超细粉状固砂剂在超稠油开发中的应用研究
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摘 要：稠油生产出砂是制约稠油油藏进一步开发的重要因素。结合目前稠油防砂工艺特点，本文提出了一种新型化学防砂技术――超细粉状固砂剂。采用该技术在提高井壁稳定性、胶结地层中疏松颗粒物的同时，有效解决了传统固砂剂造成的储层渗透率降低等问题，在现场应用中取得了良好的效果。本文通过介绍超细粉状固砂剂的防砂机理及现场应用情况，为超稠油开发防砂技术提供了技术指导。
关键词：超稠油 防砂 超细粉状固砂剂
稠油生产出砂是稠油开采过程中遇到的重要问题之一。目前，国内外在超稠油开发过程中，均采用稠油热采技术实现超稠油的经济开发。但是在超稠油热采过程中，易造成油井出砂[1]，从而使得油井修井频繁，造成生产效率和热能利用率低下，严重制约着油田的开发水平及效益的提高。
在稠油防砂工艺中主要有机械防砂和化学防砂两种。目前机械防砂主要有两大类：一类是下入防砂管柱挡砂，如割缝衬管、绕丝筛管、胶结成型的滤砂管、双层或多层筛管等。这类防砂方法简单易行[2]，但效果差，寿命短。原因是防砂管柱的缝隙或孔隙易被进入井筒的细地层砂所堵塞，且在稠油生产过程中容易被胶质、沥青质等物质堵塞缝隙或孔隙。另一类是下入防砂管柱后再进行充填，充填材料多种多样。最常用的是砾石，还可用果壳、果核、塑料颗粒、玻璃球或陶粒等[3]。这种防砂方法能有效地把地层砂限制在地层内，并能使地层保持稳定的力学结构，防砂效果好，寿命长。
化学防砂大致可分三类：一类是树脂胶结地层砂。可以用成品树脂注入地层，也可以在地层中合成树脂来胶结地层砂；第二类是人工井壁。人工井壁种类很多，如预涂层砾石、树脂砂浆、水带干灰砂、水泥砂浆、乳化水泥、树脂核桃壳等[4]。这些人工井壁材料都要通过管柱泵送到产层，并挤入套管以外的孔穴中去，形成密实充填，使地层恢复或部分恢复原始应力。待这些充填材料凝固，形成具有一定强度的挡砂屏障后，再把井筒中多余的充填物钻洗掉，使油、气井具备开井生产条件；第三类是其它化学固砂法，这一类方法制约条件多，使用不广泛，主要有以下几种：焊接玻璃固砂法、氢氧化钙固砂法、四氯化硅固砂法、水泥-碳酸钙混合液固砂法[5]、聚乙稀固砂法和氧化有机化合物固砂法。
总的来说，化学防砂适用于渗透率相对均匀的薄层段，但由于化学防砂对地层渗透率有一定伤害作用，成功率不如机械防砂[6]。因此，需要开发出一种新的方法来解决化学防砂中渗透率降低的问题。
一、超细粉状固砂剂作用机理研究
超细粉状高温固砂剂通过无机、有机两部分交联作用达到固砂目的。有机硅交联地层砂分三步完成。首先，有机硅氧烷水解生成硅醇，然后，硅醇缩聚生成线性或体型低聚物，最后，硅醇缩聚物通过硅氧键与砂粒表面相交联，将砂粒胶结在一起。无机钙粉胶结地层砂的机理是，在注蒸汽条件下地层中高温蒸汽呈强碱性，无机钙粉在碱性条件下析出Ca（OH）2，Ca（OH）2作用于砂粒表面将砂粒胶结。分散剂的作用是使固态粉末体系均匀分散在水中，保证使用时固相不在井筒中静沉。激活剂可以提高固化速度。
二、超细粉状固砂剂现场使用分析
针对超稠油生产过程中出砂严重这一生产特性，试验中对A-1和A-2井分别采用了超细粉状固砂剂进行现场使用。A-1和A-2井为超稠油生产井，目前主要采用蒸汽吞吐进行超稠油开发。在采用超细粉状固砂剂防砂之前，两井分别采用TBS筛管和激光割缝筛管进行防砂处理，生产过程中虽取得了阶段性效果，但由于受到颗粒直径的影响，无法阻挡细粉砂颗粒（见表2）
生产结果表明，在采用超细粉状固砂剂进行防砂后，A-1和A-2出砂情况大幅度降低，目前累增油267.1吨，其投资比为1：1.85。
三、结论
1.在超稠油生产过程中，机械防砂工艺由于施工可靠、成功率高而被广泛采用，但是不适用于防止细粉砂地层的出砂；
2.针对超稠油生产特征并结合油田实际地质情况，未来超稠油生产过程中将机械防砂和化学防砂相结合的复合防砂技术将得到广泛应用，该工艺能够弥补机械防砂的不足；
3.针对化学防砂易造成储层损害，使得渗透率降低这一难点，研究出超细粉状固砂剂，该固砂剂在满足防砂同时，还能降低化学防砂造成的储层损害。
参考文献：
[1] 李成军，邵先杰，胡景双，王萍，马平华. 浅层稠油油藏蒸汽吞吐出砂机理及影响因素分析[J]. 特种油气藏. 2008（04）.
[2] 毕长会，罗全民，李古正，朱义清，白新潮，张卫东. 机械防砂技术在河南稠油油田的应用[J]. 石油地质与工程. 2007（05）.
[3] 任芳祥，孙洪军，户昶昊. 辽河油田稠油开发技术与实践[J]. 特种油气藏. 2012（01）.
[4] 肖洲，练章华，陈勇，杨斌. 疏松砂岩层套管受力的有限元分析[J].钻采工艺. 2008，31（1）：102-104.
[5] 梁建宇. TBS防砂管在超稠油油井大修中的应用[J].特种油气藏.2002（06）.
[6] 刘理明，熊友明， 张俊斌，等. Haute Mer A 区块深水稠油油田防砂挡砂精度研究[J].石油钻采工艺.2013.3（53）：94-97
作者简介：程俊（1979――），男，湖北黄冈人，讲师，现就读于西安石油大学工程硕士，研究方向油气田开发。