泛溫涂敷砂防砂工藝現場應用效果分析

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，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、注水井注不進等問題，嚴重還會導致地層坍塌引起套變，最終造成井筒報廢，油水井長期停產。由于出砂井太多、井況復雜、防砂資金有限，而一般的機械防砂對套管要求較高，后期井筒處理難度大，且施工費用高，無法大面積推廣應用。而化學防砂技術施工簡便，不需留下任何裝置，但因化學劑在油層條件下隨著時間會老化，有效期較短。該廠引進泛溫涂敷砂防砂工藝技術，初見成效，有效期較長。筆者通過綜合評價方法對應用井效果進行分析評價，并對防砂后的參數進行優化，為該技術的推廣應用提供決策依據。

1 泛溫涂敷砂防砂工藝

1.1 技術原理

在一定粒徑的石英砂表面通過物理化學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生作用，使接觸的顆粒相互粘結并逐漸固化，形成具有高強度和良好滲透性的人工井壁，從而起到防砂作用。

圖1 雙組份砂膠結示意圖

1.2 技術指標

選用石英砂粒徑范圍在0.4～0.8mm，膠結后井壁滲透率在20～40 Darcy，可適應環境溫度30℃～200℃范圍內的化學防砂。實驗不同溫度下覆膜砂固化時間及抗剪切強度變化情況（表1）。

表1 不同溫度下覆膜砂固化時間及強度變化統計表

2 現場應用及防砂后參數優化

2.1 現場應用情況及效果評價

2017年在華北油田某采油廠實驗1口井取得成功，2018年推廣應用6口井，均取得不同成效，其中3口井為出砂停產井，累計恢復油量508噸，最長有效期已達368天。

為了能進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、增產效果、改善井底流動條件三個方面進行綜合評價，計算得出每口井防砂效果綜合評價指標M，并繪制出綜合評價結果示意圖，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防砂后生產參數優選

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，有必要對油井產量進行控制。油井防砂后的日產液量應滿足兩個條件：一是要大于最小攜砂排量；二是要小于臨界出砂產量，這樣才能達到既可以排出井筒內浮砂，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量計算并結合單井實際生成狀況綜合考慮，選擇合適的生成參數，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 防砂作業井效果統計表

2.3 防砂后管柱結構優選

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，但考慮到防砂施工后，井筒內殘留的覆膜砂不能保證全部排出，為防止隨著油流進入泵筒，造成卡泵現象，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油口，將覆膜砂擋在井筒以外。

3 典型井現場施工情況

W20-1井，2014年7月投產，產量6.7/0.9t。2015年11月18日因井卡作業，作業發現：泵筒及泵上第1根油管內堵滿地層砂，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，已關井910天。

2018年確定采用泛溫涂敷砂防砂工藝技術實施地層防砂，經過沖砂、打鉛印、撈砂、驗套等一系列工序后，9月28日正式防砂施工。現場施工中發現該井漏失嚴重，當正注攜砂液入52 m3后，最高泵壓僅為1MPa，而此時已使用砂子4.1m3，因此現場及時調整方案，加大砂比，將砂比由5%上調至15%，之后泵壓上升，同時套壓也上升至20MPa，判斷砂子進入油套環空，立即采用套管反擠，用液1.2方后洗通。最后接管線進15m3池子，反循環洗井，替出井內多余的石英砂后關井候凝48小時，防砂施工。10月13日開井，因該井井漏嚴重，作業過程入井液較多，經過21天的排液期后，油量基本恢復正常水平，目前日產5.7方，日產油0.7噸，累計117噸，防砂成功。

4 室內試驗

為了驗證涂敷砂的膠結性及滲透性，技術人員做了簡易的室內實驗，對涂敷砂砂柱進行性能測定。將涂敷砂灌入容器中，加水候凝后觀察半年，涂敷砂柱仍然膠結致密，無松散現象。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 論

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

（1）泛溫涂敷砂防砂工藝技術能夠滿足現場需求，具有良好的擋砂、增產等效果。

（2）實施后對油層滲透率影響很低。

（3）涂敷砂膠結性能好，不易松散，較其他化學防砂方法有效期長。

（4）防砂施工后要優選合理生產參數和管柱結構，保證施工效果。