油田化学：第九章 防砂

1、第九章,油水井防砂,油井出砂原因： 砂粒间没有胶结物，或虽有胶结物但数量很少强度很差，它们就会在流体的冲刷下引起出砂。,前 言,油井出砂： （1）采油层段堵塞； （2）管线和设备堵塞； （3）抽油泵磨损； （4）井壁坍塌，使套管受挤压而变形； 水井(主要在洗井或排液时发生): 引起水层堵塞。,（1）出砂危害,前 言,化学桥接防砂法 化学胶结防砂法 人工井壁防砂法 滤砂管防砂法 绕丝筛管砾石充填防砂法,（2）防砂的方法,第一节,化学桥接防砂法,由桥接剂将松散的砂在它们接触点处桥接起来，达到防砂的目的 。,1.防砂的原理,第一节 化学桥接防砂法,第一节 化学桥接防砂法,桥接剂是指能将松散砂粒在接触

2、点处桥接起来的化学剂。,2.什么是桥接剂,无机阳离子型聚合物,有机阳离子型聚合物,（1）无机阳离子型聚合物,由铝离子、锆离子组成的多核羟桥络离子,（2）有机阳离子型聚合物,支链上有季铵盐结构的有机阳离子型聚合物,第二节,化学胶结防砂法,用胶结剂将松散的砂在它们接触点处胶结起来，达到防砂的目的 。,1. 防砂的原理,第二节 化学胶结防砂法,第二节 化学胶结防砂法,3.化学胶结防砂步骤,胶结剂注入,胶结剂固化,地层预处理,增孔液注入,（1）地层的预处理,不同目的的预处理用不同的预处理剂： 若要顶替出砂层中的原油，可用盐水。 若要除去砂粒表面的油，可用油溶剂处理。油溶剂包括液化石油气，汽油、煤油。

3、若要除去影响胶结剂固化的碳酸盐，可用盐酸。 若要为砂准备一个为胶结剂润湿的表面，可用醇或醇醚，如正己醇、乙二醇丁醚。,（2）胶结剂的注入,将胶结剂注到松散砂层，与砂接触。 沙层的渗透率不均质，胶胶结剂将沿高渗透层进入沙层，影响防砂效果。 为使胶结剂均匀注入，在注胶结剂前可先注一段塞转向剂。 比如：异丙醇、柴油和乙基纤维素的混合物。乙基纤维素可在柴油中溶胀，优先进入高渗透层，降低高渗透率层的渗透率。,（3）增孔液的注入,定义： 增孔液是将多余胶结剂推至地层深处的液体。 作用： 沾在砂粒接触点上的胶结剂对砂粒起胶结作用，砂粒孔隙间的胶结剂是不需要的，固化后会引起砂层的堵塞，降低渗透率。因此需要用增

4、孔液将这部分多余的胶结剂推至地层深处。,（3）增孔液的注入,要求： 增孔液不溶解胶结剂 不影响胶结剂固化。 例如煤油、柴油可作增孔液，因为它们是非极性物质， 不会溶解胶结剂，并且由于砂粒表面是亲水表面，煤油采油不会将胶结剂带走，影响胶结剂固化。,（4）胶结剂的固化,若固化剂在胶结剂注入时已加入，这一步骤是关井候凝。 若固化剂注入时未加入，这一步骤是先注入固化剂再关井候凝。 有些胶结剂固化时需要高温，则要用井底加热器或通入蒸汽、热空气等。,胶结剂是指能将松散砂粒在接触点处胶结起来的化学剂 。,2.什么是胶结剂,无机胶结剂：硅酸（水玻璃+盐酸） 硅酸钙（水玻璃+氯化钙）,有机胶结剂,第二节 化学胶

5、结防砂法,第二节 化学胶结防砂法,冻胶胶结剂：交联剂+HPAM 铬冻胶、锆冻胶 （COO-),树脂胶结剂：树脂+固化剂 酚醛树脂、环氧树脂,有机胶结剂主要有：,耦合剂,能使两种材料或分子发生偶合作用的物质。 耦合剂和两种材料之间都有较好的亲和力，由此可以改变两种材料之间的界面性能，提高其界面粘合性。,耦合剂,-氨丙基三乙氧基甲硅烷,甲硅醇,水解,聚甲硅醇,第三节,人工井壁防砂法,第三节 人工井壁防砂法,在砂层的亏空处，做一个由固结的颗粒物质所组成的有足够渗透率的防砂屏障，即人工井壁，用于防砂。,树脂涂敷砂法,人工井壁防砂法包括：,填砂胶结法 树脂涂敷砂法 （后期出砂井广泛应用） 水泥砂浆法 水

6、泥熟料法,1填砂胶结法,先向出砂层的亏空处填砂，然后用胶结剂按前面讲到的胶结步骤将砂胶结起来，形成人工井壁。,2.树脂涂敷砂 将树脂涂敷砂充填在套管外砂层的亏空处，然后在热和(或)固化剂作用下使树脂交联成体型结构，将砂粒胶结起来，形成人工井壁。,3. 水泥砂浆法 水泥砂浆是将水、水泥和石英砂按质量比为0.514混合配成的。当水泥砂浆在砂层的亏空处固化后，即可作为人工井壁。 4. 水泥熟料法 水泥熟料是由石灰石和粘土按一定比例烧结而成的。将块状的水泥熟料粉碎到一定粒度(如0.31 mm)，即可用于充填亏空砂层。水泥熟料在水的作用下固结，形成人工井壁。,第四节 滤砂管防砂法,这一方法是先向亏空砂层填砂，然后将滤砂管下至出砂层段，即可达到防砂的目的,简便易行、成本低、由于细砂粒堵塞孔隙，效果差。,绕丝筛管,第五节 绕丝筛管砾石充填防砂法,绕有不锈钢丝的丝间缝宽 020 3 mm的割缝油管或钻孔油管,第五节 绕丝筛管砾石充填防砂法,将绕丝筛管下至出砂层段， 再用携砂液将砾石充填在出砂层段与绕丝筛管之间的空间,割缝