大庆技师学院

聚驱油井压裂树脂砂固砂规律试验

刘莉娇大庆技师学院

为进一步掌握树脂砂固砂工艺的固结性能与环境温度、固化时间的关系，开展了采油井压裂树脂砂固砂规律试验研究。实验研究表明，随着树脂砂的胶结时间的增长，胶结强度逐渐增大，不同温度下，温度越低树脂砂的胶结速度越快，但最终胶结强度相对较小；温度越高，胶结速度越慢，但最终胶结强度相对较大。确定压裂后扩散时间至少为6 h，有效减少了压裂井趟井时间；改进了树脂砂固砂工艺和工序，可指导压后活动管柱的准确时间，避免了因活动管柱过早造成压裂砂返吐使裂缝口闭合的问题。

树脂砂；胶结规律；压裂；防砂

近年来，树脂砂固砂工艺在聚驱油井压裂施工中起到了有效的防砂作用，特别是大庆油田采油六厂开展支撑剂用量优化研究以来，为防止压裂井出砂、保证压裂增油效果，有效延长压裂井有效期起到了关键作用。

树脂砂固砂工艺的机理主要取决于表面的树脂层，而树脂层的固结性能跟环境温度和固化时间有关。为进一步掌握树脂砂固砂工艺的固结性能与环境温度、固化时间的关系，开展了采油井压裂树脂砂固砂规律试验研究，以指导压裂后活动管柱的时间及下泵投产时间，保证树脂砂的胶结质量，提高油井时率，提高压裂增油效果，延长压裂有效期。

1 树脂砂固砂效果规律

（1）压裂层缝温变化规律。在压裂施工过程中，压裂液和地层之间存在不稳定热交换，沿裂缝长度方向上，由于压裂液的滤失量逐渐变小，地层向裂缝传热的阻力也随之变小，所以裂缝内的液体温度沿缝长方向不断升高。由于现场施工树脂砂固砂半径一般为12m，压裂停泵后固砂半径内温度由原始地层温度（45℃左右）下降到25～33℃。压裂施工结束后，为了保证裂缝口闭合需要扩散4 h，使树脂砂初步胶结，避免活动管柱时压裂砂返吐。压裂扩散4 h内，裂缝口温度从25℃恢复到36℃。缝口温度恢复到40℃以上至少需要10 h。

（2）树脂砂胶结规律。树脂砂在35℃时，初胶结速度相对较快，压裂扩散4 h后，胶结强度达到0.29 MPa，但最终胶结强度相对较低，仅为1.05 MPa；树脂砂在42℃条件下，压裂扩散4 h后，胶结强度为0.22 MPa，最终胶结强度为1.33 MPa；树脂砂在55℃条件下成胶速度相对较慢，压力扩散6 h后，胶结强度为0.30MPa，但最终胶结强度最高，可达到2.61MPa。随着树脂砂胶结时间的增长，胶结强度逐渐增大，不同温度下，温度越低树脂砂的胶结速度越快，但最终胶结强度相对较小；温度越高，胶结速度越慢，但最终胶结强度相对较大。

2 树脂砂固砂现场试验

（1）树脂砂固砂工艺调整。对于大砂量井，根据采出液含聚浓度和产液量，适当增加尾追的树脂砂量，同时降低树脂砂砂比（40%降低30%），扩大固砂半径。采出液含聚浓度在200mg/L以下，预计日产液在50m3以上的井，尾追树脂砂1.43m3，固砂半径11m，树脂砂砂比40%；采出液含聚浓度为200～600mg/L的油井，尾追树脂砂1.43m3，固砂半径12m，树脂砂砂比30%；采出液含聚浓度为600mg/L以上的油井，若预产在120m3以下，尾追树脂砂1.59 m3，固砂半径13 m，树脂砂砂比40%；若预计日产液在120m3以上，尾追树脂砂2.15m3，固砂半径15m，树脂砂砂比30%。

（2）树脂砂固砂时间判定。根据裂缝闭合压力与地层压力的差值，同时结合树脂砂的初胶结时间，确定压裂井压力扩散时间，保证裂缝充分闭合，避免返排时压裂砂被压裂液携带出裂缝。现场以9—SP1932井为例，进行了停泵后压降曲线的监测。该井渗透率在0.028～0.166μm2之间，地层压力12.59MPa，停泵压力14.8MPa，压力扩散5 h后趋于平缓。

（3）树脂砂固砂工序调整。调整步骤为：①压裂施工完成后，根据压裂层条件和停泵压力与地层压力差确定扩散时间，并进行压力扩散；②压力扩散后，放喷返排，但是要求控制返排速度，避免起管柱时的抽吸力与生产压差引起树脂砂返吐；③起出压裂管柱后，按照下泵工艺设计方案直接下泵，并完井胶结72 h后，通知采油队开井生产。

（4）现场试验。通过理论研究及固砂工艺的完善，现场试验聚驱油井47口，压裂扩散前后平均单井砂柱差1.1 m，见到了较好的防砂效果；同时，为了验证防砂效果，选取3—P3128、5—P363井化验了压裂投产15 d后采出液的含砂量，均小于1%。

3 结语

实验研究表明，随着树脂砂的胶结时间的增长，结强度逐渐增大，不同温度下，温度越低树脂砂的胶结速度越快，但最终胶结强度相对较小；温度越高，胶结速度越慢，但最终胶结强度相对较大。确定压裂后扩散时间至少为6 h，有效减少了压裂井趟井时间；改进了树脂砂固砂工艺和工序，可指导压后活动管柱的准确时间，避免了因活动管柱过早造成压裂砂返吐使裂缝口闭合的问题。

（栏目主持 杨军）

10.3969/j.issn.1006-6896.2015.1.007