油水井暫堵沖砂配套技術研究

龐全書（遼河油田錦州采油廠，遼寧 盤錦 121209）

油水井暫堵沖砂配套技術研究

龐全書（遼河油田錦州采油廠，遼寧 盤錦 121209）

歡西油田屬于疏松砂巖油藏，成巖作用差，尤其是油田開發中后期，地層虧空嚴重，油水井沖砂時易漏失，地層砂無法完全清除，造成檢泵作業頻繁，影響油田開發效果。近年來，針對沖砂漏失問題，現場應用了樹脂-CMC暫堵沖砂液、試驗了水溶性沖砂暫堵球等暫堵劑，但是還存在一定的問題。為此，我們開展了油水井暫堵沖砂配套技術研究，解決沖砂漏失問題，目前已取得一定的成績，且現場使用效果較好。

歡西油田；沖砂；漏失；暫堵沖砂

歡西油田屬于疏松砂巖油藏，成巖作用差，尤其是油田開發中后期，地層虧空嚴重，油水井沖砂時易漏失，地層砂無法完全清除，造成檢泵作業頻繁，影響油田開發效果。近年來，針對沖砂漏失問題，現場應用了樹脂-CMC暫堵沖砂液、試驗了水溶性沖砂暫堵球等暫堵劑，但是還存在以下問題：

問題一：常規暫堵沖砂技術暫堵效果不理想，且造成油層污染，開井易卡泵。

問題二：對于大孔道漏失嚴重的油水井，常規暫堵劑無法實現有效封堵。

問題三：常規反循環沖砂時對油層污染嚴重，投產后油井恢復產量周期長。

問題四：撈、沖砂結合施工時，由于地層及其他原因，除砂不凈，存在先沖砂后撈砂或撈砂后沖砂的情況，生產時率低。

我們對產生井漏的原因進行分析，發現三個必要條件：井筒工作液的壓力大于地層壓力；地層中存在漏失通道及較大的漏失空間；.通道的開口尺寸大于外來工作液中固相的粒徑。

針對上述問題，我們展開了相關技術研究，并取得了一定的成績。

1 可降解暫堵沖砂劑的研制

1.1 新型可降解暫堵劑

“新型沖砂暫堵劑”主要由降解劑、膨脹體、增稠劑組成，我們從優選其組成成份入手研制。

我們優選了中相對分子質量（約104~106）的聚丙烯酸鈉做增稠劑；優選了高相對分子質量（約106~107）的聚丙烯酸鈉做膨脹體，其吸水量可達原質量400倍以上，膨脹達原體積100以上。

現在油田常用的降解劑主要有聚乳酸（PLA）、聚羥基烷酸酯（PHAs）和生物降解促進劑（BPA）等，我們從效果、價格等方面進行了評價、篩選，選擇了生物降解促進劑（BPA）作為我們的降解劑。

經過系列配方試驗，確定配方如下：2%（BPA）+10%增稠劑+膨脹體。

經過室內評價，新型暫堵劑參數如下：膨脹后顆粒(粒徑為3～6mm)；水化膨脹初始時間10min(50℃熱水)；初始降解時間5h(50℃無氧自然降解)，最終降解時間24h(50℃無氧自然降解)，適宜溫度為30～120℃。

作用機理：在沖砂過程中，膨脹體在污水中膨脹，在增稠劑作用下，形成具有一定粘度、較大粒徑的顆粒懸浮液，封堵漏失孔道；沖砂完畢后，膨脹體在降解劑的作用下，在一定時間內發生降解，形成較細的顆粒及絮狀物，隨生產液流排出，不會產生二次堵塞污染，不影響油井后期生產。

1.2 大顆粒生物暫堵劑的研制

對于漏失嚴重、出砂顆粒較大的井，其地層高滲透通道較大，大量暫堵劑會隨著沖砂液漏失進入地層內，無法對地層漏失起到暫堵作用。針對這一情況，我們研制了成本低廉，顆粒較大，且具有一定強度的可降解暫堵劑。

該暫堵劑由生物降解劑、有機膨脹材料和增稠劑組成。其中生物降解劑為黃豆和玉米的顆粒混合物，黃豆和玉米是天然的高聚物，內含纖維素，遇水可膨脹2倍以上，且具有一定的強度。經過優選評價后配方用量為60%至85%；黃豆和玉米的重量比例為1：2至2：1；暫堵劑顆粒選擇為砂粒粒徑的2-3倍。

有機膨脹材料為聚丙烯酰胺，分子量為600萬至1300萬，用量為5%至20%；增稠劑為羧甲基纖維素或羧甲基纖維素鈉，用量為5%至20%。

室內評價參數：密度為0.85 g/cm3至1.00 g/cm3；最大膨脹倍數＞2倍；初始降解時間2小時，最終降解時間24小時（50℃無氧自然降解）；適宜溫度30℃至120℃。

該種可降解的沖砂生物暫堵劑的粒徑可調，水化膨脹初始時間短，在地層溫度下膨脹速度快，對地層漏失量大的油井，容易暫堵，可避免漏失現象發生。

2 油井沖砂、撈砂一體化管柱工藝的研制

油井除砂施工時，由于地層及其他原因，除砂不凈，存在先先沖砂后撈砂或撈砂后沖砂的情況，在這些方法的轉換過程中會消耗大量的人力、物力，影響作業進度，降低生產時率。為此，我們研制了一種油井沖砂、撈砂一體化管柱除砂工藝。

將該管柱連在油管下端，輕探砂面，上提1-2米后即可進行沖砂作業。沖砂后，如需轉換撈砂作業時，停止沖砂，向管柱內投球，加壓，球座和滑套脫離，露出濾砂孔，球和球座座在球座止擋口，完成沖砂裝置向撈砂裝置的轉變。上提管柱撈砂，此時投放球將砂擋在管柱體內，而管柱體內多余的液體從濾砂孔排出，管柱體將所撈砂帶至地面，完成撈砂作業施工。該裝置采用滑套剪釘和球座剪釘的連接方式，可在地面更換剪釘，重新裝配即可再次使用，具有可重復使用性。

圖1 油井沖砂、撈砂一體化管柱

3 現場應用及效果分析

至2016年底大修措施施工46井次，小修措施施工319井次，一體管柱撈砂49井次，措施有效率95%。

[1]韓慧芳、崔英德、蔡立彬等.聚丙烯酸鈉的合成及應用[J].日用化學工業，2003（1）.

[2]黃根龍、王文暉、龔華等.新型降解功能添加劑的研制和應用[J].上海化工，1994（2）.

龐全書（1985-），男，2008年畢業于西南石油大學石油工程專業，現從事采油工藝研究工作。