化学防砂技术的现状及其进展

1、化学防砂技术的现状及其进展化学防砂技术的现状及其进展 l油水井出砂与化学防砂l出砂机理及其预测技术l化学防砂技术及其进展1.21.2出砂地层的分类出砂地层的分类 按地层胶结强度及出砂表现，将出砂地层分为三类：按地层胶结强度及出砂表现，将出砂地层分为三类：（1 1）流砂地层：）流砂地层：即未胶结的疏松地层。颗粒之间无有效即未胶结的疏松地层。颗粒之间无有效的胶结物，仅靠压实作用和内部流体内聚力作用而成岩，的胶结物，仅靠压实作用和内部流体内聚力作用而成岩，不易取心，投产后立即出砂并连续不断，此类地层出砂严不易取心，投产后立即出砂并连续不断，此类地层出砂严重，防砂难度高。重，防砂难度高。（2 2）部分

2、胶结地层：）部分胶结地层：此类地层含胶结物较少，胶结差，此类地层含胶结物较少，胶结差，强度低，取心易碎，投产后出砂不断加重。强度低，取心易碎，投产后出砂不断加重。 （3 3）脆性砂地层：）脆性砂地层：此类地层胶结物含量较多，强度中等，此类地层胶结物含量较多，强度中等，易取心。流体产出时能把砂岩表面颗粒冲刷走，出砂规律易取心。流体产出时能把砂岩表面颗粒冲刷走，出砂规律呈周期变化。由于出砂，使地层中出现冲蚀空穴，过流面呈周期变化。由于出砂，使地层中出现冲蚀空穴，过流面积大增，流速骤降，出砂明显减缓，甚至不出砂，如此周积大增，流速骤降，出砂明显减缓，甚至不出砂，如此周而复始。此类地层先期裸眼砾石充填

3、防砂成功率较高。而复始。此类地层先期裸眼砾石充填防砂成功率较高。 机械防砂法机械防砂法化学防砂法化学防砂法 油水井防砂油水井防砂1.3 1.3 防砂技术防砂技术绕丝筛管砾石填充防砂绕丝筛管砾石填充防砂常规砾石填充防砂常规砾石填充防砂;振动砾石填充防砂振动砾石填充防砂; 分层砾石填充防砂分层砾石填充防砂 ;旁通砾石填充防砂旁通砾石填充防砂 . 滤砂管防砂工艺技术滤砂管防砂工艺技术 双层预填充绕丝筛管双层预填充绕丝筛管 ; 不锈钢金属棉滤砂管不锈钢金属棉滤砂管 ; 金属毡滤砂管金属毡滤砂管 ; 陶瓷滤砂管陶瓷滤砂管 ; 可膨胀割缝管可膨胀割缝管 . 机械防砂机械防砂 化学防砂化学防砂胶结防砂胶结防

4、砂酚醛酚醛;脲醛脲醛;环氧环氧;呋喃呋喃;有机硅树脂等有机硅树脂等人工井壁人工井壁塑料预包砂塑料预包砂 ;填砂胶结填砂胶结 ;树脂果壳树脂果壳 等砂拱防砂 焦化防砂焦化防砂 复合防砂复合防砂常规机械常规机械化学复合方法化学复合方法 ;高渗压裂充填防砂高渗压裂充填防砂 1.41.4化学防砂的分类化学防砂的分类1.4.11.4.1化学桥接剂防砂法化学桥接剂防砂法用防砂桥接剂将松散砂粒桥接起来（见下图）。用防砂桥接剂将松散砂粒桥接起来（见下图）。防砂桥接剂对砂粒的桥接防砂桥接剂对砂粒的桥接 防砂桥接剂分两类：防砂桥接剂分两类： (1) (1) 无机阳离子型聚合物无机阳离子型聚合物 如羟基铝、羟基铁、

5、羟基锆、羟基铬、羟基钛等。如羟基铝、羟基铁、羟基锆、羟基铬、羟基钛等。 无机阳离子型聚合物可在水中解离出高价的无机阳离子型聚合物可在水中解离出高价的多核羟桥多核羟桥络离子络离子，该络离子可将表面带负电的松散砂粒桥接起来，该络离子可将表面带负电的松散砂粒桥接起来，起防砂作用。起防砂作用。（羟基锆）（羟基锆）(2) (2) 有机阳离子型聚合物有机阳离子型聚合物 支链上有季按盐结构的有机阳离子型聚合物可在支链上有季按盐结构的有机阳离子型聚合物可在水中解离出水中解离出阳离子链节阳离子链节，该阳离子链节可将表面带负，该阳离子链节可将表面带负电的松散砂粒桥接起来，起防砂作用。电的松散砂粒桥接起来，起防砂作

6、用。1.4.21.4.2化学化学胶结剂防砂法胶结剂防砂法 用防砂胶结剂将松散砂粒胶结起来（见下图）。用防砂胶结剂将松散砂粒胶结起来（见下图）。防砂胶结剂对砂粒的胶结防砂胶结剂对砂粒的胶结 人工胶结砂层防砂方法是指从地面向油层挤入液体胶人工胶结砂层防砂方法是指从地面向油层挤入液体胶结剂及增孔剂，然后使胶结剂固化，在油层层面附近形成结剂及增孔剂，然后使胶结剂固化，在油层层面附近形成具有一定胶结强度及渗透性的胶结砂层，达到防砂的目的具有一定胶结强度及渗透性的胶结砂层，达到防砂的目的的方法，目前已使用的方法主要有酚醛树脂溶液及酚醛溶的方法，目前已使用的方法主要有酚醛树脂溶液及酚醛溶液地下合成等方法。液

7、地下合成等方法。 步骤：步骤： (1)(1)地层的预处理地层的预处理 (2)(2)胶结剂的注入胶结剂的注入 (3)(3)增孔液的注入增孔液的注入 (4)(4)胶结剂的固化胶结剂的固化胶结剂：胶结剂： (1)(1)无机胶结剂；如硅酸、硅酸钙等。无机胶结剂；如硅酸、硅酸钙等。 (2)(2)有机胶结剂：如冻胶、树脂、聚氨酯、沥青有机胶结剂：如冻胶、树脂、聚氨酯、沥青 质等。质等。 1 1.4.3 .4.3 人工井壁法人工井壁法 人工井壁防砂方法通常是指从地面将支人工井壁防砂方法通常是指从地面将支护剂和未固化的胶结剂按一定比例混合均匀，护剂和未固化的胶结剂按一定比例混合均匀，用液体携至井下挤入出砂部位

8、，在套管外形用液体携至井下挤入出砂部位，在套管外形成具有一定强度和渗透性的壁面，可阻止油成具有一定强度和渗透性的壁面，可阻止油层砂粒流入井内而又不影响油井生产的工艺层砂粒流入井内而又不影响油井生产的工艺措施，如水泥砂浆、树脂核桃壳、树脂砂浆、措施，如水泥砂浆、树脂核桃壳、树脂砂浆、预涂层砾石人工井壁等。常用的是树脂覆膜预涂层砾石人工井壁等。常用的是树脂覆膜砂。砂。树脂覆膜砂：树脂覆膜砂：制备制备 ：(1)(1)冷涂冷涂 (2)(2)热涂热涂使用：使用： (1)(1)建立人工井壁建立人工井壁 (2)(2)制造滤砂管制造滤砂管 (3)(3)用作压裂砂用作压裂砂酚醛树脂涂覆砂：酚醛树脂涂覆砂：石英砂

9、粒径：石英砂粒径：0.3-0.6mm0.3-0.6mm或或0.4-0.8mm;0.4-0.8mm;树脂用量树脂用量: :5-12%5-12%；偶联剂：偶联剂：适量；适量；外固化剂：适量。外固化剂：适量。酚醛树脂覆膜砂的制备：酚醛树脂覆膜砂的制备：（1）冷涂）冷涂：树脂稀释加入增韧剂和偶联剂混：树脂稀释加入增韧剂和偶联剂混合石英砂加入固化剂晾干压碎过筛。合石英砂加入固化剂晾干压碎过筛。（2）热涂）热涂：偶联剂喷洒在石英砂上热气流加：偶联剂喷洒在石英砂上热气流加热至热至120180，加入树脂混合加入固化剂，加入树脂混合加入固化剂冷气流冷却干燥。冷气流冷却干燥。l油水井出砂与化学防砂l出砂机理及其预

10、测技术l化学防砂技术及其进展出砂机理研究出砂机理研究-出砂的影响因素出砂的影响因素出砂机理研究出砂机理研究-出砂的影响因素出砂的影响因素出砂机理研究出砂机理研究-油井出砂类型油井出砂类型出砂机理研究出砂机理研究- -剪切破坏机理剪切破坏机理剪切破坏出砂机理示意图出砂机理研究出砂机理研究- -拉伸破坏机理拉伸破坏机理拉伸破坏出砂机理示意图l随着油水井防砂技术的不断进步，化学防砂工艺技术随着油水井防砂技术的不断进步，化学防砂工艺技术发展势头强劲，不断开发出新方法，如高能气体树脂发展势头强劲，不断开发出新方法，如高能气体树脂防砂、微生物防砂、原油焦化固砂等。我国目前使用防砂、微生物防砂、原油焦化固砂

11、等。我国目前使用的化学防砂方法主要是树脂溶液防砂和树脂涂敷砂，的化学防砂方法主要是树脂溶液防砂和树脂涂敷砂，胶结剂以树脂为主。对于蒸汽吞吐和蒸汽驱油井、高胶结剂以树脂为主。对于蒸汽吞吐和蒸汽驱油井、高含水油井、定向井、水平井出砂，现有的化学固砂方含水油井、定向井、水平井出砂，现有的化学固砂方法还不能满足防砂需要。为了解决粉砂固结、脏砂固法还不能满足防砂需要。为了解决粉砂固结、脏砂固结、固结时效短、固结物耐温性能差、对硅酸盐地层结、固结时效短、固结物耐温性能差、对硅酸盐地层造成伤害、涂敷砂涂层低温粘结等问题，研究价廉、造成伤害、涂敷砂涂层低温粘结等问题，研究价廉、实用、高效的新型化学防砂工艺成为开发疏松砂岩油实用、高效的新型化学防砂工艺成为开发疏松砂岩油田的必然趋势。田的必然趋势。l稠油热采井高温