[摘要] 為解決呋喃樹脂防砂中固結(jié)強(qiáng)度低和非均質(zhì)嚴(yán)重儲(chǔ)層樹脂注入指進(jìn)， 導(dǎo)致防砂有效期短等問(wèn)題， 開展了CH一2型酸性內(nèi)固化劑、自生泡沫暫堵劑等項(xiàng)室內(nèi)研究， 經(jīng)試驗(yàn)固砂強(qiáng)度可提高40以上，泡沫 暫堵劑在不同滲透率的并聯(lián)試管與樹脂進(jìn)行試驗(yàn)， 配伍性良好，起到了穩(wěn)定的暫堵和均勻推進(jìn)作用。同時(shí)針對(duì)樁106等儲(chǔ)層特征， 進(jìn)行了清洗劑、偶聯(lián)劑、隔離液、增孔液等材料的篩選， 形成了適合該塊特點(diǎn)的配套工藝， 現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)取得良好效果。

老河口油田樁106塊地處山東省東營(yíng)市河121區(qū)東北部的灘海地帶，主要開發(fā)目的層為館陶組上段， 是河流相沉積，多期河道頻繁發(fā)育，小層砂體形態(tài)多為舌狀砂體或土豆?fàn)睿绑w之間連通性差。油層埋深在1330～1450m 之間，儲(chǔ)層孑L隙度平均34．4 ，滲透率平均2116 X 10m。，泥質(zhì)含量平均 17．9 。據(jù)粘土礦物X衍射分析，儲(chǔ)層伊／蒙問(wèn)層平均含量為67．1 9，6。截止2007年12月該塊共有油水 井191 I：1，其中油井總井128 I：1，開井1101：1， 日液水平5474t， 日油水平822t，綜合含水85 ，水井 總井63口，開38口， 日注水平3275m。。由于地層出砂虧空大、泥巖夾層吸水膨脹蠕動(dòng)等因素影響， 該塊發(fā)現(xiàn)套損井551：1(油井351：1，水井201：1)。為解決套變井防砂難題，在2004 2005兩年試驗(yàn)了 復(fù)合樹脂固砂劑防砂工藝，它是以改性糠醇樹脂為主體，與其他如酚醛、脲醛等樹脂復(fù)合而成的高分子 化合物，分子中的強(qiáng)很性基團(tuán)(如羥甲基、酰胺基等)與砂粒表面有強(qiáng)的親和作用。初期應(yīng)用了9井 次，其中樁106-18-22井等3口井實(shí)施后發(fā)現(xiàn)降產(chǎn)堵塞嚴(yán)重，樁106-23一X23井、106—20一KX17井等41：1 井防砂有效期較短。因此，從2006年開始，開展了CH一2型酸性內(nèi)固化劑和自生泡沫暫堵劑研究，形成了適合儲(chǔ)層特點(diǎn)的配套工藝。

呋喃樹脂內(nèi)外固化體系研究

糠醇樹脂通常使用HC1作為外催化劑，但固結(jié)強(qiáng)度較低。為切實(shí)提高樹脂固化強(qiáng)度，開展了CH一2 型內(nèi)固化體系的研制和試驗(yàn)。試驗(yàn)包括用CH一2作為內(nèi)固化劑加人到R (樹脂)中形成均勻混合溶液固 結(jié)標(biāo)準(zhǔn)石英砂；用混合溶液與不同濃度的鹽酸相配合固結(jié)標(biāo)準(zhǔn)石英砂(以下簡(jiǎn)稱復(fù)合法固砂)。同時(shí)試 驗(yàn)了固結(jié)標(biāo)準(zhǔn)砂的抗壓強(qiáng)度與應(yīng)用條件間的關(guān)系，這些條件包括：CH一2／R質(zhì)量比、隔離液性質(zhì)、固砂 溫度和固砂時(shí)間。

不同質(zhì)量比的CH-2／R固砂和只用鹽酸作為R的外固化劑固砂強(qiáng)度比較

僅使用不同濃度的鹽酸作為R的外固化劑，在60℃恒溫水浴中加熱48 h后，打碎玻璃管取出砂心，測(cè)定強(qiáng)度(表1)。

 

以R取100質(zhì)量份加入不同質(zhì)量份的CH一2混合液作為內(nèi)固化劑，在60℃恒溫水浴中加熱固化48h后取出固結(jié)砂芯測(cè)定的抗壓強(qiáng)度，結(jié)果如表2所示。與僅使用15%的鹽酸作為外固化劑相比，抗壓強(qiáng)度提高37.5 %。

 

復(fù)合法固砂試驗(yàn)

試驗(yàn)結(jié)果示于表3中。采用4%的 CH一2內(nèi)固化劑與10%的鹽酸復(fù)合使用， 砂心抗壓強(qiáng)度為8．61MPa， 與僅使用15%的鹽酸作為外固化劑相比，抗壓強(qiáng)度可提高107%，將有效提高防砂有效期和成功率。

 

自生泡沫暫堵劑在呋喃樹脂體系中的適用性研究

起泡劑的篩選要生成穩(wěn)定泡沫，必須有起泡劑，氣相、液相和泡沫穩(wěn)定劑共同存在。研究中氣體由如下化學(xué)反應(yīng)產(chǎn)生：NO +NH 一N t+2H O。含有NO和NH的水溶液在酸或溫度的引發(fā)下可迅速反應(yīng)產(chǎn)生N ，如體系中同時(shí)含有起泡劑和泡沫穩(wěn)定劑，化學(xué)反應(yīng)產(chǎn)生的Nz就可自發(fā)形成穩(wěn)定泡沫。在室內(nèi)選擇評(píng)價(jià)了烷基磺酸鈉、仲鏈烷基磺酸鈉、烷基苯磺酸鈉、烷基硫酸鈉、月桂酰磺酸鈉、油酸鈉、硬脂酸 鈉、含氟活性劑、OP一7、OP-15、OP-30、平平加一2O、OPC-IO、OPS-3等14種活性劑，試驗(yàn)中向含有 一定濃度NO和NH+的水溶液加入0．8 表面活性劑，用鹽酸引發(fā)化學(xué)反應(yīng)． 定泡沫體積和泡沫半衰期，試驗(yàn)顯示OPS·3具有較強(qiáng)的起泡能力，且耐高溫。因此本研究選用OPS-3作起泡劑。

泡沫穩(wěn)定劑的篩選

泡沫的轉(zhuǎn)向效果決定于泡沫的穩(wěn)定性，提高泡沫穩(wěn)定性的一條可行途徑是添加泡沫穩(wěn)定劑，泡沫穩(wěn)定劑主要是稠化劑。試驗(yàn)選擇了0．5 HPAM、0．5 %GG、0．5%XC、0．5%PVP、0．5%SPA、0．5%SPES、0．5 %PVA、0．5% MC等8種稠化劑，評(píng)價(jià)它們的泡沫穩(wěn)定作用(起泡劑OPS-3濃度為 0．8%)。試驗(yàn)結(jié)果顯示，SPES是較好的泡沫穩(wěn)定劑，且耐高溫。因此本研究選用SPES作泡沫穩(wěn)定劑。

對(duì)樹脂的轉(zhuǎn)向作用

分別研究了不同階段注入20ml自生泡沫轉(zhuǎn)向劑時(shí)工作液在并聯(lián)管中的分流情況及固結(jié)石英砂情 況，試驗(yàn)步驟如下：
① 制造并聯(lián)管，分別在2個(gè)玻璃填砂管( 25ram×250mm)中裝入粒度中值 0．I6ram的模擬地層砂和粒徑0．224~0．45ram的模擬石英砂；
②用抽真空的方法飽和模擬地層水；
③ 用模擬地層水驅(qū)替3PV；
④ 注地層清洗劑3．5PV；
⑤ 注樹脂27.0g；
⑥ 注樹脂固化劑(增孔液) 3．5PV；
⑦在60℃恒溫固化48h；
⑧ 將填砂管從恒溫水浴中取出，冷卻至室溫，輕輕將玻璃管敲碎， 取出固結(jié)砂柱，測(cè)定固結(jié)砂柱長(zhǎng)度和巖心抗壓強(qiáng)度。試驗(yàn)結(jié)果見表4。

 

如表4可以看出：
①在注入清洗劑之前加入泡沫轉(zhuǎn)向劑，清洗劑、樹脂和固化劑在滲透率較低的模擬地層砂測(cè)試管中的分布，分別由4.6%、12．7％、9．7%提高至32．7%、35．1%、44．9%，說(shuō)明產(chǎn)生了明顯的轉(zhuǎn)向作用，這是因?yàn)榕菽诙嗫捉橘|(zhì)中因賈敏效應(yīng)的作用產(chǎn)生了附加的阻力。
② 對(duì)比試驗(yàn)2、 3結(jié)果可以看出，對(duì)模擬地層砂而言，清洗劑進(jìn)入填砂管的量直接影響了固結(jié)段長(zhǎng)度和固結(jié)強(qiáng)度，說(shuō)明 砂粒表面的原油對(duì)樹脂的固砂作用有顯著的影響，這是因?yàn)樯傲１砻娴脑妥柚沽藰渲谏傲１砻娴奈健?br /> ③ 若在注入清洗劑和樹脂前分別使用自生泡沫轉(zhuǎn)向劑，樹脂和固化劑在模擬地層砂測(cè)試管中的分布，可分別提高至46．6%、48．7%;
④ 由試驗(yàn)5可以看出，樹脂固結(jié)巖心的較大長(zhǎng)度為206mm+227mm一433mm，長(zhǎng)度為433mm的固結(jié)巖心總體積可按下式計(jì)算：

固結(jié)巖心總體積=故結(jié)巖心長(zhǎng)度/填砂管長(zhǎng)度*填砂管總體積=433/500 X245．3=212．4(m1)
因此可計(jì)算單位體積樹脂可固化松散砂的較大體積為212．4／23．9=8．887m3，即1m3樹脂較大可使8．887m3油層的疏松砂固化。現(xiàn)場(chǎng)施工時(shí)可按下式計(jì)算樹脂的用量：7n= 0．4r2h。其中，m為樹脂用量，t；r為計(jì)劃處理半徑，m；h為油層厚度，m。

轉(zhuǎn)向劑用量對(duì)樹脂固砂效果的影響

按試驗(yàn)步驟研究了在注人清洗劑前一次注人自生泡沫的量對(duì)樹脂固砂效果的影響，試驗(yàn)結(jié)果見表5。隨著自生泡沫轉(zhuǎn)向劑注人體積的增加，防砂工作液進(jìn)人不同滲透率并行管巖心中的體積分?jǐn)?shù)越接近、低滲透填砂管固結(jié)成型的長(zhǎng)度和固化段的較高抗壓強(qiáng)度逐漸提高。當(dāng)自生泡沫轉(zhuǎn)向劑用量大于20ml 時(shí)，增加轉(zhuǎn)向劑的用量上述指標(biāo)變化不大。這是因?yàn)樵谝欢ㄩL(zhǎng)度的填砂管中泡沫產(chǎn)生的附加阻力有一較 大值P 。當(dāng)自生泡沫的用量達(dá)到某一數(shù)值時(shí)，增加其用量P一不再增加，即達(dá)到了很限轉(zhuǎn)向能力。 對(duì)比高滲透填砂管強(qiáng)度可以看出， 自生泡沫轉(zhuǎn)向劑對(duì)樹脂固砂強(qiáng)度無(wú)影響。

現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)效果

截止2007年12月，在樁106等區(qū)塊實(shí)施47井次，措施防砂成功率89.4%，防砂有效期365d以上 的有34井次，累計(jì)增油21544．6t。特別是在樁106—21一X20井等14口油層厚度大(6～10m)，縱向滲透率差異大的井在注人清洗劑前和注人樹脂前各加人自生泡沫劑進(jìn)行暫緩轉(zhuǎn)向試驗(yàn)取得較為理想效果， 防砂有效期和日液能力均達(dá)到設(shè)計(jì)要求。該成果的研究與應(yīng)用提高了化學(xué)防砂應(yīng)用水平，解決了有效期短、成功率低等難題，具有良好的借鑒作用。