形狀記憶膨脹顆粒防砂材料性能評價

匡韶華，呂 民，楊 洪，王 磊，佟姍姍

（1.中國石油遼河油田分公司鉆采工藝研究院，遼寧盤錦 124010；2.中國石油新疆油田分公司重油開發公司，新疆克拉瑪依 834000）

地層出砂是疏松砂巖油氣藏開采過程中存在的突出生產問題之一。解決油氣井出砂問題的主要途徑是采取防砂措施來控制地層出砂。經過多年的研究與應用，已形成了機械防砂和化學防砂2大類防砂技術，包括獨立篩管防砂、礫石充填防砂、壓裂防砂、人工井壁防砂和化學固砂等多種防砂技術[1]。形狀記憶材料是一種具有形狀記憶效應的新型智能材料，受到國內外廣泛關注[2-3]。近些年，石油科技工作者開始探索將該材料應用在石油工程中[4-11]，其中，利用形狀記憶高分子材料（SMP）研發的形狀記憶防砂篩管已在現場成功應用[12-17]，驗證了該材料應用于防砂技術的可行性和適應性。該技術只需下入一趟防砂完井管柱，利用井底溫度使形狀記憶篩管膨脹充填環空，能夠以獨立篩管完井的簡單工藝實現礫石充填完井效果，大幅縮短了施工周期、減少了地面配套裝置。形狀記憶防砂篩管在水平井裸眼完井中具有明顯優勢，但是在射孔套管完井中存在成本高、后期管柱打撈難度大等局限性。

為此，筆者提出了膨脹顆粒防砂技術思路：形狀記憶材料加工成具有膨脹性和滲透性的膨脹顆粒，將其填充于射孔孔道來實現防砂功能。采用形狀記憶聚氨酯泡沫和樹脂涂覆技術，制備了膨脹顆粒防砂材料，通過室內試驗評價了該材料的膨脹性能、溫度影響性、抗壓強度、過流性能、擋砂性能和耐介質性能，以期為該防砂材料的現場應用提供依據。……