井筒不留塞固砂技术研究与应用

摘要：大洼、荣兴等中高渗老油田，目前有很多大生产井段的出砂井。同时随着生产时间越来越长，细粉砂比例逐渐增多。目前所使用的机械防砂和化学防砂都有其相应的局限性。因此研发一种针对长井段、复杂井况，适用于细粉砂及高黏土含量，实用性较高的新型化学防砂剂及其工艺技术，其特点为对细粉砂固结性强并能保持一定的渗透率，施工后在井筒中不留塞，达到更好的防砂效果。

关键词：防砂;细粉砂;大井段出砂井;井筒不留塞

中图分类号：TE934.2

一、概述

油井出砂是油井日常生产中经常遇到的影响油井生产的重要问题之一，给油井的正常生产带来严重的危害。大洼、荣兴等中高渗老油田，岩层疏松，孔隙度较大，渗透率较高，油井出砂在平时生产过程中已经成为较普遍，且较严重的问题。且随着开采时间的推移，地层压力下降，砂体结构不断变化，出砂会更加严重、出砂粒径逐渐变小，加之部分出砂井泥质含量较高，从而导致泥质细粉砂含量逐渐增多。

对于大洼、荣兴等出砂区块，油井防砂是生产中不可或缺的工艺措施，也是区块稳产上产的基本保障。目前我们采用的防砂方式主要有机械类防砂、化学类防砂两大类，但是对于生产井段较大、井况较复杂的出砂老井来说，都有一定的局限性。

二、目前防砂措施局限性

大洼、荣兴等出砂区块皆为早期开发的老区块，多年来因产能建设要求补层合采油井不断增多，目前有很多长生产井段的出砂井。同时随着生产时间越来越长，地层压力逐渐降低，砂体结构的不断变化和破坏，导致近几年出砂情况越来越复杂，细粉砂比例逐渐增多。对于这两种情况，目前所使用的机械防砂和化学防砂都有其相应的局限性。

1.机械类防砂局限性

在生产井段较长的出砂井中若使用机械类防砂，因井内防砂管柱较长，会导致在下次打捞过程中易造成因砂卡管柱拔不动造成大修的问题;长井段使用防砂工具数量过多，成本过高问题;某些井由于套管质量问题，长井段防砂工具无法下入问题。

对于出细粉砂及高泥质含量的井来说，机械类防砂存在防砂粒径筛选问题，防砂粒径过大，难以防住细粉砂，防砂粒径过小，又会导致过流面积过小，影响油井生产，泥质含量较高的井还易出现防砂筛管堵塞问题。

2. 常规化学类防砂局限性

在长井段出砂井中，由于生产层位多，层间差异大，目前所使用的化学类防砂药剂，在施工中由于注入剂锥进不均和重力作用下，自身易发生交联反应，在井筒内粘度上升，流动性变差，发生固化。施工后需对大井段进行通井、钻塞等措施，增加井控风险、施工成本的同时降低了时效性。

在出细粉砂及高泥质含量出砂井中，目前使用的酚醛树脂类固砂剂在细粉砂、黏土颗粒环境下难以达到强度平衡，要么强度过高，防砂的同时阻挡渗透率，要么强度不足，难以达到理想的防砂效果。

因此，有必要研发一种针对长井段、复杂井况，适用于细粉砂及高黏土含量，实用性较高的新型化学防砂剂及其工艺技术成为开发疏松砂岩油藏的必然趋势。

三、新型固砂剂体系配方的研制

1.技术特点

适应细粉砂环境：新型固砂材料对石英有极其胶结的敏感性和分子量分布较广的特点，对泥质粉细砂有其独特的适应性。在细粉砂环境下，能够把地层砂胶结牢固，并能保持具有足够的渗透性能，控制了砂粒的运移，建立了有效的挡砂屏障。

井筒不留塞：固砂材料在井筒中不形成固结体，固砂后井筒没有钻冲塞的要求，克服了化学固砂井筒钻塞难题，避免了大井段通井、钻塞带来的一系列问题。

2.技术原理

常规使用的化学固砂剂以酚醛树脂为主，根据其固结原理可知，其固结效果是通过酚羟基与醛基之间的缩聚反应，形成高分子化合物。从宏观上来看，即在催化的作用下固砂剂在井筒及地层内发生固结。在细粉砂环境下除了达到固砂效果外，固结后的药剂充填在细粉砂之间的微小孔隙内，影响渗透率，井筒中的也发生同样的药剂固结，需要钻塞后下泵生产。

为此，我们通过研究与试验，研发的新型固砂剂，其原理是以糠醛+糠醇按固定比例混合，在地层环境下通过催化，产生特定的物理性质。该混合药剂在液态环境下不发生分子缩聚，不产生高分子化合物从而发生固化。但与地层砂混合后，药剂吸附在砂砾表面，形成纳米包膜，在地层温度、压力及催化作用下，砂砾表面的纳米包膜之间相互接触、挤压后发生缩聚，形成高分子化合物将地层砂相互胶结，并达到一定强度从而产生固砂效果。而砂砾间隙及井筒内呈游离态的固砂剂因未形成纳米包膜，所以不产生固结效果，始终保持液体状态，液体状态的固砂剂可随井液流动，对油井生产不产生影响。

由于新型固砂剂的物理性质，同时实现了在细粉砂环境下固砂的同时保证了底层渗透率及在井筒内不留塞这两种目的，为解决目前防砂难题提供了理论依据。

3.适用范围

（1）可以较好地防细粉砂，也适用于粘土含量高的地层。

（2）适应不同地层条件和不同类型油气井，如多层井、长井段井、水平井可实现封隔分层、分段挤入等防砂。

（3）可适用于复杂结构及井况的井，如小孔眼、大斜度、分支井、侧钻井、套变井、筛管防砂后出砂和气井等防砂。

四、现场应用

2020年井筒不留塞固砂技术研究与试验实际完成工作量2口井，井号荣59C、马65-2-2，2口井施工成功率100%，措施后荣59C正常生产185天，马65-2-2正常生产74天，累计增油气当量502.7吨。

五、结语

1.新型固砂剂对石英有极其胶结的敏感性和分子量分布较广的特点，对泥质粉细砂有其独特的适应性，在地層条件下，能够把地层砂胶结牢固，并能保持具有足够的渗透性能，对细粉砂、泥质砂出砂井的防砂难题提出了一个新的解决方法。

2.该固砂剂在井筒中不形成固结体，固砂后井筒没有钻冲塞的要求，克服了化学固砂井筒钻塞难题，并可以与机械类防砂措施结合使用在长井段、复杂井防砂上具有广阔的应用前景，为完善采油厂多元防砂技术提供可靠的技术支持。

参  考  文  献

[1] 刘吉余， 黎文清， 油气田开发地质基础（第四版）.石油工业出版社，2006.8.

[2] 万仁溥，罗英俊，等.防砂手册（第七分册）.北京：石油工业出版社，1991：34～45.

作者简介：陶然，男，1990.3.11.2013.7毕业于长江大学工程技术学院，勘查技术与工程专业学士学位，先于辽河油田兴隆台采油厂工艺研究所工作，任工艺一室副主任，通信地址：辽宁省盘锦市兴隆台区兴隆台采油厂工艺研究所，邮编：124010，电话18504273983.邮箱：1149284049@qq.com

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