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1、第 9 章,油水井防砂,第二篇 采油化学,9.1油水井出砂,（1）地层出砂类型,地层出砂是油田生产过程中遇到的普遍问题，根据生产过程中的出砂程度，地层出砂主要分为以下三类： A.不稳定出砂 正常生产条件下出砂量随时间而递减。该现象通常出现在射孔或酸化后的排液过程中，以及水锥进或放大油流之后，出砂浓度与体积及其衰减时间等物理量变化较大。 B.连续性出砂 油井生产过程中长时间稳定的连续出砂。该时期内生产参数、出砂浓度都较稳定，衰减时间变化小。 C.突发性大量出砂 是指短时间内大量出砂造成油井突然砂堵或关闭的事件，如放大油流或关井作业时砂桥造成砂堵，或大量出砂造成井眼砂堵。,第9章 油水井防砂,按地
2、层胶结强度及出砂表现，出砂地层可分为三类： 流砂地层 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，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。 部分胶结地层 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。 脆性砂地层 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，如此周而复始。此类地层先期裸眼砾石充填防砂成功率较高。,（2）出砂地层分类,第9章 油水井防砂,9.1油水井出砂,内在因
3、素： -地层应力; -胶结物种类、含量分布、胶结类型; -渗透率; -成岩压实作用、地质年代等。 一般地，胶结物含量高、分布均匀、渗透率越低、地质年代早、埋藏深，成岩强度高，压实作用也好，越不容易出砂，反之亦然。,第9章 油水井防砂,9.1油水井出砂,（3）地层出砂原因,外在因素固井质量不好或不合格；采液速度突然发生变化或采油速度过高；低质量(即对地层伤害严重)入井液和频繁的修井作业；不合理的生产及作业措施造成油层伤害，如注水强度过大、加砂压裂、强抽以及油井的酸化、压裂等措施不当；注水压力不稳定引起的震荡作用；地层压力持续下降，油井含水上升；开发中、后期油井提液，加剧了对颗粒的冲刷，从而降低地
4、层胶结强度；原油粘度大，携砂能力强，也是出砂的其中一个因素。 主要是生产方案及制度不合理引起地层出砂。,第9章 油水井防砂,9.1油水井出砂,（3）地层出砂原因,第9章 油水井防砂,油井出砂： -采油层段堵塞； -管线和设备堵塞； -抽油泵磨损； -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。,（4）出砂危害,9.1油水井出砂,机械防砂法,化学防砂法,其它防砂法,油水井防砂,第9章 油水井防砂,桥接防砂法,胶结防砂法,人工井壁防砂法,化学防砂法,第9章 油水井防砂,绕丝筛管砾石填充防砂常规砾石填充防砂;振动砾石填充防砂; 分层砾石填充防砂 ;旁通砾石填充防砂
5、.,机械防砂法,第9章 油水井防砂,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9章 油水井防砂,9.2化学桥接防砂,桥接剂是指能将松散砂粒在接触点处桥接起来的化学剂。,（2）桥接剂,无机阳离子型聚合物,有机阳离子型聚合物,第9章 油水井防砂,9.2化学桥接防砂,A.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,B.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,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9章 油水井防砂,9.3化学胶结防砂,胶结剂是指能将松散砂粒在接触点处胶结起来的化学剂 。
6、,（2）胶结剂,无机胶结剂：硅酸、硅酸钙等,有机胶结剂：树脂、冻胶等,第9章 油水井防砂,9.3化学胶结防砂,第9章 油水井防砂,9.3化学胶结防砂,无机胶结剂,A.硅酸：水玻璃-油或盐酸；B.硅酸钙：水玻璃-油或氯化钙。,有机胶结剂,树脂：酚醛树脂、脲醛树脂、环氧树脂和呋喃树脂；冻胶：如聚丙烯酰胺冻胶；聚氨基甲酸酯；焦碳。,偶联剂,能使两种材料或分子发生偶合作用的物质。偶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。,-氨丙基三乙氧基甲硅烷,偶合剂,水解生成甲硅醇,聚甲硅醇的羟基部分可通过氢键与砂粒表面的羟基结合；其余部分与树脂结合,再缩合脱水生成
7、聚甲硅醇,（3）化学胶结防砂步骤,B、胶结剂注入,E、胶结剂固化,A、地层预处理,C、增孔液注入,第9章 油水井防砂,9.3化学胶结防砂,A、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。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。,9.3化学胶结防砂,B、胶结剂的注入,将胶结剂注到松散砂层，与砂接触。为使胶结剂均匀注入，在注胶结剂前可先注一段塞转向剂（如丙醇、柴油和乙基纤维素的混合物）。,9.3化学胶结防砂,C、增孔
8、液的注入,增孔液是将多余胶结剂推至地层深处的液体。要求：增孔液不溶解胶结剂不影响胶结剂固化。,D、胶结剂的固化,若固化剂在胶结剂注入时已加入，这一步骤是关并侯凝。若固化剂注入时未加入，这一步骤是先注入固化剂再关井侯凝。,在地层的亏空处，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,第9章 油水井防砂,9.4 人工井壁防砂,第9章 油水井防砂,9.4 人工井壁防砂,(1)填砂胶结法(散砂+胶结剂) (2)树脂涂敷砂法(酚醛树脂涂覆砂) (3)水泥砂浆法 (水+水泥+砂=0.5:1:4)(4)水泥熟料法 (石灰石+粘土烧结),酚醛树脂涂覆砂：石英砂粒径
9、：0.40.8mm，0.3-0.6mm;树脂用量:5-12%.外固化剂：适量。,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 滤砂器可由金属棉、金属毡或金属丝网制成，也可用胶结剂胶结石英砂等制得。,第9章 油水井防砂,9.5 滤砂管防砂,第9章 油水井防砂,9.6 绕丝筛管砾石充填防砂,先用砂充填亏空砂层；然后将绕丝筛管（绕有不锈钢丝的丝间缝宽 0.20.3 mm的割缝油管或钻孔油管）下至出砂层段；再用携砂液将砾石（粒度中值为砂层砂粒粒度中值56倍的石英砂）充填在出砂层段与绕丝筛管之间的空间。,本章小结：（1）常用的防砂方法、基本作用机理。（2）化学防砂的方法、原理及其步骤。思考题：（1）防砂主要有化学防砂和机械防砂，常用的防砂方法有哪几种？简述其适应性。（2）化学胶结防砂主要有哪几个步骤？,
