楊成歐 劉佳盼

摘 要：在油田中油井出砂是一個(gè)比較常見的問題，對(duì)油田油井的穩(wěn)定生產(chǎn)有著很大的影響。因此，進(jìn)行有效的防砂工作極為重要，在防砂技術(shù)中化學(xué)防砂的應(yīng)用十分廣泛，此項(xiàng)技術(shù)具有較高的滲透率恢復(fù)值，在實(shí)際操作過程中也具備較高的安全系數(shù)，并且工藝操作比較簡(jiǎn)單，適合細(xì)粉砂巖、油層防砂。因此，在油田開采過程中使用化學(xué)防砂技術(shù)可以有效的保證油田生產(chǎn)穩(wěn)定性，同時(shí)也給油田開采工作帶來了更好的安全保障，促進(jìn)了油田行業(yè)的快速發(fā)展。

關(guān)鍵詞：油田;化學(xué)防砂技術(shù);研究

在我國(guó)的油田中，疏松砂巖油藏分布范圍較廣，具有較高的儲(chǔ)量和產(chǎn)量。在日常采油工作中，油井出砂的現(xiàn)象比較普遍，并且對(duì)地面和井下設(shè)備都會(huì)造成嚴(yán)重的磨蝕，還會(huì)增加沖砂檢泵、地面清罐等維修工作量。一旦有沙埋油或者井筒砂堵現(xiàn)象發(fā)生，還會(huì)使得油井的生產(chǎn)停止，甚至還有可能會(huì)引起井壁和油層坍塌，對(duì)相應(yīng)的套管產(chǎn)生破壞。因此，油井出砂會(huì)導(dǎo)致原油生產(chǎn)成本增加，還會(huì)加大原油開采難度，嚴(yán)重的更會(huì)帶來較大的安全事故。

1 石油化學(xué)防砂技術(shù)具體概述

1.1 人工井壁防砂技術(shù)探析

人工井壁防砂技術(shù)的主要工作原理是通過對(duì)出砂油井進(jìn)行充填，使用一些可以與之產(chǎn)生膠結(jié)作用的顆粒物，將出砂油井的出砂層位進(jìn)行有效的固結(jié)。經(jīng)過膠結(jié)固定，最終形成一道具有高強(qiáng)度、高滲透率的濾砂屏障，完成對(duì)砂的過濾。在這個(gè)技術(shù)中主要使用的顆粒物包括了果殼、水泥砂漿、樹脂覆膜砂等等。

1.1.1 耐高溫陶礫防砂劑

此種防砂劑與常見的覆膜砂有著很大的不同之處，其所使用的支撐劑不是廣泛使用的石英砂，采用的顆粒物是陶礫，但是其他的操作過程基本是相同的。這種技術(shù)采用的顆粒物具備良好的硬度，因此，形成的濾砂平面強(qiáng)度較高，并且還具有良好的耐高溫性能。

1.1.2 樹脂覆膜砂防砂技術(shù)

此項(xiàng)技術(shù)主要是利用膠粘劑在石英砂表面進(jìn)行包裹，在經(jīng)過干燥之后，對(duì)砂塊進(jìn)行壓散，壓散之后的顆粒則可以形成覆膜砂。在防砂施工過程中，通過高壓泵將攜帶覆膜砂的攜砂液泵入油井附近的地帶，由于地下溫度較高，石英砂表面的固砂劑會(huì)受熱熔化，在熔化之后又會(huì)發(fā)生交聯(lián)固化反應(yīng)，通過偶聯(lián)劑將石英砂顆粒和樹脂交接在一起，從而形成一個(gè)完整的過濾砂層，進(jìn)行固砂防砂。樹脂覆膜砂防砂技術(shù)和耐高溫陶礫防砂劑使用條件基本相同，井段在20m之下，油層溫度大于60℃的油水井，還可以用于一些通過蒸汽吞吐采油的稠油井作業(yè)等等。

1.2 樹脂防砂技術(shù)探析

1.2.1 脲醛樹脂防砂技術(shù)

脲醛樹脂防砂技術(shù)中使用的原料為液體狀，因此在操作過程中比較簡(jiǎn)單方便，并且液態(tài)具有更好的防砂效果。在實(shí)際的防砂工作中，脲醛樹脂會(huì)在壓力和溫度的影響之下促使底層之間出現(xiàn)縮聚和交聯(lián)的反應(yīng)，同時(shí)會(huì)讓酚醛樹脂液的粘度增大。此外脲醛樹脂還會(huì)附在砂粒的表面成點(diǎn)，在脲醛樹脂的作用之下砂粒之間能夠產(chǎn)生良好的固結(jié)作用，從而達(dá)到固砂的要求標(biāo)準(zhǔn)。經(jīng)過在實(shí)際生產(chǎn)過程中使用的情況分析，在脲醛樹脂液的使用之下，會(huì)對(duì)井壁的巖石加以較強(qiáng)的固結(jié)作用，并且還會(huì)使得井筒近井地帶具備良好的完整性，形成一個(gè)抗壓強(qiáng)度較高的擋砂井壁。在這個(gè)擋砂井壁的作用之下，油井生產(chǎn)過程的固砂防砂效果得到了有效的提升。有相關(guān)技術(shù)人員制備出了改性的脲醛樹脂固砂劑，在對(duì)現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)際應(yīng)用情況進(jìn)行分析之后，選用何時(shí)數(shù)目的石英砂，將固化劑、交聯(lián)劑、增孔劑、脲醛樹脂之間的配合比進(jìn)行合理調(diào)控，有效的提升抗壓、抗折等機(jī)械強(qiáng)度指標(biāo)，并且還能夠通過比例的變化提升巖心的滲透性。

此外還有一些高效低價(jià)的脲醛樹脂固砂液，通過一些低成本的原料制成，其中主要為苯酚、氯化銨、水、甲醛、尿素，在使用這些原料的同時(shí)還需要將原油作為增孔劑，并且加入0.5%的偶聯(lián)劑ZH-55，再將一定量的鹽酸固化劑混合到其中，此項(xiàng)技術(shù)具有較高的成功率，并且有效期長(zhǎng)，可以在多種底層溫度較高的油井中使用。

1.2.2 呋喃樹脂防砂技術(shù)

呋喃樹脂防砂技術(shù)是當(dāng)前油田化學(xué)防砂技術(shù)中十分重要的一種，在實(shí)際的應(yīng)用中有著良好的固砂防砂效果，因此在油田中的應(yīng)用十分廣泛。此項(xiàng)技術(shù)還具備極強(qiáng)的調(diào)節(jié)性，在實(shí)際的使用過程中，可以通過加入一些添加劑對(duì)其性能進(jìn)行優(yōu)化，產(chǎn)生較強(qiáng)的化學(xué)吸附力，并且還能夠獲得較高的活性，做到對(duì)砂粒表面有效吸附，提升固砂防砂的有效性。除此之外在呋喃樹脂和固化劑產(chǎn)生融合之后，會(huì)出現(xiàn)良好的聚合反應(yīng)，能夠?qū)ι傲．a(chǎn)生較強(qiáng)的粘結(jié)作用。在聚合反應(yīng)過程中，其整個(gè)反應(yīng)過程比較激烈，并且化學(xué)物質(zhì)的分子量也會(huì)隨著反應(yīng)的進(jìn)行增加，在此同時(shí)分子的結(jié)構(gòu)也會(huì)隨著反應(yīng)的進(jìn)行發(fā)生變化，由原來的鏈?zhǔn)浇Y(jié)構(gòu)向網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)分子變化，此網(wǎng)狀分子結(jié)構(gòu)具備較強(qiáng)的不溶性。在發(fā)生反應(yīng)的過程中，材質(zhì)的性能不斷提升，強(qiáng)度也在不斷的增大，因此對(duì)于固砂的效果也會(huì)起到良好的促進(jìn)作用。根據(jù)以上特點(diǎn)可以看出，呋喃樹脂的使用簡(jiǎn)單，在油田的實(shí)際使用中也有著良好的效果，并且獲得了廣泛的認(rèn)可。

在蘭艾方等專業(yè)人員對(duì)呋喃樹脂改性之下，研發(fā)了一種用于熱采稠油井防砂的固砂劑。此種固砂劑主要組成成分包括了催化劑、吸附劑、抗高溫老化劑、改性呋喃樹脂、處理劑。在實(shí)際的應(yīng)用過程中，可以在紊流狀態(tài)之下充分的分散在水中，并且不會(huì)出現(xiàn)聚集沉降的現(xiàn)象。此種固砂劑使用的溫度范圍較廣，整體施工過程簡(jiǎn)單，實(shí)現(xiàn)了高效的固砂防砂。

1.2.3 酚醛樹脂防砂技術(shù)

在實(shí)際的油田生產(chǎn)過程中，若油田防砂的工作不夠全面，沒有達(dá)到開采的要求標(biāo)準(zhǔn)，那么將會(huì)給油田的開采帶來很大的不利影響。在樹脂防砂技術(shù)的發(fā)展過程中，隨著技術(shù)的不斷革新，也得到了大眾的認(rèn)可，此種防砂技術(shù)的主要原理是利用酚醛樹脂的粘結(jié)性，將其覆膜砂在石英砂的表面，利用物理方面的方式將酚醛樹脂材料進(jìn)行均勻涂抹，涂抹之后酚醛樹脂的特性也就加持在了石英砂之上。在操作過程中，由于石英砂表面具有酚醛樹脂，并且具有一定的粘性，因此在達(dá)到一定溫度之后會(huì)使得樹脂覆膜砂表面的樹脂材料出現(xiàn)軟化固結(jié)作用，保證了相關(guān)材料具備良好的滲透率和機(jī)械強(qiáng)度，在固砂防砂過程中起到良好的效果。其中ZHJ-A酚醛樹脂固砂劑經(jīng)過了實(shí)踐應(yīng)用，有著良好的應(yīng)用效果。其主要是使用100g粒徑為0.3-0.6mm石英砂，12%樹脂、25%-30%固化劑PV，將這些物質(zhì)結(jié)合最終形成一個(gè)有效的慮砂層，促進(jìn)了油田的穩(wěn)定生產(chǎn)。

1.2.4 糠醛樹脂防砂技術(shù)

在當(dāng)前的油田生產(chǎn)過程中，此項(xiàng)技術(shù)主要應(yīng)用在高泥質(zhì)砂巖油藏防砂以及粉細(xì)砂巖防砂治理中，并且在防砂過程中有著較好的效果，為油田的生產(chǎn)保駕護(hù)航，滿足了當(dāng)前的需求?？啡渲郎凹夹g(shù)也在不斷地發(fā)展中，許多技術(shù)人員都對(duì)此技術(shù)展開了一定的研究，例如有專業(yè)人士在實(shí)驗(yàn)過程中發(fā)現(xiàn)了新的糠醛樹脂防砂劑，主要是通過kh-550偶聯(lián)劑、糠醇--脲--甲醛樹脂等形成的糠醛脲甲醛樹脂固砂劑，這種固砂劑在實(shí)際的應(yīng)用過程中還具備良好的固砂防砂效果，其使用溫度大約在50-90℃，在這個(gè)溫度范圍之內(nèi)的流層中使用具備較好的應(yīng)用效果。但是在使用這種技術(shù)時(shí)，需要考慮到材料特殊性，使用之前侯凝一段時(shí)間，使用之后才能夠?qū)⒌讓拥纳肮探Y(jié)在一起，固結(jié)的砂則會(huì)形成具有高滲透率高強(qiáng)度的人工掩體，這種掩體能夠有效的防止砂體的滑動(dòng)，并且在產(chǎn)油過程中還能夠防止地層中的砂流向井筒，滿足了固砂、擋砂的要求。

1.3 水泥漿防砂技術(shù)分析

油田行業(yè)的發(fā)展過程中油井開采也在不斷的進(jìn)步，但是在進(jìn)步的過程中其中的問題也在不斷地放大，由于砂的存在對(duì)于油井的開采效率會(huì)產(chǎn)生很大影響，甚至還有可能會(huì)出現(xiàn)一些安全事故，因此防砂問題是當(dāng)前油田開采過程中十分重要的一個(gè)內(nèi)容。為了有效的解決這個(gè)問題，相關(guān)技術(shù)人員需要在油井開采過程中不斷地研究井筒內(nèi)的實(shí)際情況，根據(jù)數(shù)據(jù)分析，對(duì)防砂技術(shù)進(jìn)行合理的開發(fā)優(yōu)化，水泥漿技術(shù)是防砂技術(shù)中一種比較方便的技術(shù)，其中水泥砂漿也是采油過程中重要的材料，在防砂使用過程中由于防砂材料中的物質(zhì)不同，因此所產(chǎn)生的防砂效果也會(huì)有很大的不同。當(dāng)前比較常見的主要是多孔聚合物水泥材料防砂技術(shù)，是當(dāng)前水泥漿防砂技術(shù)的主要組成部分。

在實(shí)際的油田生產(chǎn)使用過程中，此項(xiàng)技術(shù)能夠?qū)τ途疂B流到橫截面以及滲流率進(jìn)行調(diào)節(jié)，根據(jù)實(shí)際情況需要加以適當(dāng)控制，從而對(duì)油井井壁進(jìn)行加固。在此同時(shí)還能夠防止油井內(nèi)部的巖石出現(xiàn)破壞的現(xiàn)象，能夠起到有效的保護(hù)作用，是一種新型的油井防砂技術(shù)，并且具備較好的固砂防砂性能。與傳統(tǒng)的油井防砂技術(shù)相比，此項(xiàng)技術(shù)在實(shí)際的應(yīng)用過程中能夠明顯的看見防砂效果得到了提升，并且油井產(chǎn)量也得到了一定的改善。對(duì)于水泥砂漿防砂技術(shù)的研究一直都在進(jìn)行，許多專業(yè)技術(shù)人員都投身其中，部分技術(shù)人員還使用過泡沫水泥漿的配方。在當(dāng)前技術(shù)的快速發(fā)展之下，多孔聚合物水泥材料防砂技術(shù)在實(shí)際應(yīng)用過程中具有很大的價(jià)值，并且是一種比較先進(jìn)的油井防砂技術(shù)，良好的效果使其在許多油田中都有應(yīng)用。此種技術(shù)通過對(duì)油井滲流道橫截面積和滲透率的改變，對(duì)油井井壁進(jìn)行加固，增強(qiáng)油井生產(chǎn)過程的穩(wěn)定性，并且還具備較長(zhǎng)的防砂固砂周期，給油田的長(zhǎng)期生產(chǎn)提供了保障。

泡沫水泥漿配方包括了57%的標(biāo)準(zhǔn)油井水泥、0.4%粒度為100-200目的AI粉以及1.2%NAOH固體，通過混合調(diào)配使用在油井的生產(chǎn)過程中。此種泡沫水泥漿配方具備良好的抗折強(qiáng)度和抗壓強(qiáng)度，并且孔隙度和滲透率都得到了有效的優(yōu)化，在油田的油井開采現(xiàn)場(chǎng)中使用效果良好。

2 化學(xué)防砂工藝發(fā)展前景

2.1 實(shí)現(xiàn)膠結(jié)劑、助劑、處理劑等組合的優(yōu)化

在當(dāng)前的化學(xué)防砂技術(shù)實(shí)際應(yīng)用過程中，可以通過對(duì)相關(guān)的化學(xué)劑使用進(jìn)行優(yōu)化，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)技術(shù)整體水平的提升。輔助化學(xué)劑以及配套的地層化學(xué)處理劑可以有效的提升化學(xué)防砂效果，并且具有明顯的化學(xué)和物理性質(zhì)，這些化學(xué)劑的使用會(huì)給防砂效果帶來很大的提升。因此，可以對(duì)這些化學(xué)助劑的性質(zhì)進(jìn)行綜合性分析，選擇合適的比例，探討最適宜的組合配比，實(shí)現(xiàn)化學(xué)防砂工藝的優(yōu)化提升，這是當(dāng)前化學(xué)防砂技術(shù)發(fā)展的一個(gè)主要方向，通過對(duì)化學(xué)輔助劑的優(yōu)化實(shí)現(xiàn)技術(shù)應(yīng)用效果的提升。

2.2 研發(fā)高固結(jié)強(qiáng)度樹脂

在化學(xué)防砂工藝技術(shù)的研究過程中，相關(guān)單位應(yīng)加大對(duì)原料選擇的研發(fā)力度?？梢赃x擇一些固化強(qiáng)度較高的樹脂，但是在選擇時(shí)技術(shù)人員需要與實(shí)際情況結(jié)合，一方面要滿足油井生產(chǎn)的基本需求，另一方面還要保證技術(shù)的應(yīng)用效果能夠長(zhǎng)期有效，這樣才能夠做到技術(shù)的合理提升。當(dāng)前，科技人員也成功研發(fā)了一些高固結(jié)強(qiáng)度的樹脂，其中包括了無機(jī)硅樹脂、無機(jī)膠結(jié)劑等。對(duì)于這些新原料的應(yīng)用需要根據(jù)實(shí)踐效果總結(jié)，逐漸的投入到大面積的生產(chǎn)使用中。

3 結(jié)束語(yǔ)

為了減少油田開采過程中油井出砂現(xiàn)象的出現(xiàn)，在管理方面，企業(yè)單位需要加強(qiáng)勘察工作，根據(jù)油層油井的具體情況，選擇適合的開采措施和固井完井方式，從而完善出砂層的管理。此外，技術(shù)人員還需要對(duì)開采工藝進(jìn)行合理應(yīng)用，根據(jù)不同情況采用相應(yīng)的防砂技術(shù)，對(duì)油井井壁進(jìn)行穩(wěn)定，做好防砂固砂工作，保證油井的穩(wěn)定生產(chǎn)。

參考文獻(xiàn)：

[1]郭茂野.油田化學(xué)防砂技術(shù)研究探討[J].當(dāng)代化工研究，2019（15）：3-4.