化学防砂工艺在南海西部油田的应用

王伟东 韩华栋

摘 要：南海西部油气田随着开采年限的增加，由于长期注水或注气开采，或生产后期地层能量降低，为了提高产量增加生产压差，会极大的破坏储层骨架，造成油井出砂。油井出砂严重影响着油田的正常生产，甚至造成油井的停产。本文根据化学防砂工艺在南海西部现场应用过程中存在的问题及实施之后的效果进行分析，为后续南海西部油田化学防砂工艺的实施提供参考。

关键词：油井出砂;化学防砂;效果;优缺点

1 前言

南海西部油气田目前采用的防砂方式主要有筛管防砂、砾石充填防砂、打孔管防砂及化学防砂，其中化学防砂在南海西部实施4井次，其中3井次采油井，1井次为注水井。其中3井次动管柱化学防砂，1井次非动管柱化学防砂。通常树脂类固砂剂很容易堵塞地层，当树脂完全凝固以后，还会致使地层渗透率不高，只有维持以往渗透率的40%～60%[1]，本次四井次化学防砂均采用新型微乳水基固砂液体系作业，微乳水基固砂液体系是由水性树脂、固化剂、固化调节剂和氯化钠盐水溶液组成，在使用时配制成乳状液注入地层即可。与传统化学固砂液相比具有以下特点：

①水性乳液，安全环保，配液罐和管线容易清洗;

②树脂和固化剂配制在一起，能夠确保“一体化”注入地层;同时也能保证树脂和固化剂在地层中均匀混合;

③施工时间可调，能够确保施工安全;

④固结强度高，对渗透率影响小，固结有效期长。

本次主要根据四井次作业中具有代表性的三口井作业情况，总结出化学防砂在南海西部油田实际现场应用过程中出现的问题以及应对方案，为以后化学防砂作业的实施提供借鉴的经验。

2 化学防砂工艺技术及实施情况

2.1 化学防砂工艺在裸眼井中实施情况

B15井为一口筛管完井的生产井，生产8年后井口取样为黄绿色液体并有沉淀物，安装地面除砂器但除砂效果不理想。由于该井砂样粒径中值仅11.12µm，机械二次防砂无法阻挡地层细粉砂，且原井裸眼筛管无法打捞，因此无法采用机械防砂方式进行防砂。2018年7月计划采用化学防砂方式进行防砂。

2018年8月开始现场作业。在化学防砂前的冲砂洗井过程中，冲洗出地层砂约4～5m3。由于本井产层以上套管存在变形，因此化学防砂管柱需要防止固砂液上返进套管变形位置，造成化学防砂失败。此次固砂化学防砂管柱组合为：2-3/8″带孔圆堵+2-3/8″NU倒角油管+2-7/8″EU倒角油管+油管短节（4-1/2”EUP*B）+剪切球座（2-7/8”NUP*B）+注水封隔器（3-1/2”EUP*B）+送入管柱。注水封隔器座封后可以有效防止挤注过程中化学防砂液的上返。4-1/2″油管内加工剪切球承托机构，防止剪切球座剪切后落入2-3/8″油管堵塞作业通道。

作业累计挤注前置液70m3，固砂液100m3，以及顶替液8m3。作业过程中由于淡水加注的问题，导致现场在第一罐作业完成后，第二罐尚未配制完成，作业过程中不能保持连续作业。作业完成后关井进行固化。下入生产管柱正常投产，取样未发现有地层砂。生产稳定后日产油15m3。

2019年7月，在正常生产1年后，B15井开始继续缓慢出砂，且出砂量超出地面处理能力，重新关井停产。

2.2 化学防砂工艺在中心管分层井中实施情况

A7井是一口多层系采油井，生产过程中地层污染导致产能低，机械表皮90，污染严重，经过分析，该井泥质含量差异大，储层疏松，胶结差。生产压差加大后，易出现颗粒运移，堵塞筛管，导致产能下降。使用常规酸化、修井液洗井后，产量有所恢复，但持续时间短，分析认为筛管、砾石层有一定疏通，无法真正解除污染，常规洗井需要周期性冲洗才能正常生产。因此计划采用冲洗解堵后化学防砂方式防止微粒运移，彻底解除地层污染。由于A7井分为两层生产，因此在作业时分开逐层施工，以防止单层由于吸水率高影响另一层固砂效果。

2019年10月A7井开始施工，分别打开两层储层进行施工并顺利完成解堵液并返排，监测并确定解堵效果。化学防砂作业首先对下层储层进行。作业正挤前置液40m3、固砂液25m3、顶替液17m3后，关闭下层滑套进行关井固化。但在固化结束后尝试打开下层滑套时，在滑套以上7m位置左右即遇阻，无法打开下层滑套。下入捞砂筒进行捞砂，捞出大量固砂液残留物（如图一）。由于短时间处理残留物较为困难，直接先打开上层滑套进行上层固砂作业。待作业结束后再进行冲砂。

图一 固砂液残留物

2020年1月使用连续油管进行冲洗，顺利冲洗至滑套位置，并上提下放通畅无阻后，下入钢丝作业工具，顺利打开滑套，恢复正常生产。目前A7井生产稳定，取样未检测出有地层砂，措施实施成功。

2.3 化学防砂工艺在注水井中实施情况

A13井是一口注水井，该井射孔后下入电泵排液管柱进行前期排液，分两层排液，采用2-7/8″支管带两个封隔器配合滑套工作筒实现分层排液。由于射孔后出砂较为严重，关闭出砂层，对其他层位进行合排。排液完毕后下入分层注水管柱进行四层分注。正式开始注水后，该井注水量基本保持在400～600m3/d，井口注入压力逐渐从3MPa增加至12MPa，通过不断增加井口注水压力，注水量可以逐渐达到油藏配注要求，2018年由于注水量逐渐降低，进行示踪剂作业。作业过程中发现该井中心管有大量油泥，油管堵死。由于不能满足油藏配注要求，需在下分层管柱前尽心化学固砂作业，防止地层出砂。

A13井于2020年3月开始实施。顺利起出原井中心管，并对产层段进行刮管洗井。冲砂洗井干净后，下入固砂液挤注管柱。此次固砂管柱结构为：圆堵（死堵）+2-7/8″EUE单流阀+2-7/8″EUE扶正器+2-7/8″EUE封隔器1（K344-140）+2-7/8″EUE打孔管+2-3/8″NU注入阀+2-7/8″EUE倒角油管+2-7/8″EUE扶正器+2-7/8″EUE封隔器（K344-140）。使用钻杆送入。利用单流阀以及注入阀提供封隔器座封的压力。利用K344封隔器的可重复座封的特性，一趟管柱即可分次完成对各个地层的挤注作业。

完成对各地层挤注化学固砂液、前置液、固砂液以及后置液后，起部分固砂管柱，关井候凝24h。下入分层注水管柱，恢复A13井注水。至目前，A13井注水正常，未在出现出砂现象。

3 结论

①化学防砂地层粒径大小无特别要求，油井适用性广，施工简单，不需要动管柱即可施工;

②化学防砂相对于机械防砂有效期短，在生产井中一般防砂有效性在1-2年左右;

③化学防砂在分层管柱作业时需要进行过顶替，若顶替不足，会造成中心管中固砂液的存留，导致中心管堵塞。因此在中心管分层油井中要精确计算顶替量，并附加一定的安全系数，防止顶替量不足造成堵塞情况的发生;

④由于海上油田空间狭小，固砂液配制缓慢，因此在作业时需要控制泵入速度，提前准备淡水等材料，以保持连续施工，以保障作业安全性和作业效果。

参考文献：

[1]胡达.化学防砂技术的研究与应用[J].石化技术，2019（12）.