油水井暂堵冲砂配套技术研究

2017-03-18庞全书辽河油田锦州采油厂辽宁盘锦121209

化工管理 2017年2期

庞全书（辽河油田锦州采油厂，辽宁盘锦 121209）

油水井暂堵冲砂配套技术研究

庞全书（辽河油田锦州采油厂，辽宁盘锦 121209）

欢西油田属于疏松砂岩油藏，成岩作用差，尤其是油田开发中后期，地层亏空严重，油水井冲砂时易漏失，地层砂无法完全清除，造成检泵作业频繁，影响油田开发效果。近年来，针对冲砂漏失问题，现场应用了树脂-CMC暂堵冲砂液、试验了水溶性冲砂暂堵球等暂堵剂，但是还存在一定的问题。为此，我们开展了油水井暂堵冲砂配套技术研究，解决冲砂漏失问题，目前已取得一定的成绩，且现场使用效果较好。

欢西油田；冲砂；漏失；暂堵冲砂

欢西油田属于疏松砂岩油藏，成岩作用差，尤其是油田开发中后期，地层亏空严重，油水井冲砂时易漏失，地层砂无法完全清除，造成检泵作业频繁，影响油田开发效果。近年来，针对冲砂漏失问题，现场应用了树脂-CMC暂堵冲砂液、试验了水溶性冲砂暂堵球等暂堵剂，但是还存在以下问题：

问题一：常规暂堵冲砂技术暂堵效果不理想，且造成油层污染，开井易卡泵。

问题二：对于大孔道漏失严重的油水井，常规暂堵剂无法实现有效封堵。

问题三：常规反循环冲砂时对油层污染严重，投产后油井恢复产量周期长。

问题四：捞、冲砂结合施工时，由于地层及其他原因，除砂不净，存在先冲砂后捞砂或捞砂后冲砂的情况，生产时率低。

我们对产生井漏的原因进行分析，发现三个必要条件：井筒工作液的压力大于地层压力；地层中存在漏失通道及较大的漏失空间；.通道的开口尺寸大于外来工作液中固相的粒径。

针对上述问题，我们展开了相关技术研究，并取得了一定的成绩。

1 可降解暂堵冲砂剂的研制

1.1 新型可降解暂堵剂

“新型冲砂暂堵剂”主要由降解剂、膨胀体、增稠剂组成，我们从优选其组成成份入手研制。

我们优选了中相对分子质量（约104~106）的聚丙烯酸钠做增稠剂；优选了高相对分子质量（约106~107）的聚丙烯酸钠做膨胀体，其吸水量可达原质量400倍以上，膨胀达原体积100以上。

现在油田常用的降解剂主要有聚乳酸（PLA）、聚羟基烷酸酯（PHAs）和生物降解促进剂（BPA）等，我们从效果、价格等方面进行了评价、筛选，选择了生物降解促进剂（BPA）作为我们的降解剂。

经过系列配方试验，确定配方如下：2%（BPA）+10%增稠剂+膨胀体。

经过室内评价，新型暂堵剂参数如下：膨胀后颗粒(粒径为3～6mm)；水化膨胀初始时间10min(50℃热水)；初始降解时间5h(50℃无氧自然降解)，最终降解时间24h(50℃无氧自然降解)，适宜温度为30～120℃。

作用机理：在冲砂过程中，膨胀体在污水中膨胀，在增稠剂作用下，形成具有一定粘度、较大粒径的颗粒悬浮液，封堵漏失孔道；冲砂完毕后，膨胀体在降解剂的作用下，在一定时间内发生降解，形成较细的颗粒及絮状物，随生产液流排出，不会产生二次堵塞污染，不影响油井后期生产。

1.2 大颗粒生物暂堵剂的研制

对于漏失严重、出砂颗粒较大的井，其地层高渗透通道较大，大量暂堵剂会随着冲砂液漏失进入地层内，无法对地层漏失起到暂堵作用。针对这一情况，我们研制了成本低廉，颗粒较大，且具有一定强度的可降解暂堵剂。

该暂堵剂由生物降解剂、有机膨胀材料和增稠剂组成。其中生物降解剂为黄豆和玉米的颗粒混合物，黄豆和玉米是天然的高聚物，内含纤维素，遇水可膨胀2倍以上，且具有一定的强度。经过优选评价后配方用量为60%至85%；黄豆和玉米的重量比例为1：2至2：1；暂堵剂颗粒选择为砂粒粒径的2-3倍。

有机膨胀材料为聚丙烯酰胺，分子量为600万至1300万，用量为5%至20%；增稠剂为羧甲基纤维素或羧甲基纤维素钠，用量为5%至20%。

室内评价参数：密度为0.85 g/cm3至1.00 g/cm3；最大膨胀倍数＞2倍；初始降解时间2小时，最终降解时间24小时（50℃无氧自然降解）；适宜温度30℃至120℃。

该种可降解的冲砂生物暂堵剂的粒径可调，水化膨胀初始时间短，在地层温度下膨胀速度快，对地层漏失量大的油井，容易暂堵，可避免漏失现象发生。

2 油井冲砂、捞砂一体化管柱工艺的研制

油井除砂施工时，由于地层及其他原因，除砂不净，存在先先冲砂后捞砂或捞砂后冲砂的情况，在这些方法的转换过程中会消耗大量的人力、物力，影响作业进度，降低生产时率。为此，我们研制了一种油井冲砂、捞砂一体化管柱除砂工艺。

将该管柱连在油管下端，轻探砂面，上提1-2米后即可进行冲砂作业。冲砂后，如需转换捞砂作业时，停止冲砂，向管柱内投球，加压，球座和滑套脱离，露出滤砂孔，球和球座座在球座止挡口，完成冲砂装置向捞砂装置的转变。上提管柱捞砂，此时投放球将砂挡在管柱体内，而管柱体内多余的液体从滤砂孔排出，管柱体将所捞砂带至地面，完成捞砂作业施工。该装置采用滑套剪钉和球座剪钉的连接方式，可在地面更换剪钉，重新装配即可再次使用，具有可重复使用性。