胶结作用[4]。

在温度为50℃条件下，测定不同浓度氟硼酸对岩心粉的溶蚀，氟硼酸浓度为8%时，溶蚀率和浓度为10%的相差不大，因此，选择氟硼酸的使用浓度为6%～8%。

3.2 酸液添加剂的筛选及评价

在进一步形成酸液体系配方前，必须对酸液中的各种添加剂进行单项性能筛选，因为主酸液解堵作用的发挥与其缓蚀性能、防腐性能、防膨性能、稳定铁离子性能、表面张力低等有着直接的联系。而这些性能主要通过酸液体系中的添加剂而决定。

3.2.1 缓蚀剂的筛选评价

固定实验温度为50℃，通过改变缓蚀剂的加量来评价酸液对P110钢片的腐蚀速率，随着缓蚀剂使用浓度的增加，酸液对P110钢片的腐蚀速率逐渐下降;当缓蚀剂加量为0.3%时，腐蚀速率下降明显，继续增大浓度，腐蚀速率下降幅度较小。当加量为0.3%时，缓释率达到98.44%，而且钢片表面较光亮，无点蚀和坑蚀现象，因此选择SBH使用浓度为0.3%。

3.2.2 助排剂的筛选评价

在油井酸化时常遇到残液滞留在地层孔隙毛细管中造成水锁或液堵，造成对地层的伤害，因此，需要在酸液中加入一定的助排剂（表面活性剂），降低酸液的表/界面张力，以提高残酸酸液的返排效率。在常规表面活性剂的基础上，室内通过选用6501和CEBT-17进行复配，得出了不同浓度时的界面张力。0.01%6501与0.0075%CEBT-17复配时，体系与原油的界面张力可以达到超低（10-3mN/m）。

3.2.3铁离子稳定剂的筛选评价

通过酸液、岩粉反应测定反应后酸液中的铁离子含量，可以了解酸液溶解岩石后酸液中铁离子含量的多少。通過邻菲罗琳法（p H=0.5条件下，测定时间24小时）测得铁离子含量为736ppm;由此对铁离子稳定剂进行了筛选。

将岩样与酸进行反应，然后通过测定不同稳定剂稳定铁离子的能力，由此可对铁离子稳定剂进行筛选。实验用的铁离子稳定剂依次分别为柠檬酸、EDTA、NTA 和CTI-7，且酸液的PH 为3.5，1%NTA稳定剂稳定铁离子含量的比重较高，效果较好，因此，铁稳定剂NTA在酸液中加量为1.0%。

3.3酸液体系性能评价

3.3.1 配伍性评价

将酸液体系按照基本配方配制完成后，放置在50℃的水浴中恒温24h，观察现象，酸液与添加剂具有良好的配伍性，配方半透明为透明、无沉淀、无分层等现象，在一定的时间内，具有较好的稳定性。

3.3.2岩心流动实验

在一定温度、压力条件下，利用岩心流动试验仪将酸化工作液按一定的施工顺序注入实际岩心，根据酸化前后岩心（25mm×50mm）渗透率的变化，分析酸化效果，酸化后岩心的渗透率改善率在75%以上，效果较好。

4 现场试验及取得效果

该技术目前已经现场实施3井次，平均延长检泵周期194d，阶段增油1848.9t，平均单井增油616.3t。

5 结论和建议

（1）在现有酸化和防砂技术调研的基础上，通过室内实验研究得出了防砂酸化技术配方体系，通过现场试验，取得较好的试验效果，满足现场要求。

（2）油井酸化防砂技术应用过程中取得了较好的试验效果，建议在类似井大规模推广，为油田中后期出砂井提供了一条行之有效的增产途径。

参考文献：

[1]范兴沃，李相方，关文龙，齐明明.国内外出砂机理研究现状综述[J].钻采工艺，2002，27（3）：57～59.

[2] 张荣军，白云云，秦文龙.疏松砂岩油藏酸化机理研究[J].科技创新导报，2010， 8（3）：1～3.

[3] 秦文龙，苗建宇，蒲仁海，张荣军，孟选刚.疏松砂岩黏稳酸酸化性能研究[J].西北大学学报，2011，45（5）：853～856.

[4] 刘永山.氟硼酸防砂技术研究及应用[J].石油钻采工艺，1998，20（2）：77～79.

作者简介：

孙铭泽（1983.2-），女，工程师，2006年毕业于鞍山师范学院，现在辽河油田公司高升采油厂工艺研究所从事油田开发工作。

（中石油辽河油田公司高升采油厂 辽宁省 盘锦市 124125）