大慶技師學(xué)院

聚驅(qū)油井壓裂樹(shù)脂砂固砂規(guī)律試驗(yàn)

劉莉嬌大慶技師學(xué)院

為進(jìn)一步掌握樹(shù)脂砂固砂工藝的固結(jié)性能與環(huán)境溫度、固化時(shí)間的關(guān)系，開(kāi)展了采油井壓裂樹(shù)脂砂固砂規(guī)律試驗(yàn)研究。實(shí)驗(yàn)研究表明，隨著樹(shù)脂砂的膠結(jié)時(shí)間的增長(zhǎng)，膠結(jié)強(qiáng)度逐漸增大，不同溫度下，溫度越低樹(shù)脂砂的膠結(jié)速度越快，但最終膠結(jié)強(qiáng)度相對(duì)較小；溫度越高，膠結(jié)速度越慢，但最終膠結(jié)強(qiáng)度相對(duì)較大。確定壓裂后擴(kuò)散時(shí)間至少為6 h，有效減少了壓裂井趟井時(shí)間；改進(jìn)了樹(shù)脂砂固砂工藝和工序，可指導(dǎo)壓后活動(dòng)管柱的準(zhǔn)確時(shí)間，避免了因活動(dòng)管柱過(guò)早造成壓裂砂返吐使裂縫口閉合的問(wèn)題。

樹(shù)脂砂；膠結(jié)規(guī)律；壓裂；防砂

近年來(lái)，樹(shù)脂砂固砂工藝在聚驅(qū)油井壓裂施工中起到了有效的防砂作用，特別是大慶油田采油六廠開(kāi)展支撐劑用量?jī)?yōu)化研究以來(lái)，為防止壓裂井出砂、保證壓裂增油效果，有效延長(zhǎng)壓裂井有效期起到了關(guān)鍵作用。

樹(shù)脂砂固砂工藝的機(jī)理主要取決于表面的樹(shù)脂層，而樹(shù)脂層的固結(jié)性能跟環(huán)境溫度和固化時(shí)間有關(guān)。為進(jìn)一步掌握樹(shù)脂砂固砂工藝的固結(jié)性能與環(huán)境溫度、固化時(shí)間的關(guān)系，開(kāi)展了采油井壓裂樹(shù)脂砂固砂規(guī)律試驗(yàn)研究，以指導(dǎo)壓裂后活動(dòng)管柱的時(shí)間及下泵投產(chǎn)時(shí)間，保證樹(shù)脂砂的膠結(jié)質(zhì)量，提高油井時(shí)率，提高壓裂增油效果，延長(zhǎng)壓裂有效期。

1 樹(shù)脂砂固砂效果規(guī)律

（1）壓裂層縫溫變化規(guī)律。在壓裂施工過(guò)程中，壓裂液和地層之間存在不穩(wěn)定熱交換，沿裂縫長(zhǎng)度方向上，由于壓裂液的濾失量逐漸變小，地層向裂縫傳熱的阻力也隨之變小，所以裂縫內(nèi)的液體溫度沿縫長(zhǎng)方向不斷升高。由于現(xiàn)場(chǎng)施工樹(shù)脂砂固砂半徑一般為12m，壓裂停泵后固砂半徑內(nèi)溫度由原始地層溫度（45℃左右）下降到25～33℃。壓裂施工結(jié)束后，為了保證裂縫口閉合需要擴(kuò)散4 h，使樹(shù)脂砂初步膠結(jié)，避免活動(dòng)管柱時(shí)壓裂砂返吐。壓裂擴(kuò)散4 h內(nèi)，裂縫口溫度從25℃恢復(fù)到36℃?？p口溫度恢復(fù)到40℃以上至少需要10 h。

（2）樹(shù)脂砂膠結(jié)規(guī)律。樹(shù)脂砂在35℃時(shí)，初膠結(jié)速度相對(duì)較快，壓裂擴(kuò)散4 h后，膠結(jié)強(qiáng)度達(dá)到0.29 MPa，但最終膠結(jié)強(qiáng)度相對(duì)較低，僅為1.05 MPa；樹(shù)脂砂在42℃條件下，壓裂擴(kuò)散4 h后，膠結(jié)強(qiáng)度為0.22 MPa，最終膠結(jié)強(qiáng)度為1.33 MPa；樹(shù)脂砂在55℃條件下成膠速度相對(duì)較慢，壓力擴(kuò)散6 h后，膠結(jié)強(qiáng)度為0.30MPa，但最終膠結(jié)強(qiáng)度最高，可達(dá)到2.61MPa。隨著樹(shù)脂砂膠結(jié)時(shí)間的增長(zhǎng)，膠結(jié)強(qiáng)度逐漸增大，不同溫度下，溫度越低樹(shù)脂砂的膠結(jié)速度越快，但最終膠結(jié)強(qiáng)度相對(duì)較??；溫度越高，膠結(jié)速度越慢，但最終膠結(jié)強(qiáng)度相對(duì)較大。

2 樹(shù)脂砂固砂現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)

（1）樹(shù)脂砂固砂工藝調(diào)整。對(duì)于大砂量井，根據(jù)采出液含聚濃度和產(chǎn)液量，適當(dāng)增加尾追的樹(shù)脂砂量，同時(shí)降低樹(shù)脂砂砂比（40%降低30%），擴(kuò)大固砂半徑。采出液含聚濃度在200mg/L以下，預(yù)計(jì)日產(chǎn)液在50m3以上的井，尾追樹(shù)脂砂1.43m3，固砂半徑11m，樹(shù)脂砂砂比40%；采出液含聚濃度為200～600mg/L的油井，尾追樹(shù)脂砂1.43m3，固砂半徑12m，樹(shù)脂砂砂比30%；采出液含聚濃度為600mg/L以上的油井，若預(yù)產(chǎn)在120m3以下，尾追樹(shù)脂砂1.59 m3，固砂半徑13 m，樹(shù)脂砂砂比40%；若預(yù)計(jì)日產(chǎn)液在120m3以上，尾追樹(shù)脂砂2.15m3，固砂半徑15m，樹(shù)脂砂砂比30%。

（2）樹(shù)脂砂固砂時(shí)間判定。根據(jù)裂縫閉合壓力與地層壓力的差值，同時(shí)結(jié)合樹(shù)脂砂的初膠結(jié)時(shí)間，確定壓裂井壓力擴(kuò)散時(shí)間，保證裂縫充分閉合，避免返排時(shí)壓裂砂被壓裂液攜帶出裂縫?，F(xiàn)場(chǎng)以9—SP1932井為例，進(jìn)行了停泵后壓降曲線的監(jiān)測(cè)。該井滲透率在0.028～0.166μm2之間，地層壓力12.59MPa，停泵壓力14.8MPa，壓力擴(kuò)散5 h后趨于平緩。

（3）樹(shù)脂砂固砂工序調(diào)整。調(diào)整步驟為：①壓裂施工完成后，根據(jù)壓裂層條件和停泵壓力與地層壓力差確定擴(kuò)散時(shí)間，并進(jìn)行壓力擴(kuò)散；②壓力擴(kuò)散后，放噴返排，但是要求控制返排速度，避免起管柱時(shí)的抽吸力與生產(chǎn)壓差引起樹(shù)脂砂返吐；③起出壓裂管柱后，按照下泵工藝設(shè)計(jì)方案直接下泵，并完井膠結(jié)72 h后，通知采油隊(duì)開(kāi)井生產(chǎn)。

（4）現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)。通過(guò)理論研究及固砂工藝的完善，現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)聚驅(qū)油井47口，壓裂擴(kuò)散前后平均單井砂柱差1.1 m，見(jiàn)到了較好的防砂效果；同時(shí)，為了驗(yàn)證防砂效果，選取3—P3128、5—P363井化驗(yàn)了壓裂投產(chǎn)15 d后采出液的含砂量，均小于1%。

3 結(jié)語(yǔ)

實(shí)驗(yàn)研究表明，隨著樹(shù)脂砂的膠結(jié)時(shí)間的增長(zhǎng)，結(jié)強(qiáng)度逐漸增大，不同溫度下，溫度越低樹(shù)脂砂的膠結(jié)速度越快，但最終膠結(jié)強(qiáng)度相對(duì)較小；溫度越高，膠結(jié)速度越慢，但最終膠結(jié)強(qiáng)度相對(duì)較大。確定壓裂后擴(kuò)散時(shí)間至少為6 h，有效減少了壓裂井趟井時(shí)間；改進(jìn)了樹(shù)脂砂固砂工藝和工序，可指導(dǎo)壓后活動(dòng)管柱的準(zhǔn)確時(shí)間，避免了因活動(dòng)管柱過(guò)早造成壓裂砂返吐使裂縫口閉合的問(wèn)題。

（欄目主持 楊軍）

10.3969/j.issn.1006-6896.2015.1.007