HY水井防砂技术在林樊家油田的应用

摘要：在开发中后期，林樊家油田受注水水质差以及分层注水工艺的限制，在水井上不宜应用机械防砂工艺；而以前采用的化学防砂材料固结强度低，不适应长井段水井防砂，防砂效果差。同时，对于长井段、层间差异大的油井防砂，采用单一的化学防砂工艺防砂效果差，防砂成功率低。为此，我们采用了新型的HY化学防砂材料，改善了林樊家油田油水井防砂效果，为类似常规稠油油藏的高效开发提供了宝贵的经验。

关键词：林樊家油田 开发中后期 HY化学防砂材料 水井防砂处理

林樊家油田为细、粉细砂岩和粉砂岩油藏，主力油层为馆陶组地层砂粒度中值为0.09mm，泥质含量6-32%。目前处于中后期开发阶段，油水井出砂严重，地层亏空加大，防砂难度大。水井机械防砂不适应油田开发需要，而对于长井段、层间差异大的油井，采用单一防砂工艺防砂效果差。因此，我们研制了HY化学防砂材料，提高了油水井防砂成功率，改善了油田开发效果。

1 林樊家油田化学防砂工艺应用情况及存在问题

1.1 林樊家油田化学防砂工艺应用情况

化学防砂工艺具有施工简便、便于后期处理等特点，在出砂油藏油水井防砂中，始终占有一席之地。林樊家油田开发初期到中期，采用酚醛树脂、脲醛树脂等化学防砂12井次，防砂成功率81.8%，有效率66.7%，有效期平均为4-5个月。

1.2 化学防砂工艺存在的问题

（1）树脂防砂材料不适用于油水井后期防砂。林樊家油田已到了中后期开发阶段，由于地层亏空严重，部分井地层骨架已遭到破坏，采用单一的液体化学剂固砂，不能有效地弥补地层亏空，防砂效果差。

（2）不适合长井段油水井防砂，有效期较短。

（3）由于部分涂料砂在高压充填过程中易发生破碎，造成堵塞，导致部分水井防砂后注水效果差、油井产能低。

2 HY新型防砂材料防砂机理

HY型油水井防砂材料是由液固两相组成。液相是以合成高分子材料为主体的可流动的胶状粘稠液体，是一种良好的粘结剂，具有较好的流动性，在特定的催化剂的作用下能与石英砂和固相材料很好固结；固相为一种合成的特殊固体纤维，其形成的固结体为网状结构，具有很好的收缩性和毛细管性能，密度与液相相近，能较好地分散于液相中，这样就保证在施工管线中的正常携带。同时在液相中还掺入了不参与反应的组份，这一组份在固结体形成的过程中起到增孔作用，保证了固结体系有较好的渗透性。

防砂材料被泵送到地层，固相材料填充已亏空的地层和堆积于井壁附近；液相为胶结剂，一部分液相材料固结填充和堆积井壁附近的固相材料，在井壁附近形成具有较高强度和较好渗透性能的挡砂人工井壁；另一部分液相把井壁附近的疏松砂粒固结住，避免井壁附近的疏松砂粒运移流入井筒，达到有效地防止地层出砂的目的。另外，由于固相材料不是刚性体，而是成网络状的柔性体，它具有独特的堆积性，它不易被挤入地层和推远，能填充井壁附近已亏空的地层和堆积、滞留于井壁附近，在施工过程中起暂堵作用，使液态防砂材料能均匀地进入到各射孔井段中，固结后在井壁附近形成一个具有渗透性好、强度高、纵向连续均匀的人工防砂井壁，保证了防砂材料能最有效地、均匀地波及到各个射孔层段。

3 HY新型防砂材料的室内性能评价

3.1 实验材料

（1）固相材料：

林樊家油田地层砂粒度中值为0.09-0.12mm，考虑到固相材料形状不规则，选择0.5-1.5mm的固相材料。

（2）液相材料（高分子材料）：原液密度1.10-1.20g/cm3。

（3）基本配方：固相材料和液相材料之比为1：0.6。

3.2 防砂材料稳定性试验

在500ml的烧杯中按基本配方比例配好200ml防砂材料，搅拌均匀后倒入500ml的量筒中，观察液固两相的悬浮稳定性，结果10小时内能保持较好的悬浮稳定性，满足现场施工要求。同时，由于HY防砂材料液固两相密度接近，固体携带比可达60%以上，可进行高砂比充填。

3.3 防砂材料强度试验

（1）温度对固结强度的影响

在不同的温度下，固结两天，固结温度对强度影响不明显。

（2）时间对固结强度的影响

在选择的时间范围内，随着时间增加，其抗折强度有所增加，但增加的程度越来越平缓，试样在12h内固结强度可达到2.3MPa。

（3）液体介质浸泡对固结强度的影响

固结砂样在不同介质中浸泡后，强碱和强酸对其性能有破坏作用，而采出水、卤水对其强度基本没有破坏作用。

3.4 不同温度对防砂材料固化速度影响。

为了适应现场施工需要，进行了温度对防砂材料固化速度试验，结果温度越高，固化越快，液体在30℃的静态条件下，试样可在4个小时内不固化，在60°C温度中可保证一个多小时才固化。因此本配方能适应现场施工的要求。

3.5 液体材料胶结地层砂的性能

液相材料固结地层砂的性能测试结果较好，用于该材料的树脂对地层砂有较好的固结强度及较高的渗透率。

4 HY新型防砂材料在林樊家油田的适应性

（1）固结温度适合林樊家油田地层。在林樊家油田地层温度50℃条件下，HY防砂材料固结地层砂后有较高的固结强度和渗透性，试样抗折强度大于3.0MPa，渗透率大于2.0um2；

（2）HY防砂材料液固两相密度接近，便于泵送，既适合高砂比（固相携带比40%-60%）充填地层亏空地带，形成较高强度的人工井壁，又具有固结地层疏松砂砾的作用。

（3）HY防砂材料具有一定的暂堵性，在林樊家油田长井段油水井防砂施工中具有一定的优点。由于固相材料独特的可塑特性，它形成的固结体具有一定的暂堵作用，在林樊家油田水井防砂及非均质油井的防砂预处理中有较好的适应性。

5 推广应用效果

2006-2008年，在林樊家油田应用HY防砂材料26井次。其中，实施水井防砂14井次，防砂成功率100%，防砂有效率100%，累计注水11.8206×104m3，防砂后出砂严重的水井作业周期由平均6个月提高到了23个月以上，有效地减轻了水井作业工作量。在层间差异较大、层间压力不平衡油井的防砂预处理中，共施工了12井次，达到了封堵低压层、固结地层砂、抑制地层砂回吐堵塞防砂管的目的，有效地提高了防砂成功率和防砂后油井产能。

6 认识与结论

（1）HY新型防砂材料具有较高的固结强度和渗透率，防砂有效期较长，能够有效地提高防砂成功率，适合林樊家油田水井防砂和油井预处理。

（2）HY防砂材料的试验成功，为林樊家油田水井分层注水奠定了基础。

（3）HY型防砂材料施工简便、成功率高、成本低，在常规稠油出砂油藏油水井防砂中具有一定的推广价值。

参考文献

[1]万仁溥，罗英俊.采油技术手册（第七分册）.北京：石油工业出版社，1998：72-82，69-74

[2]张琪，万仁溥.采油工程方案设计. 北京：石油工业出版社，2002：310-311，316-317