油田化学防砂技术综述

孙睿

这些区块呈现的特征是出砂的套变油井逐年增多，出砂粒径逐年变细，出砂量逐年增多。其中锦45块和锦7块由于成岩作用差，胶结疏松，油井出砂极为严重。机械防砂、压裂防砂、螺杆泵排砂等防排砂技术受井下工具的限制，均不适用于出细粉砂油井和套变油井防砂，而化学防砂具有其他防砂措施不可替代的优越性，具有固化强度高、有效期长、对地层伤害性小、施工简便的特点，所建立的人工井壁能有效地阻挡地层出砂，具有普遍性，能很好地解决各种油井防砂问题，是解决套变油井和出细粉砂油井防砂难题的有效方法。

1化学防砂技术的发展历程

锦州油田已开发15年，油井出砂一直是影响油田开发水平提高的主要因素之一，代写毕业论文化学防砂技术的应用和发展在油田开发中起了至关重要的作用。1992年至2005年期间化学防砂技术的发展可分为四个阶段。

(1)1992年至1995年，在稀油和稠油区块分别使用以长效黏土稳定剂为主的FSH290l稀油固砂剂和以无机物为主的BG-1高温固砂剂。

(2)1996年至1997年，稠油井化学防砂技术有了新突破，先后开发并研制了含有有机成分的三氧固砂剂、高温泡沫树脂和改性呋喃树脂溶液防砂剂。

(3)1998年至2002年，以具有溶解和溶合作用的氟硼酸综合防砂技术代替长效黏土稳定剂成为稀油井化学防砂技术的主流，以含有水泥添加剂的有机硅固砂剂代替了三氧固砂剂。

(4)2003年至2005年，改性呋喃树脂防砂技术由于有效率较高和有效期较长，代写医学论文成为化学防砂技术的主流，其余早期的化学防砂技术不再使用，同时LH-1高强度固砂剂防砂技术通过了现场试验。

2化学防砂技术的应用效果

2.1FSH-901稀油井固砂剂防砂技术

(1)防砂机理。FSH-901固砂剂主要成份为线性的高分子阳离子型聚合物N2胺甲基聚丙烯酰胺，这种聚合物中阳离子与黏土晶格中的阳离子发生交换作用，中和黏土表面的静电荷，消除黏土片层间的排斥力，使黏土呈吸缩状态，阻止黏土膨胀引起砂粒运移。由于与黏土发生交换的阳离子是连接成链状的，可在黏土颗粒表面形成强大的吸附膜，包裹黏土颗粒，使黏土颗粒与泥砂颗粒牢固地黏结在一起，又可防止其他阳离子的侵入和交换，达到固砂和防止油层出砂的目的。

(2)应用效果。1992年至1997年，使用FSH-901稀油井固砂剂总计施工136井次，有效107井次，有效率78.7％。

2.2BG-1高温固砂剂防砂技术

(1)防砂机理。该高温固砂剂是以含钙的无机化合物为主体，加入有机硅化物及分散剂，经密闭表面喷涂工艺处理制得的白色粉末状固体颗粒。在快速搅拌下将该剂分散在水介质中，配制成微碱性的悬浮液，在注汽条件下挤入井内，其中的硅化物在井筒近井地带高温表面发生脱水反应，将地层砂牢固地结合在一起，从而达到固砂的目的。

(2)应用效果。1992年至1995年，使用BG-1高温固砂剂总计施5279井次，有效63井次，有效率79.7％。

2.3三氧固砂剂防砂技术

(1)防砂机理。三氧固砂剂由粉状氢氧化钙、碳酸钙、甲基三乙氧基硅烷，二甲基二乙氧基硅烷、分散剂、助乳化剂及其他助剂组成。承载于氢氧化钙和碳酸钙上的乙氧基硅烷在高温条件下遇水分解，乙氧基变为硅醇基，硅醇基与砂粒表面的氢氧基(－OH)之间和硅醇基相互之间发生脱水缩合反应，硅醇基与钙化合物之间也会发生某些反应，其结果是砂粒和钙化合物颗粒之间形成网状结构的有机硅大分子，使松散的砂粒胶结在一起。

(2)应用效果。1996年至1997年，使用三氧固砂劑总计施工98井次，有效81井次，有效率82.7％。

2.4高温泡沫树脂防砂技术

(1)防砂机理。当高温可发泡树脂液挤入地层后，一部分树脂液在砂粒之间吸附而形成胶结点，树脂固结后将地层砂固结；进入地层亏空处的另一部分树脂在发泡剂作用下发泡并形成固体泡沫挡砂层，起人工井壁的作用。这一技术是高温树脂固砂与固体泡沫人工井壁防砂的结合。

(2)应用效果。1997年，使用高温泡沫树脂总计施524井次，有效2井次，有效率50％。

2.5氟硼酸综合防砂技术

(1)防砂机理。氟硼酸可水解产生HF，即BF⁴+H²O=BF³OH+HFBF³OH阴离子可进一步依次水解成BF²(OH)²-、BF(OH)³-、H³BO³，同时产生HF。各级水解生成的HF与砂岩中的黏土和地层骨架矿物颗粒的反应为HF+A12S²SiO¹⁶(OH)²H²SiF⁶+AIF³+H²O与此同时，羟基氟硼酸和硼酸亦与地层矿物颗粒如高岭石反应，生成硼硅酸盐和硼酸盐。硼硅酸盐可将小片黏土溶合在一起，阻止其分解和运移，使氢氟酸进一步与地层骨架矿物反应。在这些反应中，黏土中的铝生成取决于F-的某种氟铝酸盐络离子而溶解在溶液中。在矿物表面富集了硅和硼，在硅酸盐和硅细粒上则形成非晶质硅和硼硅玻璃的覆盖层，溶合成骨架，使颗粒运移受阻。

(2)应用效果。1998年至2002年，使用氟硼酸综合防砂技术总计施工130井次，有效106井次，有效率81.5％。

2.6YL971有机硅固砂剂防砂技术

(1)防砂机理。该固砂剂能改变黏土表面的电荷性质，其中的主体成份聚合物还能与地层中的硅氧结构矿物(包括黏土中的硅氧结构矿物和砂砾中的SiO²)反应，形成牢固的化学键；同时在油层条件下固砂剂分子之间相互交联，形成牢固的网状结构，既稳定了胶结物，又固结了疏松砂粒。

(2)应用效果。1998年至2002年。使用YL97l有机硅固砂剂总计施工89井次，有效76井次，有效率85.4％。