聚驅油井壓裂樹脂砂固砂規律試驗

大慶技師學院

聚驅油井壓裂樹脂砂固砂規律試驗

劉莉嬌大慶技師學院

為進一步掌握樹脂砂固砂工藝的固結性能與環境溫度、固化時間的關系，開展了采油井壓裂樹脂砂固砂規律試驗研究。實驗研究表明，隨著樹脂砂的膠結時間的增長，膠結強度逐漸增大，不同溫度下，溫度越低樹脂砂的膠結速度越快，但最終膠結強度相對較??；溫度越高，膠結速度越慢，但最終膠結強度相對較大。確定壓裂后擴散時間至少為6 h，有效減少了壓裂井趟井時間；改進了樹脂砂固砂工藝和工序，可指導壓后活動管柱的準確時間，避免了因活動管柱過早造成壓裂砂返吐使裂縫口閉合的問題。

樹脂砂；膠結規律；壓裂；防砂

近年來，樹脂砂固砂工藝在聚驅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展支撐劑用量優化研究以來，為防止壓裂井出砂、保證壓裂增油效果，有效延長壓裂井有效期起到了關鍵作用。

樹脂砂固砂工藝的機理主要取決于表面的樹脂層，而樹脂層的固結性能跟環境溫度和固化時間有關。為進一步掌握樹脂砂固砂工藝的固結性能與環境溫度、固化時間的關系，開展了采油井壓裂樹脂砂固砂規律試驗研究，以指導壓裂后活動管柱的時間及下泵投產時間，保證樹脂砂的膠結質量，提高油井時率，提高壓裂增油效果，延長壓裂有效期。

1 樹脂砂固砂效果規律

（1）壓裂層縫溫變化規律。在壓裂施工過程中，壓裂液和地層之間存在不穩定熱交換，沿裂縫長度方向上，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，所以裂縫內的液體溫度沿縫長方向不斷升高。由于現場施工樹脂砂固砂半徑一般為12m，壓裂停泵后固砂半徑內溫度由原始地層溫度（45℃左右）下降到25～33℃。壓裂施工結束后，為了保證裂縫口閉合需要擴散4 h，使樹脂砂初步膠結，避免活動管柱時壓裂砂返吐。壓裂擴散4 h內，裂縫口溫度從25℃恢復到36℃?？p口溫度恢復到40℃以上至少需要10 h。

（2）樹脂砂膠結規律。樹脂砂在35℃時，初膠結速度相對較快，壓裂擴散4 h后，膠結強度達到0.29 MPa，但最終膠結強度相對較低，僅為1.05 MPa；樹脂砂在42℃條件下，壓裂擴散4 h后，膠結強度為0.22 MPa，最終膠結強度為1.33 MPa；樹脂砂在55℃條件下成膠速度相對較慢，壓力擴散6 h后，膠結強度為0.30MPa，但最終膠結強度最高，可達到2.61MPa。隨著樹脂砂膠結時間的增長，膠結強度逐漸增大，不同溫度下，溫度越低樹脂砂的膠結速度越快，但最終膠結強度相對較??；溫度越高，膠結速度越慢，但最終膠結強度相對較大。

2 樹脂砂固砂現場試驗

（1）樹脂砂固砂工藝調整。對于大砂量井，根據采出液含聚濃度和產液量，適當增加尾追的樹脂砂量，同時降低樹脂砂砂比（40%降低30%），擴大固砂半徑。采出液含聚濃度在200mg/L以下，預計日產液在50m3以上的井，尾追樹脂砂1.43m3，固砂半徑11m，樹脂砂砂比40%；采出液含聚濃度為200～600mg/L的油井，尾追樹脂砂1.43m3，固砂半徑12m，樹脂砂砂比30%；采出液含聚濃度為600mg/L以上的油井，若預產在120m3以下，尾追樹脂砂1.59 m3，固砂半徑13 m，樹脂砂砂比40%；若預計日產液在120m3以上，尾追樹脂砂2.15m3，固砂半徑15m，樹脂砂砂比30%。

（2）樹脂砂固砂時間判定。根據裂縫閉合壓力與地層壓力的差值，同時結合樹脂砂的初膠結時間，確定壓裂井壓力擴散時間，保證裂縫充分閉合，避免返排時壓裂砂被壓裂液攜帶出裂縫?，F場以9—SP1932井為例，進行了停泵后壓降曲線的監測。該井滲透率在0.028～0.166μm2之間，地層壓力12.59MPa，停泵壓力14.8MPa，壓力擴散5 h后趨于平緩。

（3）樹脂砂固砂工序調整。調整步驟為：①壓裂施工完成后，根據壓裂層條件和停泵壓力與地層壓力差確定擴散時間，并進行壓力擴散；②壓力擴散后，放噴返排，但是要求控制返排速度，避免起管柱時的抽吸力與生產壓差引起樹脂砂返吐；③起出壓裂管柱后，按照下泵工藝設計方案直接下泵，并完井膠結72 h后，通知采油隊開井生產。

（4）現場試驗。通過理論研究及固砂工藝的完善，現場試驗聚驅油井47口，壓裂擴散前后平均單井砂柱差1.1 m，見到了較好的防砂效果；同時，為了驗證防砂效果，選取3—P3128、5—P363井化驗了壓裂投產15 d后采出液的含砂量，均小于1%。

3 結語

實驗研究表明，隨著樹脂砂的膠結時間的增長，結強度逐漸增大，不同溫度下，溫度越低樹脂砂的膠結速度越快，但最終膠結強度相對較??；溫度越高，膠結速度越慢，但最終膠結強度相對較大。確定壓裂后擴散時間至少為6 h，有效減少了壓裂井趟井時間；改進了樹脂砂固砂工藝和工序，可指導壓后活動管柱的準確時間，避免了因活動管柱過早造成壓裂砂返吐使裂縫口閉合的問題。

（欄目主持 楊軍）

10.3969/j.issn.1006-6896.2015.1.007