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耐高温泡沫树脂低伤害均匀固砂技术

油田化学 2024年第1期41卷 53-60页

作者：匡韶华吕民孙振宇胡祎中国石油辽河油田钻采工艺研究院辽宁盘锦124010

针对常规泡沫树脂体系耐温性较差和辽河油田疏松砂岩稠油油藏化学固砂储层伤害大与有效期短的问题,以环氧树脂、酚醛树脂、疏水纳米SiO_(2)、硅烷偶联剂等为原料制得纳米改性树脂基液,然后加入固化剂、乳化剂、起泡剂、稳泡剂等添加剂... 详细信息

针对常规泡沫树脂体系耐温性较差和辽河油田疏松砂岩稠油油藏化学固砂储层伤害大与有效期短的问题,以环氧树脂、酚醛树脂、疏水纳米SiO_(2)、硅烷偶联剂等为原料制得纳米改性树脂基液,然后加入固化剂、乳化剂、起泡剂、稳泡剂等添加剂制得泡沫树脂固砂体系。评价了该体系的固化温度、固砂强度、渗透性能、耐温性能和非均质多层注入性能;研发了配套的泡沫发生器,形成了耐高温泡沫树脂低伤害均匀固砂技术,并在辽河油田进行了现场应用。结果表明,泡沫树脂固砂体系的最优配方为:20%~30%树脂基液+8%~12%酚醛胺类固化剂+0.3%乳化剂OP-10+0.5%起泡剂有机硅表面活性剂+0.1%固体稳泡剂纳米SiO_(2)+0.1%聚合物稳泡剂聚乙二醇+57%~71%清水。该体系的起泡体积约为发泡前的7倍、半衰期大于20 min,可在35℃以上固化,固化后耐温可达280℃,既具有低温固化的特点,又具有耐高温的特点。在不同温度下固化的泡沫树脂固结岩心的抗压强度达到5 MPa以上,固砂强度高,满足疏松砂岩固砂强度的要求。对用0.25~0.42 mm石英砂制得的固结岩心的固砂渗透率达到4.8μm2,优于常规树脂固砂剂(1.9μm~2)。在非均质多油层中可明显防止高渗透层突进,改善固砂剂注入剖面,实现均匀固砂。现场试验取得良好的防砂效果,验证了该技术可实现均匀固砂和低伤害特性。利用泡沫树脂流体特性实现非均质多油层均匀固砂,达到了提高化学固砂效果和防砂有效期的目的。

关键词：化学固砂泡沫树脂低温固化耐高温均匀固砂泡沫发生器辽河油田

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不下筛管注水井化学固砂后出砂预测方法研究

石油化工应用 2022年第12期41卷 32-37页

作者：牟媚邹剑兰夕堂徐国瑞代磊阳石先亚郐婧文中国海洋石油有限公司天津分公司天津300459 中海油田服务股份有限公司天津300459

海上油田储层具有高孔高渗的储集物性特征,且储层因埋深浅、欠压实,岩石胶结程度弱,易出砂,造成井底砂埋。目前海上注水井多采用筛管机械防砂完井,而注水井不下筛管采用化学固砂简易完井方式具有可增大井下注水工具通径、缩短建井周期... 详细信息

海上油田储层具有高孔高渗的储集物性特征,且储层因埋深浅、欠压实,岩石胶结程度弱,易出砂,造成井底砂埋。目前海上注水井多采用筛管机械防砂完井,而注水井不下筛管采用化学固砂简易完井方式具有可增大井下注水工具通径、缩短建井周期、降低防砂成本等优势。注水井正注及停注“反吐”会造成近井地带应力变化,加剧近井地带岩石破坏,地层出砂。化学固砂后,近井地带承受应力能力增强,可有效防止出砂。如何预测采用化学固砂简易完井注水井不同工况下出砂情况,对该类注水井后期注水工作制度的制定具有重要指导意义。本文充分考虑近井地带岩石应力和注水井压力关系,采用预测更为精准的Mogi-Coulomb岩石破坏准则,建立注水井正注工况下出砂临界注入压力CWP和“反吐”工况下M-G出砂临界压差CDP模型,预测注水井化学固砂后正注时出砂临界注入压力和“反吐”时出砂临界压差剖面。研究表明:化学固砂后储层近井地带岩石强度内聚力及内摩擦角分别提高35.15%及37.44%,正注时出砂临界注入压力会提高11.5%左右,“反吐”时出砂临界压差会提高55.9%左右。本研究对不下筛管采用化学固砂简易完井方式的注水井后期注水制度的制定具有一定指导意义。

关键词：疏松砂岩油藏化学固砂注水井出砂临界注入压力出砂临界压差

渤海油田复杂油井化学固砂应用实践及效果评价

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中国石油和化工标准与质量 2022年第15期42卷 13-15页

作者：王启伟中海油田服务股份有限公司天津300459

渤海A油田主要是疏松砂岩油藏,水驱开发过程中存在油井出砂的问题,严重制约油田生产。针对渤海A油田典型出砂井F展开出砂分析,发现F井出砂是由于注入水沿高渗段突进,引起的出液剖面变化,高速液流携带地层砂,刺破防砂筛管,进而造成含砂升... 详细信息

渤海A油田主要是疏松砂岩油藏,水驱开发过程中存在油井出砂的问题,严重制约油田生产。针对渤海A油田典型出砂井F展开出砂分析,发现F井出砂是由于注入水沿高渗段突进,引起的出液剖面变化,高速液流携带地层砂,刺破防砂筛管,进而造成含砂升高;通过砂样分析和固砂药剂评价实验优选固砂体系,在此基础上进行固砂工艺参数设计指导现场固砂。现场固砂效果显示:F井由固砂前出砂量由2%降低到0.5%,有效防止了油井出砂,F井含水由75%降低到73%。

关键词：渤海化学固砂工艺设计效果分析

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气井化学固砂剂的研制与性能评价

气井化学固砂剂的研制与性能评价

作者：王世楠东北石油大学

学位级别：硕士

随着我国气田的不断开采,出砂问题越来越严重,一些气井采取控制气井产量,而出砂严重的气井会采取间歇式开采的方法。如果出砂这一问题不能被很好的解决,出砂会愈加严重,不仅会降低油气井的产量,还会增加开采的难度和开采成本。对于油井... 详细信息

随着我国气田的不断开采,出砂问题越来越严重,一些气井采取控制气井产量,而出砂严重的气井会采取间歇式开采的方法。如果出砂这一问题不能被很好的解决,出砂会愈加严重,不仅会降低油气井的产量,还会增加开采的难度和开采成本。对于油井出砂,已经有很多成熟的固砂剂及配套工艺。对于气井出砂,由于气井在开采过程中,因其近井地带压降漏斗高、流速快和携砂能力强等特点,目前并不能很好的解决出砂这一问题。因此,研究一种固结强度高、耐温性好的固砂剂显得尤为重要。本文选用甲基三乙氧基硅烷(MTES)与苯基三乙氧基硅烷(PTES)为单体,使其在水中进行水解缩聚反应来制备有机硅树脂,最佳合成条件为:MTES与PTES的投料质量比为2:1、水的加量为反应单体质量的36%、反应时间5h、反应温度50℃,搅拌速度600r/min。此条件下制备的有机硅树脂具有粘结强度高、耐温性优异和良好的耐介质性等特点,可以作为气井固砂剂的胶黏剂组分。以抗压强度和渗透率为衡量标准,通过控制单因素变量的实验确定了有机硅树脂固砂剂的配方:选择70目和200目的石英砂(共100g),比例为1:1,有机硅树脂加量9%,固化剂加量1%,偶联剂加量0.5%,扩孔剂加量2%,固化时间48h,固化温度90℃,固结岩心的抗压强度大于16MPa,渗透率2.9μm2左右。通过性能评价实验表明:制备的固结岩心能适应100℃00℃的温度,具有良好的耐介质性、抗老化性能和稳定性。

关键词：气井化学固砂抗压强度渗透率

一种新的化学固砂剂用液量与固砂半径的关系模型

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中国石油大学胜利学院学报 2006年第3期20卷 1-2页

作者：李志芬中国石油大学期刊社山东东营257061

化学剂固砂作业中,由于注入液与地层流体的密度差异,注入液向地层径向推进时,推进前沿并不一定是垂直均匀的,注入流体的最终波及区域也不一定是目前认为的圆柱体。利用椭圆型方程描述最终波及前沿,用注入液与地层流体的密度比确定椭圆... 详细信息

化学剂固砂作业中,由于注入液与地层流体的密度差异,注入液向地层径向推进时,推进前沿并不一定是垂直均匀的,注入流体的最终波及区域也不一定是目前认为的圆柱体。利用椭圆型方程描述最终波及前沿,用注入液与地层流体的密度比确定椭圆前缘的长短半轴比,建立了描述注入量与波及半径关系的新模型,可用来由固砂半径计算所需的最少用液量或给定液量下的固砂半径,为化学固砂设计提供了新的手段。应用结果表明,采用椭圆方程描述固砂前沿更加接近实际情况,采用该模型设计施工的防砂井固砂后效果良好。

关键词：防砂化学固砂波及前沿固砂半径椭圆方程模型

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耐高温泡沫树脂低伤害均匀固砂技术

油田化学 2023年

作者：匡韶华吕民孙振宇胡祎中国石油辽河油田钻采工艺研究院

针对常规泡沫树脂体系耐温性较差和辽河油田疏松砂岩稠油油藏化学固砂储层伤害大与有效期短的问题，以环氧树脂、酚醛树脂、疏水纳米SiO2、硅烷偶联剂等为原料制得纳米改性树脂基液，然后加入固化剂、乳化剂、起泡剂、稳泡剂等添加剂制... 详细信息

针对常规泡沫树脂体系耐温性较差和辽河油田疏松砂岩稠油油藏化学固砂储层伤害大与有效期短的问题，以环氧树脂、酚醛树脂、疏水纳米SiO2、硅烷偶联剂等为原料制得纳米改性树脂基液，然后加入固化剂、乳化剂、起泡剂、稳泡剂等添加剂制得泡沫树脂固砂体系。评价了该体系的固化温度、固砂强度、渗透性能、耐温性能和非均质多层注入性能；研发了配套的泡沫发生器，形成了耐高温泡沫树脂低伤害均匀固砂技术，并在辽河油田进行了现场应用。结果表明，泡沫树脂固砂体系的最优配方为：20%～30%树脂基液+8%～12%酚醛胺类固化剂+0.3%乳化剂OP-10+0.5%起泡剂有机硅表面活性剂+0.1%固体稳泡剂纳米SiO2+0.1%聚合物稳泡剂聚乙二醇+57%～71%清水。该体系的起泡体积约为发泡前的7倍、半衰期大于20 min，可在35 ℃以上固化，固化后耐温可达280 ℃，既具有低温固化的特点，又具有耐高温的特点。在不同温度下固化的泡沫树脂固结岩心的抗压强度达到5 MPa以上，固砂强度高，满足疏松砂岩固砂强度的要求。对用0.42～0.25 mm石英砂制得的固结岩心的固砂渗透率达到4.8 μm2，优于常规树脂固砂剂(1.9 μm2)。在非均质多油层中可明显防止高渗透层突进，改善固砂剂注入剖面，实现均匀固砂。现场试验取得良好的防砂效果，验证了该技术可实现均匀固砂和低伤害特性。利用泡沫树脂流体特性实现非均质多油层均匀固砂，达到了提高化学固砂效果和防砂有效期的目的。

关键词：化学固砂泡沫树脂低温固化耐高温均匀固砂泡沫发生器辽河油田

水基树脂型化学固砂体系在海上出砂井研究及应用

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当代化工 2023年第12期52卷 2950-2954页

作者：王冠华石先亚史景岩赵顺超林科雄黄新杰戚佩瑶李亚辉中海油田服务股份有限公司天津滨海新区300459 中国海洋石油有限公司天津分公司天津滨海新区300459 长江大学湖北荆州434000

海上油田具有高孔高渗的储集物性特征,单井日产液量大且因地层埋深浅、欠压实,岩石胶结程度弱,地层中砂粒易被高速流体拖拽进入井筒,造成冲蚀油嘴、停泵,甚至砂埋,严重影响海上油田高效开发。本研究评价一种水基树脂型固砂体系,结果表明... 详细信息

海上油田具有高孔高渗的储集物性特征,单井日产液量大且因地层埋深浅、欠压实,岩石胶结程度弱,地层中砂粒易被高速流体拖拽进入井筒,造成冲蚀油嘴、停泵,甚至砂埋,严重影响海上油田高效开发。本研究评价一种水基树脂型固砂体系,结果表明:水基树脂化学固砂体系在25℃时、48 h内黏度保持在2~7 mPa·s,充分保证了注入安全性;固结后岩心渗透率保留率为84.6%~91.4%,岩心抗压强度为3.44~6.95 MPa,化学固砂固结后岩心酸化后强度基本不变,满足生产井后期多轮次酸化要求。化学固砂后岩心耐冲刷临界流速为160 mL·min^(-1),满足海上单井大产液量生产特点。该体系应用于海上M1井,作业前日产液量为196.9 m^(3)·d^(-1),日产油23.6 m^(3)·d^(-1)。化学固砂后日产液量为167 m^(3)·d^(-1),日产油量为18.4 m^(3)·d^(-1),井口化验无砂产出,持续稳产。水基树脂型化学固砂体系海上成功应用,对海上出砂井治理具有重要意义。

关键词：疏松砂岩油藏水基树脂出砂化学固砂多轮次酸化

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疏松砂岩注水井化学防砂调剖技术研究

疏松砂岩注水井化学防砂调剖技术研究

作者：姚俊波长江大学

学位级别：硕士

本文综述了注水井的日常开采注水生产等多方面情况,并分析了普通油井与注水井的出砂原因以及注水井在固砂过程中的难点,介绍了目前我国国内常用的几种化学固砂方法及其各自的特点,固结原理及固化过程,并与传统的机械固砂做了优劣性对比... 详细信息

本文综述了注水井的日常开采注水生产等多方面情况,并分析了普通油井与注水井的出砂原因以及注水井在固砂过程中的难点,介绍了目前我国国内常用的几种化学固砂方法及其各自的特点,固结原理及固化过程,并与传统的机械固砂做了优劣性对比。我国油井井层地段多为疏松砂岩地层,地层内胶结力较弱,很容易发生出砂的危害。尤其在注水井中,大多为了保证油井的产量,频繁注水和过高的注水压力和速度导致注水井段地层发生堵塞甚至堵死,无法继续注水生产。本课题主要目标是寻找一种有效的化学固砂方法解决注水井出砂问题,相对于普通油井固砂,注水井固砂要求固结后的地层有更好的耐腐蚀性,耐冲刷性以及亲水性。通过室内实验对传统的多种固砂树脂体系进行系统的研究分析筛选出两种适宜于60℃地层温度的固化体系：改性呋喃树脂FNl和环氧改性树脂HY1,确定了室内实验用砂为40-60目的石英砂。通过实验确定了FN1树脂固化剂为氯化铵试剂,HY1树脂固化剂为GN1,并确定了其最优加量分别为FN1,氯化铵用量为用砂质量的1.5%,5%;GN1,HY1树脂的用量为用砂质量的1.5%,6%。60℃下固化24h,FN1体系样品抗压强度为9.06Mpa,2%KCL溶液液相渗透率为2337md, HY1体系样品抗压强度为18.74Mpa,液相渗透率为1320md。将散砂在2Mpa压力下压实3分钟测定压实岩心的液相渗透率为3042md,此为岩心初始液相渗透率。测试了温度、时间因素对固结体性能的影响,实验结果表明两种树脂最优固化时间在24-72小时之间,固化反应集中在4-24小时之间,24小时后,延长固化时间能够小幅度地提高固结体的抗压强度,两种树脂的最高固化温度不高于100℃,环氧树脂HY1的耐高温性更差。在润湿散砂和混入200目的细粉尘粘土情况下测试对样品固结强度的影响,FN1树脂样品固结强度下降严重,且基本无法固化,在尝试加入1%的硅烷偶联剂KH550,KH792后,该体系仍旧无法发生固化反应;HY1树脂样品在含水量小于5%的时候固结强度小幅度升高,当石英砂含水量高于5%时,固结样品抗压强度下降,但仍大于10Mpa。细粉尘粘土对HY1体系也有较大的影响,当粘土加量为20%的时候,抗压强度下降至7.84Mpa。在岩心水力冲刷实验中,水流速度为30mL/min,控制冲砂端压力为3Mpa,对固结体岩心连续冲刷48小时后,FN1体系的固结样品出砂率为0.48%,HY1体系的出砂率为0.13%,两种体系样品出砂率都低于1%。固结样品的介质浸泡实验中,在腐蚀性介质中浸泡1个月后,HY1树脂体系样品抗压强度和液相渗透率都受到了不同程度的影响,柴油浸泡影响最大,浸泡后固结体抗压强度降至14.46Mpa,渗透率提高到1882md。通过润湿角测定仪器测定了固结体的润湿性,水滴在强亲水性的云母片上润湿角为28.0。,滴在FN1固结岩心薄片上的润湿角为44.3。,滴在HY1体系固结岩心薄片上的为54.2。,润湿角实验结果说明FN1体系固结样品的亲水性强于HY1,两种树脂固结体都是亲水性岩心,固化后不会改变地层润湿性。通过室内“拌砂法”实验,对两种固化体系样品性能进行测试和对比,其中FN1体系树脂由于无法在含水和细粉尘粘土颗粒环境下发生固化反应,且固化强度远低于HY1体系,因此选用环氧树脂HY1体系进行室内模拟现场工艺实验研究。通过湖北汉科新技术研究所研制的化学固砂仪器HGS对HY1体系进行了一系列的室内模拟实验,一体化实验包括注入胶液,散砂固化,渗透率测定,冲砂实验等。注入模拟法中,散砂装入岩心腔体后在2Mpa压力下通过压实填平装置压制3分钟后泵入树脂与固化剂混合胶液进行固化实验。通过一体化实验测定了HYl体系在60℃的温度下24小时固化后的固结岩心样品固结强度能够达到14.36Mpa,液相渗透率为963md,48小时冲刷出砂率仅为0.31%,且在扩孔剂煤油的注入体积为岩心孔隙体积的4-5倍的时候,固结体的液相渗透率有一定的提高,能够达到2427md以上,满足疏松砂岩地层的渗透率要求。当该体系试剂用量提升至最优加量的2.2%～2.4%的时候,固结地层的渗透率降低至78-200md之间,其中岩心驱替的突破压力为7.8Mpa,说明固砂胶液与散砂形成的凝胶体系耐压能力较好,且当驱替体积为1PV(孔隙体积)和10PV的时候,固结体的堵塞率都能够达到95%以上,有很好的封堵性。室内模拟注入法研究中HY1固砂体系固砂性能能够满足课题要求指标。通过室内“拌砂法”和注入模拟法两种方法测定了环氧树脂HY1体系固结样品各项固砂性能指标,实验结果表明该体系能够满足疏松砂岩注水井化学固砂调剖的性能指标要求,有一定的推广使用性。

关键词：注水井疏松砂岩化学固砂出砂率现场模拟

疏松砂岩稠油油藏固砂技术研究现状及发展趋势

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广州化工 2022年第7期50卷 24-26页

作者：邹剑高尚刘长龙符扬洋张丽平中海石油(中国)有限公司天津分公司天津300459

疏松砂岩颗粒胶结较差,高粘原油的携带和热采施工会加剧疏松砂岩稠油油藏的出砂问题,大量出砂将带来生产隐患和降低经济效益。目前主流防砂技术主要有机械防砂和化学固砂,化学固砂凭借其施工简单、高效、适用于细粉砂出砂的特点而得到... 详细信息

疏松砂岩颗粒胶结较差,高粘原油的携带和热采施工会加剧疏松砂岩稠油油藏的出砂问题,大量出砂将带来生产隐患和降低经济效益。目前主流防砂技术主要有机械防砂和化学固砂,化学固砂凭借其施工简单、高效、适用于细粉砂出砂的特点而得到了较快发展,具有很好的发展前景。本文总结了用于疏松砂岩稠油油藏的主要固砂技术,并提出化学固砂作为主流固砂技术将向着价廉、实用、高效、耐高温、能复合其它防砂工艺的方向发展。

关键词：疏松砂岩稠油油藏化学固砂