泛温涂敷砂防砂工艺现场应用效果分析

江淑丽

（中国石油华北油田分公司第四采油厂 河北廊坊 065000）

华北油田主要以砂岩油田为主，随着油田的长期开发，各采油厂大部分油田均存在地层出砂的问题。出砂不仅容易引起采油井卡泵、砂埋油层、注水井注不进等问题，严重还会导致地层坍塌引起套变，最终造成井筒报废，油水井长期停产。由于出砂井太多、井况复杂、防砂资金有限，而一般的机械防砂对套管要求较高，后期井筒处理难度大，且施工费用高，无法大面积推广应用。而化学防砂技术施工简便，不需留下任何装置，但因化学剂在油层条件下随着时间会老化，有效期较短。该厂引进泛温涂敷砂防砂工艺技术，初见成效，有效期较长。笔者通过综合评价方法对应用井效果进行分析评价，并对防砂后的参数进行优化，为该技术的推广应用提供决策依据。

1 泛温涂敷砂防砂工艺

1.1 技术原理

在一定粒径的石英砂表面通过物理化学方法分别均匀涂敷一层树脂和固化剂，形成双组份砂。树脂砂及固化砂通过混砂车搅拌均匀后，由清水或携砂液携带泵入地层，在地层温度、压力等条件作用下，树脂砂外表面的树脂和固化砂发生作用，使接触的颗粒相互粘结并逐渐固化，形成具有高强度和良好渗透性的人工井壁，从而起到防砂作用。

图1 双组份砂胶结示意图

1.2 技术指标

选用石英砂粒径范围在0.4～0.8mm，胶结后井壁渗透率在20～40 Darcy，可适应环境温度30℃～200℃范围内的化学防砂。实验不同温度下覆膜砂固化时间及抗剪切强度变化情况（表1）。

表1 不同温度下覆膜砂固化时间及强度变化统计表

2 现场应用及防砂后参数优化

2.1 现场应用情况及效果评价

2017年在华北油田某采油厂实验1口井取得成功，2018年推广应用6口井，均取得不同成效，其中3口井为出砂停产井，累计恢复油量508吨，最长有效期已达368天。

为了能进一步直观地看出防砂效果，采用防砂效果评价体系分别从挡砂效果、增产效果、改善井底流动条件三个方面进行综合评价，计算得出每口井防砂效果综合评价指标M，并绘制出综合评价结果示意图，4口井效果很好，1口井效果一般，1口井时间短无法评价，防砂有效率71.4%。

2.2防砂后生产参数优选

临界流速超过临界出砂流速后，出砂量随流速增加而增加。因此，有必要对油井产量进行控制。油井防砂后的日产液量应满足两个条件：一是要大于最小携砂排量；二是要小于临界出砂产量，这样才能达到既可以排出井筒内浮砂，避免卡泵，又能够防止地层大量吐砂，延长防砂有效期的目的。通过最小携砂排量及临界出砂产量计算并结合单井实际生成状况综合考虑，选择合适的生成参数，确定小泵径：一般采用d32mm或d38mm抽油泵；小冲次：一般为2次/分，不超过4次/分。

表2 防砂作业井效果统计表

2.3 防砂后管柱结构优选

防砂后井口体积和含砂率均得到控制，无需再采用防砂泵生产，但考虑到防砂施工后，井筒内残留的覆膜砂不能保证全部排出，为防止随着油流进入泵筒，造成卡泵现象，可以考虑采用缝宽为0.2mm的割缝筛管或滤砂除气装置作为进油口，将覆膜砂挡在井筒以外。

3 典型井现场施工情况

W20-1井，2014年7月投产，产量6.7/0.9t。2015年11月18日因井卡作业，作业发现：泵筒及泵上第1根油管内堵满地层砂，砂埋全部油层。冲砂井段1807.6～1897.37m。2016年1月19日再次井卡，因无合适的防砂措施，已关井910天。

2018年确定采用泛温涂敷砂防砂工艺技术实施地层防砂，经过冲砂、打铅印、捞砂、验套等一系列工序后，9月28日正式防砂施工。现场施工中发现该井漏失严重，当正注携砂液入52 m3后，最高泵压仅为1MPa，而此时已使用砂子4.1m3，因此现场及时调整方案，加大砂比，将砂比由5%上调至15%，之后泵压上升，同时套压也上升至20MPa，判断砂子进入油套环空，立即采用套管反挤，用液1.2方后洗通。最后接管线进15m3池子，反循环洗井，替出井内多余的石英砂后关井候凝48小时，防砂施工。10月13日开井，因该井井漏严重，作业过程入井液较多，经过21天的排液期后，油量基本恢复正常水平，目前日产5.7方，日产油0.7吨，累计117吨，防砂成功。

4 室内试验

为了验证涂敷砂的胶结性及渗透性，技术人员做了简易的室内实验，对涂敷砂砂柱进行性能测定。将涂敷砂灌入容器中，加水候凝后观察半年，涂敷砂柱仍然胶结致密，无松散现象。将容器中剩余水排出，在容器底部钻出多个孔眼，从容器上方倒入250ml清水，记录水全部流出时间需54秒，可见涂敷砂对渗透率几乎无影响。

5 结 论

通过效果分析评价确立了一条防砂新途径，为该项技术的推广应用提供了理论支撑。同时得出以下结论：

（1）泛温涂敷砂防砂工艺技术能够满足现场需求，具有良好的挡砂、增产等效果。

（2）实施后对油层渗透率影响很低。

（3）涂敷砂胶结性能好，不易松散，较其他化学防砂方法有效期长。

（4）防砂施工后要优选合理生产参数和管柱结构，保证施工效果。