江淑麗

（中國石油華北油田分公司第四采油廠 河北廊坊 065000）

華北油田主要以砂巖油田為主，隨著油田的長期開發(fā)，各采油廠大部分油田均存在地層出砂的問題。出砂不僅容易引起采油井卡泵、砂埋油層、注水井注不進(jìn)等問題，嚴(yán)重還會導(dǎo)致地層坍塌引起套變，最終造成井筒報廢，油水井長期停產(chǎn)。由于出砂井太多、井況復(fù)雜、防砂資金有限，而一般的機(jī)械防砂對套管要求較高，后期井筒處理難度大，且施工費(fèi)用高，無法大面積推廣應(yīng)用。而化學(xué)防砂技術(shù)施工簡便，不需留下任何裝置，但因化學(xué)劑在油層條件下隨著時間會老化，有效期較短。該廠引進(jìn)泛溫涂敷砂防砂工藝技術(shù)，初見成效，有效期較長。筆者通過綜合評價方法對應(yīng)用井效果進(jìn)行分析評價，并對防砂后的參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化，為該技術(shù)的推廣應(yīng)用提供決策依據(jù)。

1 泛溫涂敷砂防砂工藝

1.1 技術(shù)原理

在一定粒徑的石英砂表面通過物理化學(xué)方法分別均勻涂敷一層樹脂和固化劑，形成雙組份砂。樹脂砂及固化砂通過混砂車攪拌均勻后，由清水或攜砂液攜帶泵入地層，在地層溫度、壓力等條件作用下，樹脂砂外表面的樹脂和固化砂發(fā)生作用，使接觸的顆粒相互粘結(jié)并逐漸固化，形成具有高強(qiáng)度和良好滲透性的人工井壁，從而起到防砂作用。

圖1 雙組份砂膠結(jié)示意圖

1.2 技術(shù)指標(biāo)

選用石英砂粒徑范圍在0.4～0.8mm，膠結(jié)后井壁滲透率在20～40 Darcy，可適應(yīng)環(huán)境溫度30℃～200℃范圍內(nèi)的化學(xué)防砂。實(shí)驗不同溫度下覆膜砂固化時間及抗剪切強(qiáng)度變化情況（表1）。

表1 不同溫度下覆膜砂固化時間及強(qiáng)度變化統(tǒng)計表

2 現(xiàn)場應(yīng)用及防砂后參數(shù)優(yōu)化

2.1 現(xiàn)場應(yīng)用情況及效果評價

2017年在華北油田某采油廠實(shí)驗1口井取得成功，2018年推廣應(yīng)用6口井，均取得不同成效，其中3口井為出砂停產(chǎn)井，累計恢復(fù)油量508噸，最長有效期已達(dá)368天。

為了能進(jìn)一步直觀地看出防砂效果，采用防砂效果評價體系分別從擋砂效果、增產(chǎn)效果、改善井底流動條件三個方面進(jìn)行綜合評價，計算得出每口井防砂效果綜合評價指標(biāo)M，并繪制出綜合評價結(jié)果示意圖，4口井效果很好，1口井效果一般，1口井時間短無法評價，防砂有效率71.4%。

2.2防砂后生產(chǎn)參數(shù)優(yōu)選

臨界流速超過臨界出砂流速后，出砂量隨流速增加而增加。因此，有必要對油井產(chǎn)量進(jìn)行控制。油井防砂后的日產(chǎn)液量應(yīng)滿足兩個條件：一是要大于最小攜砂排量；二是要小于臨界出砂產(chǎn)量，這樣才能達(dá)到既可以排出井筒內(nèi)浮砂，避免卡泵，又能夠防止地層大量吐砂，延長防砂有效期的目的。通過最小攜砂排量及臨界出砂產(chǎn)量計算并結(jié)合單井實(shí)際生成狀況綜合考慮，選擇合適的生成參數(shù)，確定小泵徑：一般采用d32mm或d38mm抽油泵；小沖次：一般為2次/分，不超過4次/分。

表2 防砂作業(yè)井效果統(tǒng)計表

2.3 防砂后管柱結(jié)構(gòu)優(yōu)選

防砂后井口體積和含砂率均得到控制，無需再采用防砂泵生產(chǎn)，但考慮到防砂施工后，井筒內(nèi)殘留的覆膜砂不能保證全部排出，為防止隨著油流進(jìn)入泵筒，造成卡泵現(xiàn)象，可以考慮采用縫寬為0.2mm的割縫篩管或濾砂除氣裝置作為進(jìn)油口，將覆膜砂擋在井筒以外。

3 典型井現(xiàn)場施工情況

W20-1井，2014年7月投產(chǎn)，產(chǎn)量6.7/0.9t。2015年11月18日因井卡作業(yè)，作業(yè)發(fā)現(xiàn)：泵筒及泵上第1根油管內(nèi)堵滿地層砂，砂埋全部油層。沖砂井段1807.6～1897.37m。2016年1月19日再次井卡，因無合適的防砂措施，已關(guān)井910天。

2018年確定采用泛溫涂敷砂防砂工藝技術(shù)實(shí)施地層防砂，經(jīng)過沖砂、打鉛印、撈砂、驗套等一系列工序后，9月28日正式防砂施工?，F(xiàn)場施工中發(fā)現(xiàn)該井漏失嚴(yán)重，當(dāng)正注攜砂液入52 m3后，最高泵壓僅為1MPa，而此時已使用砂子4.1m3，因此現(xiàn)場及時調(diào)整方案，加大砂比，將砂比由5%上調(diào)至15%，之后泵壓上升，同時套壓也上升至20MPa，判斷砂子進(jìn)入油套環(huán)空，立即采用套管反擠，用液1.2方后洗通。最后接管線進(jìn)15m3池子，反循環(huán)洗井，替出井內(nèi)多余的石英砂后關(guān)井候凝48小時，防砂施工。10月13日開井，因該井井漏嚴(yán)重，作業(yè)過程入井液較多，經(jīng)過21天的排液期后，油量基本恢復(fù)正常水平，目前日產(chǎn)5.7方，日產(chǎn)油0.7噸，累計117噸，防砂成功。

4 室內(nèi)試驗

為了驗證涂敷砂的膠結(jié)性及滲透性，技術(shù)人員做了簡易的室內(nèi)實(shí)驗，對涂敷砂砂柱進(jìn)行性能測定。將涂敷砂灌入容器中，加水候凝后觀察半年，涂敷砂柱仍然膠結(jié)致密，無松散現(xiàn)象。將容器中剩余水排出，在容器底部鉆出多個孔眼，從容器上方倒入250ml清水，記錄水全部流出時間需54秒，可見涂敷砂對滲透率幾乎無影響。

5 結(jié) 論

通過效果分析評價確立了一條防砂新途徑，為該項技術(shù)的推廣應(yīng)用提供了理論支撐。同時得出以下結(jié)論：

（1）泛溫涂敷砂防砂工藝技術(shù)能夠滿足現(xiàn)場需求，具有良好的擋砂、增產(chǎn)等效果。

（2）實(shí)施后對油層滲透率影響很低。

（3）涂敷砂膠結(jié)性能好，不易松散，較其他化學(xué)防砂方法有效期長。

（4）防砂施工后要優(yōu)選合理生產(chǎn)參數(shù)和管柱結(jié)構(gòu)，保證施工效果。