陈 楠

（中国石油辽河油田分公司钻采工艺研究院，辽宁盘锦 124010）

辽河油田是国内最大的稠油生产基地，生产原油中60%为稠油，由于稠油黏度大、流动性差，稠油的开采方式主要为蒸汽吞吐热采。随着生产时间的延长，蒸汽吞吐轮次的采油效果越来越差，采出液中油水比达到1 ∶9的油井越来越多。为此需要一种更为有效的热力采油方式，油井将吞吐开采转换为蒸汽驱开采。根据已有实验统计，油井转换成蒸汽驱开采后，将新增30%采收率。在辽河油田齐40块进行的蒸汽驱先导试验取得了较好的效果，表明蒸汽驱技术是油井蒸汽吞吐生产后较好的替代技术[1]。由于稠油油藏地质上存在油藏埋藏浅，多为泥质胶结，胶结较为疏松，稠油油藏普遍存在着出砂的问题，再加上注入蒸汽对地层岩石骨架的破坏作用与稠油的拖曳作用，热力开采油藏出砂情况较为严重。为提高汽驱质量、保证汽驱效果，需要解决防砂问题。目前热采防砂技术具有耐高温能力，但存在防治有效期短的缺点。比如多轮次注汽后，防砂材料强度下降、防砂过滤单元堵塞、重复防砂施工等问题。对于汽驱井组来说，无论注气井还是产油井，都要经受成年累月的高温蒸汽环境，重新进行防砂施工对生产以及防砂工艺都会带来很多影响，甚至施工的可能性几乎没有，对防砂有效期的要求很高，急需研究适用于蒸汽吞吐、蒸汽驱井的长效的防砂技术[2]。

1 汽驱井组防砂原理

对于出砂的汽驱井组，不但要对生产井采取防砂措施，对注汽井也应采取防砂措施。本研究以化学压裂防砂为主要措施进行研究[3]。为了延长防砂有效期，提高热采油井防治效果，将热固性酚醛树脂以及耐热助剂以复杂的涂覆方式，涂覆到焦炭颗粒支撑剂上形成耐热树脂覆膜砂。由于焦炭颗粒支撑剂表面具有丰富的孔隙，树脂以及助剂涂覆时，会被孔隙吸收进焦炭颗粒内部，因此，相对于其他支撑剂，焦炭颗粒可涂覆更多的树脂，在极大提高树脂涂覆砂强度的同时使覆膜砂具有较高的渗透率。

2 室内实验研究

2.1 树脂砂覆膜及岩芯的制备

（1）实验材料

支撑剂为粒度0.45～0.9mm 石英砂；0.3～0.6mm 焦炭颗粒；热固性酚醛树脂；偶联剂；工业酒精；工业盐酸等。（2）树脂砂覆膜工艺

树脂覆膜砂的包覆工艺可分为冷包覆和热包覆两种。冷包覆加工比较简单，但包覆质量差，表现在涂覆率低、粉尘含量高、树脂砂的抗压强度及渗透率较低；热包覆加工比较复杂，但包覆质量好，表现为涂覆率高、粉尘含量低、能提高树脂砂的抗压强度和渗透率。表1是在原材料配比一致的情况下，采用不同的包覆方式测得的树脂砂实验数据。

表1 两种包覆方式下测定的树脂砂相关实验参数

从表1看出，热包覆树脂砂的最终抗压强度、渗透率等各项指标都明显好于冷包覆树脂砂。

（3）树脂砂覆膜温度

通过大量实验，总结出不同的包覆温度能够影响成品砂质量和成品率，温度过高，成品砂的树脂活性降低，固化强度下降；温度过低，破碎筛分困难，不利于加工，成品率低。表2是不同包覆温度下成品砂主要特点描述

表2 不同包覆温度下成品砂主要特点描述

分析实验结果，包覆温度过低时，树脂在支撑剂表面结块现象严重，树脂砂筛分困难，包覆温度过高时，树脂溶液无法进入焦炭颗粒内部孔隙，而是迅速在表面涂覆完成后堆积于表面上，造成抗压强度低，树脂砂筛分困难的问题。为了制备出符合要求的树脂砂，包覆温度应≤100℃。

（4）制备岩芯评价性能

将200g 耐热树脂涂覆砂倒入500mL 烧杯中，加入4%的稀盐酸溶液，搅拌1min 后，捞出树脂砂并装入一端带铜网的不锈钢筒中，另一端也盖上铜网，用中央带孔的螺丝拧紧不锈钢筒；完成后将带螺丝的钢筒一端深入3%酸液中，另一端用吸耳球把酸液吸入不锈钢筒中，密封后放到水浴中，温度35℃以上，固化48h，制成岩芯。

2.2 结果与讨论

（1）岩芯抗压强度及渗透性实验

岩芯的抗压强度和渗透率是油井防砂的最重要参数。油井地层是一个复杂的高压环境，在油井生产过程中，由于井内流体的拖拽作用、井下作业施工以及地层应力变化会造成固化强度较低的树脂涂覆砂破裂返吐，砂埋井筒，造成防砂措施无效。因此树脂涂覆砂在胶结固化后需要有较高的抗压强度。表3是树脂含量与岩芯抗压强度和渗透率的实验结果。

表3 树脂含量与岩芯抗压强度的实验数据表

从表3看出，树脂含量越高，岩芯的抗压强度越大，过高的强度固然理想，但岩芯的渗透率会大大降低，甚至失去过滤能力；而且过高的树脂含量也会增加成本。选择合适的强度，同时考虑渗透能力是本实验的最终目的。

（2）岩芯耐高温性能评价

将制得的多块岩芯放入高压釜中，在350℃恒温下，将耐热树脂涂覆砂制备成标准岩芯进行90d 耐热测试，90d 后取出岩芯，测得该岩芯渗透率为30.3μm2，抗压强度为9.5MPa，抗折强度在4.7MPa，各项性能指标较平稳，能够满足稠油蒸汽驱井组防砂的要求。

3 现场试验

3.1 施工工艺的选择

汽驱井组间应具备较好的连通性，而由于地质储层条件、采油工艺措施等原因会造成井组间的连通性具有差异性，与注汽井连通性好的油井注汽受益好，产液量增加；与注汽井连通性差的油井受益少，产液量减少或增产效果差。如蒸汽过早突破连通好的井，将降低蒸汽利用率，影响整个井组的采收率。

为此，在蒸汽驱井组化学压裂防砂措施施工设计时选用两种施工方式。在注汽连通性好、地层孔隙度高、渗透率好的井组上采用挤注充填防砂工艺，即降低施工排量，以小于地层破裂压力的方式将耐热树脂涂覆砂挤注填充到井内射孔炮眼及附近地层，形成防砂屏障；这种施工工艺成本也较低。对井组间连通性差、地层孔隙度小、渗透率较低的油井，提高施工排量，现场施工排量要≥2.5m3/min，以高于地层破裂压力的排量，压开地层裂缝，向地层裂缝以及裂缝周围填充耐热树脂涂覆砂。这种工艺在防砂的同时，有效改善了措施井近井地层的渗透率及连通性，在防砂的同时达到均衡生产的目的。

3.2 现场施工情况

欢127-17-31井是辽河油田欢喜岭采油厂欢127东块的一口生产井，生产井段778.2～816.7m，20.1m/7层，施工前该井频繁检泵，油层出砂严重，导致油层渗流能力差，注汽难受益，属于长停井，2015年2月14日实施压裂防砂措施，21—25日注汽4 308m3，闷井6d，放喷后初期日产液20.2m3，日产油5.3t，该井在压裂防砂措施结束后，生产平稳，增产效果显著，与措施前对比，日增油达4.2t，目前累计产液量1 197.1m3，累计增油量480.4t。

4 结论

稠油热采井蒸汽驱井组应用的耐热树脂涂覆砂，岩芯渗透率为30.3μm2，抗压强度为9.5MPa，抗折强度在4.7MPa，在高温下可长期保持稳定，适用于汽驱井组的防砂采用挤注充填与压裂充填两种施工工艺，起到有效平衡防砂与生产的目的，提高了蒸汽波及范围，现场试验显示，防砂增产效果良好。