辽河油田攻坚化学驱防砂技术纪实

  解“聚”突围 “化”茧成蝶
  [中国石油新闻中心 2024-11-26]
  11月21日，辽河油田采油院防砂所实施化学驱防砂的锦2-9-A238井，日产液由每天2立方米提升至18立方米，日产油从每天0.2吨提升至3.9吨，措施效果明显。
  辽河油田勘探开发50余年，目前正逐渐步入化学驱三次采油阶段。化学驱作为辽河油田三次采油的重要手段，是辽河未来稀油开发的主力方式。化学驱防砂技术的突破，让辽河油田保持化学驱年20万吨产量规模吃下一颗“定心丸”。
  创新思维 蹚出防砂新路径
  “长期以来，防砂难都是化学驱提产提效的最大‘拦路虎’。”辽河油田防砂技术一级工程师吕民说。
  化学驱使用药剂的主要成分之一是聚合物，聚合物的特点是“黏”。这“黏”如同一把双刃剑，可以利用其表面张力更好地驱油提采，但也会把地下的细粉砂带出，导致卡泵停井、砂埋油层油井停产。
  防不防得住砂，成为化学驱成败的关键所在。
  辽河油田曙光采油厂曙三区由注水开发转聚合物化学驱后，出细粉砂加剧，造成化学驱效果差。常规防砂方法在这里行不通，科研人员大胆创新，打出一套“筛管防砂+压裂防砂+砾石充填防砂”的三位一体组合拳。
  其原理是，先下入筛管，在井筒内起到挡砂作用；随后，实施地层压裂改造，扩大泄油面积，并向压裂缝中充填树脂砂，起到支撑导流作用，实现出砂油井提液生产，达到化学驱提液提产的效果。
  去年10月实施的化学驱防砂曙3-07-更005井，已连续生产至今，日产油提高了1.7吨。
  思维的创新，结出了化学驱防砂的累累硕果。
  截至目前，科研人员在曙三区、锦16块先后成功实施地层深部防砂、砾石充填防砂等类型化学驱防砂21井次，平均检泵周期达到320天以上，防砂有效率达100%，平均单井提液41%。
  “如果说有秘诀，那就是突破思维困局，勇于尝试。”吕民说。
  攻坚啃硬 形成系列新技术
  辽河油田有着近30年的防砂经验，“但这次化学驱防砂如此不同，经验的尽头是无经验可循。”辽河油田采油院防砂所机械防砂技术研究室主任丛志新说。
  辽河油田油藏各有特点，科研团队一直致力于形成化学驱防砂技术系列，针对不同区块的不同特点，总结归纳经验，形成针对性强、效果突出的防砂技术。
  在技术系列探索初期，化学防砂技术研究室陈楠用4个月时间，系统摸排了近5年辽河油田所有实施化学驱防砂井的油藏特质、井况、防砂措施及效果，发现它们各有特点，最优措施竟无一相同，几乎没有普遍规律。
  尽管如此，技术的关键点还是被科研人员探寻到了。
  吕民认为，化学驱防砂，要解决化学驱堵塞和出砂加剧的问题，根本解决办法就是形成高导流的防砂技术。
  解堵和排砂是形成高导流的两个必要条件。
  化学驱解堵的常规措施是酸化，但其处理半径仅在1至2米的范围。要想在深部扩大解堵，单靠增加酸化药剂，措施成本将呈几何级数增加。考虑到地层堵塞与出砂问题并存，科研人员探索出了一条酸化和防砂结合的技术路线。
  先气举返排——向井底注入高压氮气，油层中的浮砂被产出液挟出地面。气举返排后，没有了泥沙的困扰，地层对药剂的吸收能力增强，再利用防砂压裂液推动酸化药剂处理地层深部，达到化学驱防砂提产事半功倍的效果。
  其中，保障防砂高导流能力，研发防砂压裂液挟带的支撑剂是关键一环。
  研发中，科研人员联想到了荷叶效应。荷叶表面结构能实现水落荷叶而不粘，这样的疏水性能否同化成疏聚性，既能疏通化学驱聚合物，又使其不粘砂。
  科研人员筛选出2种胶结剂、4种涂层材料开展室内配方实验，通过上百次室内实验和评价论证，最终研发出了防聚吸附支撑剂。
  关键技术难题的破解，使得防砂团队实现了化学驱防砂技术的自主化。
  如今，科研团队已研发形成包含高效解聚剂、防聚吸附支撑剂、抗堵塞筛管、变粒径分级充填技术等优势产品和技术，攻关形成了油井深部防砂与气体举升挟排砂、高导流防砂、地层解堵防砂技术系列，成为扩大化学驱开发规模的重要支撑。
  精准开方 治好一口口“重症井”
  化学驱井容易出砂，但不同区块和不同井出砂的程度和原因又有所不同。
  在推广应用化学驱防砂技术过程中，技术人员按照“一把钥匙开一把锁”的思路，认真分析每口井出砂的原因，聚合多方专业力量，精准开方，治好了一口口出砂重点井。
  现场试验初期，团队接到锦2-9-A238井的防砂任务。这口井位于锦16化学驱区块中心受效部位，是一口高产井，但因出砂严重，生产能力无法充分释放。
  辽河油田采油院防砂所接到任务后，与院内的油化所、矿机所、测试中心联合攻关，与采油厂地质团队深入对接，分析出油井遇到聚合物后出砂加剧导致地层堵塞，是导致低产的主要原因。据此，他们开展工程设计，对现有防砂技术进行升级，采用前置酸化、高排量挤注防聚沙的地层深部防砂技术。设计方案经过6次论证，前后40余天，敲定了最终方案。实施后，锦2-9-A238井日产液增加近一倍。
  在应用过程中，挑战绝非单一存在。当地层条件变得复杂时，所面临的考验往往更为严峻。
  位于杜18块的曙3-07-更005井的井段跨度大，地层渗透率低且级差大，泥质含量高，出细粉砂严重，既要防住砂，又要保证一定液量，防砂难度升级。
  辽河油田防砂团队确定“采用砾石充填防砂”的技术路线后，通过开展模拟聚合物过流、抗泥质堵塞等一系列实验，对设计参数实施优化。为提升抗堵塞性能，他们优选了自洁式滤砂管，设计出“远端压裂填砂和近端循环充填”防砂工艺，多级防砂屏障的构建实现了防砂效果升级。通过这套组合拳，防砂与生产效果显著提升，日产液提高了6立方米，日产油提高了1.7吨。
  化学驱防砂技术推广实施以来，技术团队攻克了一个个技术难题，治好了一口口“重症井”、难点井。“正是在解决现场问题的过程中，我们这项技术更加成熟。”防砂所所长王斐说。目前，通过化学驱防砂，已累计增油2万余吨。