油水井化学防砂法PPT课件

.
9
（二）、主要的防砂胶结剂
1、酚醛树脂
一种是地面预缩聚好的热固性酚醛树脂。这种 树脂用10%的盐酸作固化剂。
因盐酸使之迅速固化，因此盐酸是在增孔以后 再注入的。
另一种是地下合成的酚醛树脂，这种树脂常用 S出n盐Cl酸2做，固从化而剂使，酚因醛S树nC脂l2与固H化2。O反应可以缓慢地放
.
10
例如柴油可作增孔液，因为它们是非极性物质， 不会溶解极性物质，并且由于砂粒表面是亲水表面， 煤油和柴油不会将胶结剂全部带走。
.
8
4、胶结剂的固化
对不同的胶结剂有不同的固化方法，主 要用化学方法。胶结剂固化以后，就可将砂 粒胶结住，达到防砂的目的。有些胶结剂固 化时需要高温，则要用井底加热器或通入蒸 汽、热空气等。
第二专题：油水井防砂法
一、油水井出砂的原因
油井会不会出砂，主要取决于砂层中砂粒间的 胶结状况。若砂粒间没有胶结物，或虽有胶结物但 数量很少强度很差，它们就会在流体的冲刷下引起 出砂。
.
1
二、 油井出砂的危害
1) 油井出砂会将油层砂埋、油管砂堵，严重时会使井 底坍塌，损坏套管，使油井停产。
2) 油井出砂会加速井下设备、工具等的磨蚀，甚至磨 损。
分为无机阳离子型聚合物和有机阳离子型聚合 物。
.
17
1、无机阳离子型聚合物
羟基铝和羟基锆是两种最典型的无机阳 离子型聚合物。
现以AlCl3为例说明羟基铝的制备过程： i. 电离：AlCl3 →Al3+ + 3Clii. 络合： 6H2O+ Al3+ → [Al（H2O）6]3+ iii. 水解：[Al（H2O）6]3+ →
3) 油井出砂，会造成停产而影响产量、增加井下作业 量，从而提高了采油成本。
.
2
三、化学防砂法
油水井的防砂法有化学桥接防砂法、化 学胶接防砂法等。
➢化学胶接防砂法是用胶结剂将松散的或胶 结不牢的砂粒，在它们接触点处胶接起来， 达到防砂的目的。
.
3
四、化学胶接防砂法
（一）胶结砂层中的砂粒所需要的步骤 1、预处理液的注入
.
20
羟基锆，是锆盐用碱适度中和至PH2.4-2.8， 它经历了类似AlCl3 同样的过程，产生锆的多核 羟桥络离子，它与相应的阴离子一起叫做羟基 锆。也是一种无机阳离子型聚合物。
Байду номын сангаас
.
21
2、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，如：
在地下合成的酚醛树脂中，苯酚、甲醛、 SnCl2的质量比为1: 2: 0.24。
由于这种形式的酚醛树脂需在地下进行 缩聚，因此，只适用于高于60℃的地层。
2、CaSiO3 可液先将为分它了散固在在化砂柴。粒油接中触注处入生砂成层C，aS再iO用3。Ca水C玻l 2溶璃
.
11
3、SiO2 为了产生胶结用的SiO2，可依次向砂层
注入水玻璃、增孔柴油和盐酸，即可在砂粒 接触处生成H2SiO3。然后升高地温，使硅 酸脱水生成SiO2。
NaSiO3 + HCl → H2SiO3 + NaCl
→H2O + SiO2
.
12
4、水泥
在防砂中，水泥常以两种形成使用：
一种是水泥砂浆。 水泥砂浆是将水、水泥、石英砂按0.5:
1: 4的质量比配成，它主要用于填充亏空的 砂层，形成人工井壁。
[Al（OH）（H2O）5]2+ +H+
.
18
iv. 羟桥作用：
最后产生铝的多核羟桥络离子与其相应的阴离
子一起叫羟基铝，是一种无机阳离子型聚合物--聚 合铝。整个聚合过程用碱适度中和至PH为3.2-3.6 制得。
.
19
由于羟基铝的多核羟桥络离子为高价无 机阳离子，所以可以将表面带负电的松散砂 粒桥接起来，减少砂从地层产出。
.
5
2、胶结剂的注入
目的在于将胶结剂注入到要胶结的砂层 中去。
由于砂层的渗透性不均质，故胶结剂将 更多地沿高渗透层进入砂层，影响防砂效果。
为了使防砂胶结剂均匀注入，在胶结前 可先注一段分散剂。
.
6
分散剂是这样一种物质，它可以降低高渗透层的 渗透率，从而使砂层的渗透率拉平，因而胶结剂 可以比较均匀地进入砂层。
胶结之前，砂层是要预处理： 若要除去砂粒表面的油，预处理剂可用液 化石油气、汽油、柴油等；
.
4
若为极性胶结剂准备一个极性（即亲水） 表面，预处理液可用活性剂水溶液。
所用的活性剂应是那些亲水的活性剂如 烷基磺酸钠、烷基苯磺酸钠、聚氧乙烯聚氧 丙烯丙二醇醚-2070等。由于极性胶结剂能 很好地润湿极性表面，因而有较好的胶结效 果。
例如异丙醇、柴油和羟乙基纤维素的混合物 就是这样一种分散剂。由于乙基纤维素可在柴油 中溶胀，所以当把它注入砂层时，它将更多地进 入高渗透层，从而引起高渗透层渗透率的下降。 可见，为了提高防砂效果，是应该注意分散剂的 使用。
.
7
3、增孔液的注入
由于对砂粒起胶结作用的胶结剂是沾在砂粒接 触点上的胶结剂。在砂粒孔隙中的胶结剂是不需要 的，因它固化以后引起砂层的堵塞，降低胶结以后 砂层的渗透率。因此要用增孔液将这部分多余的胶 结剂推至地层深处。
.
15
[井例] 用水泥砂浆防砂
有一油井，采油段1416-1441m，射孔后 出砂，前后出砂约700kg，故决定用水泥砂 浆法防砂。施工时，先注3.85m3 原油，然 后用9.83 m3原油将1.42 m3水泥砂浆携带 至油层。关井候凝3天。开井后，油井不出 砂，生产正常。
.
16
五、防砂桥接剂
指能够将松散砂粒桥接起来的化学剂。
.
13
另一种是水泥熟料。由石灰石和粘土按一 定比例烧结而成。
若将块状的水泥熟料粉碎到一定的粒度 既可用于防砂，也可用于填充亏空的砂层， 水泥熟料的颗粒间可在水作用下互相胶结起 来，用于人工造井壁。
目前主要使用树脂、CaSiO3、水泥作防 砂胶结剂。
.
14
[井例] 有一抽油井，采油段在1882—1888m， 出砂严重，常常因为卡泵而停产。油层温度63℃， 故采用地下合成法。在防砂施工中，依次向地层 注入12 m3 0.5%聚氧乙烯壬基苯酚醚-4的柴油溶 液 、 3.8m3 10% 的 盐 酸 、 1m3 的 隔 离 柴 油 、 4.8m3 由1.6吨苯酚、3.1吨甲醛和380kgSnCl2配 成的合成液、8.4m3 饱含了合成溶液的增孔柴油。 然后关井候凝48小时。处理后，油井不出砂，生 产正常。