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關鍵詞:防砂技術;化學防砂;固砂劑;熱采稠油井;技術發展;遼河錦州油田;綜述
錦州油田現生產區塊主要有錦45塊、錦7塊、歡17塊、錦25塊、錦16塊等,在長期的開采過程中,油井出砂一直是制約油田正常生產的一個主要因素。據統計2000年出砂井數873口,2005年上升到1056口。論文這些區塊呈現的特征是出砂的套變油井逐年增多,出砂粒徑逐年變細,出砂量逐年增多。其中錦45塊和錦7塊由于成巖作用差,膠結疏松,油井出砂極為嚴重。機械防砂、壓裂防砂、螺桿泵排砂等防排砂技術受井下工具的限制,均不適用于出細粉砂油井和套變油井防砂,而化學防砂具有其他防砂措施不可替代的優越性,具有固化強度高、有效期長、對地層傷害性小、施工簡便的特點,所建立的人工井壁能有效地阻擋地層出砂,具有普遍性,能很好地解決各種油井防砂問題,是解決套變油井和出細粉砂油井防砂難題的有效方法。
1化學防砂技術的發展歷程
錦州油田已開發15年,油井出砂一直是影響油田開發水平提高的主要因素之一,畢業論文化學防砂技術的應用和發展在油田開發中起了至關重要的作用。1992～2005年期間化學防砂技術的發展可分為四個階段。
(1)1992～1995年,在稀油和稠油區塊分別使用以長效黏土穩定劑為主的FSH2901稀油固砂劑和以無機物為主的BG-1高溫固砂劑。
(2)1996～1997年,稠油井化學防砂技術有了新突破,先后開發并研制了含有有機成分的三氧固砂劑、高溫泡沫樹脂和改性呋喃樹脂溶液防砂劑。
(3)1998～2002年,以具有溶解和溶合作用的氟硼酸綜合防砂技術代替長效黏土穩定劑成為稀油井化學防砂技術的主流,以含有水泥添加劑的有機硅固砂劑代替了三氧固砂劑。
(4)2003～2005年,改性呋喃樹脂防砂技術由于有效率較高和有效期較長,醫學論文成為化學防砂技術的主流,其余早期的化學防砂技術不再使用,同時LH-1高強度固砂劑防砂技術通過了現場試驗。
2化學防砂技術的應用效果
2.1FSH-901稀油井固砂劑防砂技術
(1)防砂機理FSH-901固砂劑主要成份為線性的高分子陽離子型聚合物N2胺甲基聚丙烯酰胺,這種聚合物中陽離子與黏土晶格中的陽離子發生交換作用,中和黏土表面的靜電荷,消除黏土片層間的排斥力,使黏土呈吸縮狀態,阻止黏土膨脹引起砂粒運移。由于與黏土發生交換的陽離子是連接成鏈狀的,可在黏土顆粒表面形成強大的吸附膜,包裹黏土顆粒,使黏土顆粒與泥砂顆粒牢固地黏結在一起,又可防止其他陽離子的侵入和交換,達到固砂和防止油層出砂的目的。
(2)應用效果1992～1997年,使用FSH-901稀油井固砂劑總計施工136井次,有效107井次,有效率78.7%。
2.2BG-1高溫固砂劑防砂技術
(1)防砂機理該高溫固砂劑是以含鈣的無機化合物為主體,加入有機硅化物及分散劑,經密閉表面噴涂工藝處理制得的白色粉末狀固體顆粒。在快速攪拌下將該劑分散在水介質中,配制成微堿性的懸浮液,在注汽條件下擠入井內,其中的硅化物在井筒近井地帶高溫表面發生脫水反應,將地層砂牢固地結合在一起,從而達到固砂的目的。
(2)應用效果1992～1995年,使用BG-1高溫固砂劑總計施工79井次,有效63井次,有效率79.7%。
2.3三氧固砂劑防砂技術
(1)防砂機理三氧固砂劑由粉狀氫氧化鈣、碳酸鈣、甲基三乙氧基硅烷,二甲基二乙氧基硅烷、分散劑、助乳化劑及其他助劑組成。承載于氫氧化鈣和碳酸鈣上的乙氧基硅烷在高溫條件下遇水分解,乙氧基變為硅醇基,硅醇基與砂粒表面的氫氧基(—OH)之間和硅醇基相互之間發生脫水縮合反應,硅醇基與鈣化合物之間也會發生某些反應,其結果是砂粒和鈣化合物顆粒之間形成網狀結構的有機硅大分子,使松散的砂粒膠結在一起。
(2)應用效果1996～1997年,使用三氧固砂劑總計施工98井次,有效81井次,有效率82.7%。
2.4高溫泡沫樹脂防砂技術
(1)防砂機理當高溫可發泡樹脂液擠入地層后,一部分樹脂液在砂粒之間吸附而形成膠結點,樹脂固結后將地層砂固結;進入地層虧空處的另一部分樹脂在發泡劑作用下發泡并形成固體泡沫擋砂層,起人工井壁的作用。這一技術是高溫樹脂固砂與固體泡沫人工井壁防砂的結合。
(2)應用效果1997年,使用高溫泡沫樹脂總計施工4井次,有效2井次,有效率50%。
.5改性呋喃樹脂防砂技術
(1)防砂機理改性呋喃樹脂防砂劑由改性呋喃樹脂、固化劑、催化劑及抗高溫老化劑、吸附劑及后處理劑組成,在紊流狀態下易分散于水中,職稱論文不結團、不沉降。防砂劑在清水或污水攜帶下進入油井目的層段,分散并吸附在砂粒表面,在地層條件下固化,在套管外地層中形成不熔化不溶解的阻砂井壁,水則作為增孔劑使其具有一定的滲透率[1]。這種防砂劑形成的人工井壁,抗壓強度為5～15MPa,可阻擋粒徑>0106mm的砂粒通過。
(2)應用效果1997～2005年,使用改性呋喃樹脂防砂劑總計施工99井次,有效94井次,有效率94.9%。
2.6氟硼酸綜合防砂技術
(1)防砂機理氟硼酸可水解產生HF[2],即BF4-+H2O=BF3OH-+HFBF3OH-陰離子可進一步依次水解成BF2(OH)2-、BF(OH)3-、H3BO3,同時產生HF。各級水解生成的HF與砂巖中的黏土和地層骨架礦物顆粒的反應為HF+Al2SiO16(OH)2H2SiF6+AlF3+H2O與此同時,羥基氟硼酸和硼酸亦與地層礦物顆粒如高嶺石反應,生成硼硅酸鹽和硼酸鹽。硼硅酸鹽可將小片黏土溶合在一起,阻止其分解和運移,使氫氟酸進一步與地層骨架礦物反應。在這些反應中,黏土中的鋁生成取決于F-的某種氟鋁酸鹽絡離子而溶解在溶液中。在礦物表面富集了硅和硼,在硅酸鹽和硅細粒上則形成非晶質硅和硼硅玻璃的覆蓋層,溶合成骨架,使顆粒運移受阻。
(2)應用效果1998～2002年,使用氟硼酸綜合防砂技術總計施工130井次,有效106井次,有效率81.5%。
2.7YL971有機硅固砂劑防砂技術
(1)防砂機理該固砂劑能改變黏土表面的電荷性質,其中的主體成份聚合物還能與地層中的硅氧結構礦物(包括黏土中的硅氧結構礦物和砂礫中的SiO2)反應,形成牢固的化學鍵;同時在油層條件下固砂劑分子之間相互交聯,形成牢固的網狀結構,既穩定了膠結物,又固結了疏松砂粒。
(2)應用效果1998～2002年,使用YL971有機硅固砂劑總計施工89井次,有效76井次,有效率85.4%。
2.8LH-1高強度固砂劑防砂技術
(1)防砂機理在高溫下該固砂劑中的有機硅化物經水解、表面脫水,以硅氧鍵與地層砂結合,并在各種添加劑的共同作用下將地層砂緊密連接在一起,留學生論文形成具有一定滲透率和高強度的立體蜂窩網狀結構濾砂層,阻止地層砂流入井筒。
(2)應用效果2005年,使用LH21高強度固砂劑總計施工11井次,有效11井次,有效率100%。
3現場施工中出現的問題
以上各種化學防砂技術在錦州油田開發的不同時期發揮了極其重要的作用,有力地保障了油田生產的正常運行。隨著各個區塊開發力度的加大及上產措施的實施,化學防砂主要面臨以下幾種狀況。
3.1出砂套變井逐年增加
據統計,隨著錦州油田各采油區塊遞減幅度的加大,出砂油井數每年遞增,2000年共有873口,2005年已增加到1056口。其中出砂的套變油井數也逐年上升,2000年為163口,2005年底已上升到316口。出砂的套變油井如不及時采取防砂措施,套管變形將更加嚴重,甚至發生套管損壞、油井報廢。雖然套管嚴重損壞的油井可以采取注灰、補層、側鉆等補救措施,但會大大增加采油成本。對于套變油井,最好在出砂初期便采用化學防砂法防治出砂。
3.2長井段油井化學防砂的難度加大
進入油田開發中后期,錦州油田在布井上采取了井網加密策略,在油層開發上采取了幾套層系合采措施,油井開發層系增多,油層厚度加大,井段加長,也加大了化學防砂的難度。有些油井由于井段長,層間差別大,籠統的化學防砂方式已不再適用,只能根據不同油層的地質狀況、出砂量及出砂粒徑,設計不同濃度、不同組成、不同藥劑用量的合理的分層防砂方案,并利用井下工具來完成分層化學防砂措施。該技術正在逐步完善之中。
3.3油井出砂粒徑逐年變細
以錦45塊為例,根據463個采集砂樣的篩選分析結果,2000年砂樣平均粒度中值為01243mm,2005年為01156mm,呈現逐年變細的趨勢,出細粉砂油井逐漸增多。另外,在少數油井采集的砂樣中,有大粒砂和近似泥漿的細粉砂,說明油層骨架已遭到破壞,如不及時采取防砂措施,將發生地層虧空嚴重、套管變形、破裂損壞的危險現象。
4開發中后期化學防砂技術發展方向
4.1開發新型常溫固化、耐高溫的化學防砂技術有一些出砂比較嚴重的套變的檢泵油井,由于油層溫度低,不能采用現有的化學防砂技術防砂。曾嘗試使用常溫環氧樹脂防砂技術,由于固化強度低而被淘汰。目前錦州油田使用的改性呋喃樹脂防砂技術和LH21高強度固砂劑防砂技術,所用藥劑都是高溫固化類型的,不適用于常溫檢泵油井,有待開發常溫固化、耐高溫的化學防砂技術。
4.2逐步完善配套分層防砂工藝
針對多層合采,井段加長的出砂油井,籠統防砂方法已不再適用,分層防砂是有效措施之一。目前的分層防砂技術應逐步完善各層系的設計方案、藥劑的選用和施工方式方法,以適應這類油井防砂的需要。
參考文獻:
1.1油田化學品名稱混亂
目前我國油田化學品的種類較多，一些油田化學品生產廠家在進行各種油田化學品生產的過程中容易出現產品與產品名稱混亂的情況，使得產品名稱標注不準確。除此之外，一些生產廠商還夸大油田產品的適用范圍，擴大產品的使用功能，使得油田產品種類分化不清，產品質量檢查無法有序的進行。
1.2技術標準不規范
在對油田化學品質量進行監督檢查的過程中，技術標準不規范這一問題普遍存在，產品技術標準不規范主要表現為：其一，生產廠家自行制定標準。很多油田化學品廠家由于生產技術、生產能力有限，無法按照國家技術標準規范的進行產品生產。此種情況下，生產廠家自行制定產品技術標準，進行產品生產，這使得產品質量較低。其二，產品參數不能體現產品的實際應用效果。一些廠家在生產油田化學品的過程中，未根據相關資料和技術來準確的標準產品參數，使得產品參數無法真實的準確的體現產品的實際應用效果，對于安全、有效的應用油田化學品有很大影響。
1.3質檢人員水平較低
目前并沒有完善的培訓機構，對質檢人員進行定期或不定期的培訓工作。另外，由于油田化學品監督檢查是一項繁重的工作，質檢人員的工作量大，所以質檢人員在對油田化學品進行監督檢查的過程中很可能遺漏或忽略某個關鍵步驟，致使產品檢查結果失真，無法保證油田化學品質量達標。
2改進油田化學品質量監督管理及技術的有效措施
2.1加強油田化學品生產商的把關
對所申報的產品的企業進行嚴格的審查，是非常重要的工作。在進行油田化學品進行監督檢查之前，應當對申報企業的生產能力、檢測能力、誠信記錄等多方面進行綜合的考察。
2.2深化油田化學品質量監督
油田化學品質量監督是一項非常重要的工作。油田化學品質量監督各個部門之間一定要配合進行此項監督工作，確保油田化學品質量監督的各個環節都在監督人員嚴格的控制之下進行的，可以準確的確定油田化學品對健康、安全、環境、節能等等方面是否有影響。總之，為了保證油田化學品可以安全、有效的應用，一定要深化油田化學品質量監督工作，真正檢查出產品是否存在質量問題，為創造良好的油田化學品市場環境而努力。
2.3科學歸規范產品技術標準
為了改善我國油田化學品技術標準混亂的情況，我國油田化學品質量監督應當始終堅持應用不同級別標準的優先原則：國家標準優于行業標準，行業標準優于企業標準。按照此原則對油田化學品進行標準的、規范的、合理的技標準進行監督檢查，如若存在產品技術標準不符合要求的情況一律要求整改，直到產品技術標準達標。
2.4加強質檢人員培訓
質檢人員作為油田化學品質量監督的主體，其自身的能力、素質、意識等直接決定產品質量監督的效果。為了促使質檢人員在油田化學品質量監督過程中規范的進行監督檢查工作，定期或不定期的對質檢人員進行系統的培訓是非常必要。系統的培訓可以對質檢人員的能力、意識、專業知識、素質等方面進行教育和培養，促使質檢人員可以熟練使用檢測設備、可以規范自己的言行舉止、可以從專業的角度分析產品，為標準的進行油田化學品質量監督創造條件。
3結語
1.1緩蝕劑、殺菌劑等化學試劑在油田污水處理上的應用
殺菌劑，通常包括非氧化型和氧化型兩種，其相關差異性在使用的功能和組成上表現得最為突出。在這當中氧化性殺菌劑具有較強的殺菌力，在眾多領域都獲得了廣泛的應用。如次氯酸鈉、氯氣、溴類、過氧化氫、臭氧等，但是其藥效難以長時間得以維持，缺乏穩定性、具有很大的需求量，十分容易對環境帶來污染，所以較少應用于油田污水處理方面。在油田污水處理中，非氧化性殺菌劑獲得了廣泛的應用，非氧化性殺菌包括非離子型、離子型兩種類型。非離子型殺菌劑要實現殺滅細菌或抑制細菌的目的，主要通過向細菌體內滲透或者在水中完成水解后，和細菌的某些組分產生絡合物沉淀來完成，主要有醛類，如戊二醛、甲醛、氯代酚類還有相關衍生物。離子型殺菌劑主要包括兩性離子殺菌劑、陽離子型殺菌劑、陰離子型殺菌劑，季銨鹽精確類屬于陽離子殺菌劑之一,是最廣譜有效的，另外還有有機胺類、1227防藻類。兩性殺菌具有十分廣泛的使用范圍，很少使用陰離子類。緩蝕劑，以主要化學成分為參照進行分類，主要包括有機和無機兩類，緩蝕劑具有很強的適用性，能夠有效控制金屬的腐蝕性。同有機緩蝕劑比較，無機緩蝕劑在種類上較少，并且要想發揮效用，一定要在高濃度條件，在這當中鉻酸鹽緩蝕劑具有非常顯著的緩蝕效果，在過去很長一段時間，使用非常廣泛，但在環境保護方面，我國政府的管理力度不斷加強，鉻酸鹽緩蝕劑慢慢從市場淡出。有機緩蝕劑有很多類型，主要有銨鹽和季胺鹽類緩蝕劑、雜環型緩蝕劑、咪唑啉類緩蝕劑等。
1.2阻垢、絮凝等化學試劑的現實應用
油田產生能夠產生大量的污水，其中不少化學添加劑、天然的機械雜質等，會使得管線遭受腐蝕，或發生堵塞，要是對外排放勢必會對環境造成一定的污染。但是在現階段，處理油田污水的化學添加劑和天然雜質，已經開始廣泛應用化學絮凝法，大多當做預處理技術同氣浮法有效配合，發揮使用作用。絮凝劑成為了被經常使用的油田化學劑?，F階段絮凝劑已經有很多種類，具體涉及有機絮凝劑、無機絮凝劑、復合絮凝劑等三類。在這當中，使用有機高分子絮凝劑具有很多的優勢，具體表現為能夠較快獲得處理，不需要太多的量，帶來的污泥量不大等，絮凝劑在油田污水處理中顯現出了重要的作用，其重要地位已經獲得了認可。結垢通常是指在管線、儲層、設備中形成的非常密實的，呈現出非正常溶解度的難溶或微溶鹽類物質的垢。開發油氣田，到達中期階段與后期階段后，在采油工藝上回注污水成為廣泛應用的方式。就生產過程來說，受溫度、壓力等各種條件不斷變化的影響，同時受水在熱力學上缺乏穩定性，并且在化學上呈現出不相容性影響，通常會導致地面注水管線、地層、注水井筒出現結垢?，F階段，已經形成了多種油田污水的結垢控制技術：對不相容的水盡可能避免發生混合、對水的pH值加強控制、將成垢離子從水中清除、使用防垢劑、對物理條件控制好、磁防垢技術。將少量的防垢劑，加入水中實施化學防垢，這是應用比較多的一種方法。防垢機理是利用晶體畸變、螯合、分散等多種作用把垢粒、成垢離子在水中穩定保持，進而對結垢產生有效的阻止作用。
2結語
1.創新組織機構、更新經營理念，優化創新氛
組織機構是油田企業得以生存和發展的框架，對組織機構進行合理的設立，可以有效地將企業的實際同管理理論相結合，為企業的發展添磚加瓦。目前我國油田企業面臨著重組整改的局面，急需新鮮血液的加入，無論是組織機構的創新，還是經營理念的更新，或優化創新氛圍，都需要進行科學的變革。但無論是改革還是創新，都必須根據國情，進行科學有效的管控模式。創新不只是發現，更是實踐。所以企業核心競爭力不單單體現在科技實力，更體現在管理水平上。因此，企業要向現代化企業管理方向發展，實現管理上的創新，讓企業擺脫計劃經濟的束縛，提升市場競爭力。
2.實現流程與人資管理創新，科學應用信息技術
當今時代是科學信息技術大發展的時代，油田企業若想適應這種快速發展的社會環境，就必須在管理上尋求創新，從而獲得更強的競爭實力。隨著經濟全球化的快速發展，人才將成為各大企業爭奪的核心，人才也將成為各企業重要的戰略資源。所以，油田企業要改變已有的工作重心，將已有的制度化管理逐步向人性化管理偏移，讓制度化管理和人性化管理并駕齊驅，激發員工的潛力，提高員工的工作積極性。此外，企業還要通過對信息技術的運用，讓流程更加順暢，不僅提升了局部效率，更是改善了整體流程效率，從而實現管理上的創新。
3.實現人性化管理，積極開發人的潛能
對人的管理是管理工作中最難的也是最重要的部分，堅持以人為本的管理理念，充分調動員工的工作積極性、主動性和創造性，發揮他們最大的潛力，提高企業凝聚力和創造力，為企業獲得更大的經濟效益打下基礎。主要從以下四個方面進行：首先，要尊重每一位員工，為他們提供良好的工作環境和工作機遇，重視員工的權利；其次，關愛每一位員工，員工奮斗在企業生產的第一線，企業要做到想員工之所想、幫員工之所急、解員工之所難，盡力讓員工把企業當家，為企業的發展做出貢獻；第三，積極開發員工的潛能，為員工安排合適的工作和崗位，最大限度的激發員工工作的熱情和潛力，做到人盡其能；最后，要塑造一只高素質的員工隊伍，加強企業的文化建設。
4.實施基礎管理規范化，不斷構建知識型團隊
油田企業的傳統管理模式是人事管理，而現代的人力資源管理更側重對人才的管理，為此企業要做到建立健全人才培養機制、使用機制、激勵機制和人才安全預警機制，加強對人才的管理，尤其是核心技術型人才的管理，創建知識型的團隊。
二、結語
關鍵詞: 防砂技術;化學防砂;固砂劑;熱采稠油井;技術發展;遼河錦州油田;綜述
錦州油田現生產區塊主要有錦45 塊、錦7 塊、歡17 塊、錦25 塊、錦16 塊等,在長期的開采過程中,油井出砂一直是制約油田正常生產的一個主要因素。據統計2000 年出砂井數873 口, 2005 年上升到1056 口。論文 這些區塊呈現的特征是出砂的套變油井逐年增多,出砂粒徑逐年變細,出砂量逐年增多。其中錦45 塊和錦7 塊由于成巖作用差,膠結疏松,油井出砂極為嚴重。機械防砂、壓裂防砂、螺桿泵排砂等防排砂技術受井下工具的限制,均不適用于出細粉砂油井和套變油井防砂,而化學防砂具有其他防砂措施不可替代的優越性,具有固化強度高、有效期長、對地層傷害性小、施工簡便的特點,所建立的人工井壁能有效地阻擋地層出砂,具有普遍性,能很好地解決各種油井防砂問題,是解決套變油井和出細粉砂油井防砂難題的有效方法。
1 化學防砂技術的發展歷程
錦州油田已開發15 年,油井出砂一直是影響油田開發水平提高的主要因素之一,畢業論文 化學防砂技術的應用和發展在油田開發中起了至關重要的作用。1992～2005 年期間化學防砂技術的發展可分為四個階段。
(1) 1992～1995 年,在稀油和稠油區塊分別使用以長效黏土穩定劑為主的fsh2901 稀油固砂劑和以無機物為主的bg-1 高溫固砂劑。
(2) 1996～1997 年,稠油井化學防砂技術有了新突破,先后開發并研制了含有有機成分的三氧固砂劑、高溫泡沫樹脂和改性呋喃樹脂溶液防砂劑。
(3) 1998～2002 年,以具有溶解和溶合作用的氟硼酸綜合防砂技術代替長效黏土穩定劑成為稀油井化學防砂技術的主流,以含有水泥添加劑的有機硅固砂劑代替了三氧固砂劑。
(4) 2003～2005 年,改性呋喃樹脂防砂技術由于有效率較高和有效期較長,醫學論文 成為化學防砂技術的主流,其余早期的化學防砂技術不再使用,同時lh-1 高強度固砂劑防砂技術通過了現場試驗。
2 化學防砂技術的應用效果
2.1 fsh-901 稀油井固砂劑防砂技術
(1) 防砂機理 fsh-901 固砂劑主要成份為線性的高分子陽離子型聚合物n2胺甲基聚丙烯酰胺,這種聚合物中陽離子與黏土晶格中的陽離子發生交換作用,中和黏土表面的靜電荷,消除黏土片層間的排斥力,使黏土呈吸縮狀態,阻止黏土膨脹引起砂粒運移。由于與黏土發生交換的陽離子是連接成鏈狀的,可在黏土顆粒表面形成強大的吸附膜,包裹黏土顆粒,使黏土顆粒與泥砂顆粒牢固地黏結在一起,又可防止其他陽離子的侵入和交換,達到固砂和防止油層出砂的目的。
(2) 應用效果 1992～1997 年,使用fsh-901稀油井固砂劑總計施工136 井次,有效107 井次,有效率78.7 %。
2.2 bg-1 高溫固砂劑防砂技術
(1) 防砂機理 該高溫固砂劑是以含鈣的無機化合物為主體,加入有機硅化物及分散劑,經密閉表面噴涂工藝處理制得的白色粉末狀固體顆粒。在快速攪拌下將該劑分散在水介質中,配制成微堿性的懸浮液,在注汽條件下擠入井內,其中的硅化物在井筒近井地帶高溫表面發生脫水反應,將地層砂牢固地結合在一起,從而達到固砂的目的。
(2) 應用效果 1992～1995 年,使用bg-1 高溫固砂劑總計施工79 井次, 有效63 井次, 有效率79.7 %。
2.3 三氧固砂劑防砂技術
(1) 防砂機理 三氧固砂劑由粉狀氫氧化鈣、碳酸鈣、甲基三乙氧基硅烷,二甲基二乙氧基硅烷、分散劑、助乳化劑及其他助劑組成。承載于氫氧化鈣和碳酸鈣上的乙氧基硅烷在高溫條件下遇水分解,乙氧基變為硅醇基,硅醇基與砂粒表面的氫氧基( —oh) 之間和硅醇基相互之間發生脫水縮合反應,硅醇基與鈣化合物之間也會發生某些反應,其結果是砂粒和鈣化合物顆粒之間形成網狀結構的有機硅大分子,使松散的砂粒膠結在一起。
(2) 應用效果 1996～1997 年,使用三氧固砂劑總計施工98 井次,有效81 井次,有效率82.7 %。
2.4 高溫泡沫樹脂防砂技術
(1) 防砂機理 當高溫可發泡樹脂液擠入地層后,一部分樹脂液在砂粒之間吸附而形成膠結點,樹脂固結后將地層砂固結;進入地層虧空處的另一部分樹脂在發泡劑作用下發泡并形成固體泡沫擋砂層,起人工井壁的作用。這一技術是高溫樹脂固砂與固體泡沫人工井壁防砂的結合。
(2) 應用效果 1997 年,使用高溫泡沫樹脂總計施工4 井次,有效2 井次,有效率50 %。
2.5 改性呋喃樹脂防砂技術
(1) 防砂機理 改性呋喃樹脂防砂劑由改性呋喃樹脂、固化劑、催化劑及抗高溫老化劑、吸附劑及后處理劑組成,在紊流狀態下易分散于水中,職稱論文 不結團、不沉降。防砂劑在清水或污水攜帶下進入油井目的層段,分散并吸附在砂粒表面,在地層條件下固化,在套管外地層中形成不熔化不溶解的阻砂井壁,水則作為增孔劑使其具有一定的滲透率[1 ] 。這種防砂劑形成的人工井壁,抗壓強度為5～15 mpa ,可阻擋粒徑> 0106 mm的砂粒通過。
(2) 應用效果 1997～2005 年,使用改性呋喃樹脂防砂劑總計施工99 井次,有效94 井次,有效率94.9 %。
2.6 氟硼酸綜合防砂技術
(1) 防砂機理 氟硼酸可水解產生hf[2 ] ,即bf4- + h2o =bf3oh- + hfbf3oh- 陰離子可進一步依次水解成bf2 (oh) 2- 、bf(oh) 3- 、h3bo3 ,同時產生hf。各級水解生成的hf 與砂巖中的黏土和地層骨架礦物顆粒的反應為hf + al2sio16 (oh) 2 h2sif6 + alf3 + h2o與此同時,羥基氟硼酸和硼酸亦與地層礦物顆粒如高嶺石反應,生成硼硅酸鹽和硼酸鹽。硼硅酸鹽可將小片黏土溶合在一起,阻止其分解和運移,使氫氟酸進一步與地層骨架礦物反應。在這些反應中,黏土中的鋁生成取決于f - 的某種氟鋁酸鹽絡離子而溶解在溶液中。在礦物表面富集了硅和硼,在硅酸鹽和硅細粒上則形成非晶質硅和硼硅玻璃的覆蓋層,溶合成骨架,使顆粒運移受阻。
(2) 應用效果 1998～2002 年,使用氟硼酸綜合防砂技術總計施工130 井次,有效106 井次,有效率81.5 %。
2.7 yl971 有機硅固砂劑防砂技術
(1) 防砂機理 該固砂劑能改變黏土表面的電荷性質,其中的主體成份聚合物還能與地層中的硅氧結構礦物(包括黏土中的硅氧結構礦物和砂礫中的sio2) 反應,形成牢固的化學鍵;同時在油層條件下固砂劑分子之間相互交聯,形成牢固的網狀結構,既穩定了膠結物,又固結了疏松砂粒。
(2) 應用效果 1998～2002 年,使用yl971 有機硅固砂劑總計施工89 井次,有效76 井次,有效率85.4 %。
2.8 lh-1 高強度固砂劑防砂技術
(1) 防砂機理 在高溫下該固砂劑中的有機硅化物經水解、表面脫水,以硅氧鍵與地層砂結合,并在各種添加劑的共同作用下將地層砂緊密連接在一起,留學生論文形成具有一定滲透率和高強度的立體蜂窩網狀結構濾砂層,阻止地層砂流入井筒。
(2) 應用效果 2005 年,使用lh21 高強度固砂劑總計施工11 井次,有效11 井次,有效率100 %。
3 現場施工中出現的問題
以上各種化學防砂技術在錦州油田開發的不同時期發揮了極其重要的作用,有力地保障了油田生產的正常運行。隨著各個區塊開發力度的加大及上產措施的實施,化學防砂主要面臨以下幾種狀況。
3.1 出砂套變井逐年增加
據統計,隨著錦州油田各采油區塊遞減幅度的加大,出砂油井數每年遞增, 2000 年共有873 口,2005 年已增加到1056 口。其中出砂的套變油井數也逐年上升,2000 年為163 口,2005 年底已上升到316 口。出砂的套變油井如不及時采取防砂措施,套管變形將更加嚴重,甚至發生套管損壞、油井報廢。雖然套管嚴重損壞的油井可以采取注灰、補層、側鉆等補救措施,但會大大增加采油成本。對于套變油井,最好在出砂初期便采用化學防砂法防治出砂。
3.2 長井段油井化學防砂的難度加大
進入油田開發中后期,錦州油田在布井上采取了井網加密策略,在油層開發上采取了幾套層系合采措施,油井開發層系增多,油層厚度加大,井段加長,也加大了化學防砂的難度。有些油井由于井段長,層間差別大,籠統的化學防砂方式已不再適用,只能根據不同油層的地質狀況、出砂量及出砂粒徑,設計不同濃度、不同組成、不同藥劑用量的合理的分層防砂方案,并利用井下工具來完成分層化學防砂措施。該技術正在逐步完善之中。
3.3 油井出砂粒徑逐年變細
以錦45 塊為例,根據463 個采集砂樣的篩選分析結果,2000 年砂樣平均粒度中值為01243 mm ,2005 年為01156 mm ,呈現逐年變細的趨勢,出細粉砂油井逐漸增多。另外,在少數油井采集的砂樣中,有大粒砂和近似泥漿的細粉砂,說明油層骨架已遭到破壞,如不及時采取防砂措施,將發生地層虧空嚴重、套管變形、破裂損壞的危險現象。
4 開發中后期化學防砂技術發展方向
4.1 開發新型常溫固化、耐高溫的化學防砂技術有一些出砂比較嚴重的套變的檢泵油井,由于油層溫度低,不能采用現有的化學防砂技術防砂。曾嘗試使用常溫環氧樹脂防砂技術,由于固化強度低而被淘汰。目前錦州油田使用的改性呋喃樹脂防砂技術和lh21 高強度固砂劑防砂技術,所用藥劑都是高溫固化類型的,不適用于常溫檢泵油井,有待開發常溫固化、耐高溫的化學防砂技術。
4.2 逐步完善配套分層防砂工藝
針對多層合采,井段加長的出砂油井,籠統防砂方法已不再適用,分層防砂是有效措施之一。目前的分層防砂技術應逐步完善各層系的設計方案、藥劑的選用和施工方式方法,以適應這類油井防砂的需要。 參考文獻:
油田尤其是滲透率比較低的油田，其油藏特征決定了其在開發時普遍需要采取一定的措施進行油井改造，使用比較密集的井網，這就導致了大量油田壓裂廢水的產生。油田壓裂廢水中含有多種微生物、原油細菌以及難以生化降解的固體懸浮物與高分子聚合物等，具有化學需氧量高、粘度高的特點，對人們的身體健康與生態環境造成了嚴重的不良影響，受到了世界各國與廣大人民群眾的高度重視。本篇論文主要對油田壓裂廢水處理試驗作了研究。
關鍵詞：
油田；壓裂；廢水處理；試驗；研究
自進入21世紀以來，隨著科學技術的不斷進步，我國的經濟水平得到了顯著的提高，人們的生活水平、生活質量也得到了不斷提高，人們在生產、生活中對石油、天然氣的需求量正在不斷的增加。水力壓裂技術經過近幾年的不斷研究與實驗實踐，逐漸成為一種成熟的技術，在油田生產過程中得到了廣泛的推廣及使用。但是在其發展以及應用過程中，形成了大量的壓裂廢水。本文主要對油田壓裂廢水處理試驗作了分析與研究。
1油田壓裂廢水
水力壓裂技術作為一項對油層滲流特性進行改造的技術，能夠促進注水井增注、油氣井增產，從而可以有效提高油田開采效益。經過近幾年的不斷研究與實驗實踐，水力壓裂技術得到了顯著的進步，在油田勘探、開采以及生產等領域內得到了廣泛的推廣與應用，特別是在滲透率比較低的油田中，應用水力壓裂技術能夠獲得十分明顯的效益。但是壓裂作業結束之后，壓裂液會出現破膠返排到地面的現象，從而導致了大量油田壓裂廢水的產生。據相關研究統計，我國某油田壓裂廢水的年產生量高達50000到80000立方米。壓裂液返排而產生的壓裂廢水中，含有壓裂液、原油中的多種污染物質，例如硫代硫酸鈉、丙烯酰胺、甲醇、瓜膠等無機添加劑，以及咪唑硫代衍生物等有機添加劑，此外，壓裂廢水中還會帶有從地層深處而帶出來的巖屑、粘土顆粒等多種污染物質。如果不及時對壓裂廢水進行處理，經過長時間的存放，壓裂廢水就會產生惡臭的氣味，對油田周圍居民的身體健康以及生態環境造成嚴重的不良影響。不過必經過處理就直接外排，壓裂廢水就會對周圍環境造成嚴重的污染，特別是會對地表水系、農作物等造成不可挽回的污染。
2油田壓裂廢水處理試驗研究
2.1處理實驗所使用的儀器主要有：真空過濾裝置、恒溫箱、微量加藥器、分析天平、旋轉粘度儀、化學需氧量測定儀、濁度儀、混凝試驗儀以及電熱恒溫水浴鍋等。分析試劑主要包括：分析純、氫氧化鈉、硫酸、氯化鋇、硝酸銀、硫酸亞鐵、丙酮以及油醚。污水處理藥劑主要包括：氫氧化鈉、聚丙烯酰胺、聚合硫酸鐵、聚合氯化鋁、高錳酸鉀、次氯酸鈉、過氧化氫以及氧化鈣。本文所采用的試驗方法是化學氧化實驗以及混凝試驗。首先進行化學氧化實驗，在燒杯中放入50毫升壓裂廢水樣品，并將其調節到設定的pH值，所使用的藥劑是濃硫酸，再加入定量的氧化劑，對其進行充分地攪拌，促進氧化反應，攪拌一段時間后將其靜置15分鐘，之后取上清液進行水質指標分析；其次進行混凝試驗，將進行化學氧化實驗后的壓裂廢水作為實驗樣品，并加入復合調節劑將其調節到設定的pH值，之后依次加入無機混凝劑以及有機絮凝劑，之后將其靜置15分鐘，取上清液進行水質指標分析。
2.2結果隨著返排時間的變化，壓裂廢水的黏度、石油類污染物質含量與重鉻酸鹽指數、懸浮物含量及pH值均有所變化，具體見圖1、圖2、圖3。由圖1、圖2、圖3可知，隨著返排時間的不斷變化及推移，壓裂廢水的黏度總體呈現出了下降的趨勢；壓裂廢水中的石油類污染物質含量、重鉻酸鹽指數、懸浮物含量總體呈現出了增大的趨勢；壓裂廢水的pH值總體呈現出了降低的趨勢，并逐漸地趨向于中性。經過試驗發現將化學氧化實驗的pH值設定為3.0，氧化劑次氯酸鈉投入量為12.5毫克每升，氧化時間為20分鐘；將混凝試驗的pH值設定為9.0，氫氧化鈉、氧化鈣的投入量分別為200毫克每升、50毫克每升，將聚合氯化鋁作為無機混凝劑，投入量為800毫克每升，將1200萬分子量的CPAM作為有機絮凝劑，投入量為5毫克每升，將無機混凝劑、有機絮凝劑的投加間隔設為30到40秒時，能夠獲得最好的處理效果。在上述條件下對壓裂廢水進行處理，結果壓裂廢水中的總鐵離子、硫化物得到了全部去除，石油類污染物質含量、懸浮物含量最高風別為4.5毫克每升、25.5毫克每升，對壓裂廢水進行處理后，水質完全符合相關標準的要求。
3結語
綜上所述，油田壓裂廢水屬于多相分散體系，構成十分復雜，因此其處理難度也比較大，國內外許多研究學者對油田壓裂廢水處理試驗作了非常多的研究，并取得了非常多的研究成果。本篇論文經過學習與借鑒國內外比較成熟的研究成果，對油田壓裂廢水處理試驗作了研究，望有所幫助。
參考文獻：
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論文摘要：就目前中國對油田化學的定義來看，油田化學主要是指在石油勘探、鉆取、運輸等過程中所使用的化學方法和各種化學藥劑，其中大多數藥劑類屬于精細的化學工藝產品。本文就將從油田化學的關鍵步驟入手，詳細的介紹相關油田化學藥劑在油田化學中的應用，同時也會簡單的闡述油田化學產品的大致發展方向及前景。
油田化學是研究油田勘探、采集、鉆井和原油運輸過程中相關化學問題的科學，也是石油科學中最早發展的一門學科，是由采油化學、鉆井化學和集輸化學三部分組成，由這些組成部分就組成了油田化學的研究目標和方向?？碧?、鉆井、采油和原油集輸雖然是不同的過程，但它們是相互聯系的，所以油田化學的幾個組成部分雖然都自己各自的發展方向，但是它們都是相互關聯的。油田化學品在油田勘探、鉆井、原油集輸的過程占有絕對重要的地位，所以在油田化學發展的過程中，為了更好地更順利地勘采石油，油田化學品的發展應是重中之重。
一、油田化學在各方面中的應用
1.鉆井方面
在一般油田鉆井的過程中鉆進液的使用是最重要的，它是指在油田鉆井過程中的以其能夠滿足鉆井工作的需求的一切循環流體的總稱。其中鉆井液有攜帶和懸浮巖屑、沖洗井底（鉆井液在鉆頭水眼處形成高速液流，可將鉆井液與地層壓力差壓持在井底的巖屑沖起，起到快速清洗井底作用。）、穩定井壁、平衡地層壓力（在鉆進過程中通過不斷調節鉆井液密度，使液柱壓力能夠平衡地層壓力，防止井塌和井噴等井下復雜情況發生。）、冷卻和鉆頭、鉆具、傳遞水動力（鉆井液在鉆頭噴嘴處以極高流速沖擊井底，提高了鉆井速度和破巖效率。高壓噴射鉆井利用該原理，使高泵壓主要分布在鉆頭處，提高射流對井底的沖擊力和鉆井速度。）、獲取井下信息等這么一些功能。在整個應用過程中，對鉆井液也有很多相關的要求，首先應與所鉆遇油氣層相配伍，滿足保護油氣層要求，有利于獲取良好的巖樣、巖芯和電測資料；其次鉆井液應具有較好的抗溫、抗鹽、抗鈣鎂能力；接著鉆井液應環保，減少對鉆井人員及環境污染傷害；最后鉆井液應具有良好的緩蝕防腐作用，減少對井下工具及地面裝備的腐蝕。
2.采油方面
在采油過程中，最常使用的是表面活性劑、高分子化合物、酸化及酸液添加劑，其中常用的幾種表面活性劑烷基磺酸鈉（AS）（有磺氯?；ê突茄趸▋煞N方法合成）、烷基苯磺酸鈉（ABS）、Span和Tween型活性劑、聚醚型活性劑—高分子活性劑、多乙烯多胺型活性劑—AE、AP型活性劑，這些活性劑的作用主要是為了能在油田形成吸附界面膜，降低表面張力的物質，更好更方便地采集石油。油田采集中的酸化是決定油好壞的最重要的一步，酸化是用酸或潛在酸處理油田層，以恢復或增加油田層滲透率，實現油田井增產和注水井增注的一種新技術。酸化的分類主要有酸化分類：按油氣層類型可分為碳酸巖油氣層酸化和砂巖油氣層酸化；按酸化工藝可分為基質酸化和壓裂酸化；
按酸液組成和性能可分為常規酸酸化和緩速酸酸化?；|酸化：是指在低于巖石破裂壓力的條件下，將酸液注入油氣層，使之沿徑向滲入油氣層，溶解孔隙及喉道中的堵塞物。壓裂酸化：簡稱酸壓，是在足以壓開油氣層形成裂縫或張開油氣層原有裂縫的壓力下，對油氣層擠酸的一種工藝。常規酸化：是指直接使用鹽酸處理碳酸鹽巖油氣層或碳酸鹽膠結的砂巖油氣層和直接使用氫氟酸或土酸處理泥質膠結的砂巖油氣層。緩速酸酸化：是指用緩速酸處理的油氣層的酸化。緩速酸是指為了延緩酸與油氣層巖石的反應速度，增加酸的有效作用距離而配制的酸。目前國內外使用的緩速酸主要有：自生酸、稠化酸、乳化酸、泡沫酸和化學緩速酸等。酸液添加劑主要有緩蝕劑 、鐵離子穩定劑、表面活性劑、稠化劑。
3.原油的集輸方面
原油在集輸得過程中井壁結蠟會影響原油的產量，甚至會堵塞 油井，迫使油井停產。管線結蠟會使泵壓升高，甚至使原油失去流動性，在管內凍結。決定原油流動性的因素為：粘度、粘度、屈服值（即在一定溫度下，原油停輸后，使原油重新流動所需要的最小壓力（啟動壓力）。改善流動性可采取降粘、防蠟降凝及降低屈服值以及降阻的方法，而防蠟降凝又是改善流動性的關鍵。）
在地層的溫度和壓力下，蠟一般溶在原油中。隨著油從井筒上升，系統的壓力下降氣體從原油中逸出，并發生膨脹，吸熱，導致原油溫度降低，同時由于氣體會把原油中的輕組分帶出一部分，使原油的溶蠟能力降低，石蠟結晶就從原油中析出，造成油管結蠟。原油與管壁間的溫差造成輸油管道中的結蠟。在現今油田化學技術中主要使用的是防蠟劑，利用防蠟劑的作用，改變石蠟的結晶形態。蠟晶改性劑的分子中要有與石蠟分子不同的鏈節，這種物質加入原油中可以改變石蠟結晶形態，使蠟不能聚集長大成網絡結構，不易沉積，而易被油流帶走。
4.水處理方面
油田污水主要是指從原油脫出的含油污水。處理油田污水目的污水一般都含油、鹽、SAa，且水溫高，隨便排放會造成環境污染，因此，一般采用污水回注。就目前看來，我國處理油田污水的化學方法主要是：除機雜方面是用凝聚或者加硫酸鋁、聚合鋁 、鐵鹽等加以沉聚。除油方面主要有自然重力除油（其原理是利用油水密度差，除油效果差，無法達到除油標準）；斜板分離除油（斜板罐）增加分離設備工作表面積，縮短油粒上浮距離，提高分高效率“淺池理論”；凝聚與絮凝（混凝除油法）加凝聚劑、絮凝劑使油成絮團與水分離而除去。乳化油珠常常帶負電，加入帶正電的凝聚劑和絮凝劑，通過電中和作用使油珠變大，油珠上浮，達到除油的目的；
二、油田化學品的發展趨勢
1.油田化學品的納米材料的相關研究使得鉆井液的膠體更加穩定，這種材料的研制也滿足了油田開發所需的正電離子高和表面積很大的增粘劑的要求，現在的油田中所使用的化學品由納米的材料制作的主要有：有機正電膠BPS、正電MMH。
2.鉆井液是油田化學的重要化學劑，最早的鉆井液就是從天然的產物改良而來的，所以，現在對既廉價的既實用的改良的天然的聚合物鉆井液的研制仍然顯得非常重要，在實際的應用中，具有很潛在的應用前景。
3.綜合水溶性聚合物疏水性的研究。該聚合物就是在原來的水溶性聚合物大分子上插入很少的疏水鏈而形成的一種新型聚合物。這種聚合物具有較強的疏水性。當聚合物的相關濃度超過臨界的結合濃度時，就可以形成結合為主要結構的超級大分子結構，這樣的結構就讓該聚合物能夠形成很好的增粘效果。
三、總結
油田化學的主要功能主要是更好地保證油田中鉆井、原油的采集、污水的處理等方面的運作。本文直接從油田化學的化學品方面對油田中相關的方面的主要作用和效果作了詳細的論述，解釋了一些油田化學劑在使用過程中的應用原理，最后簡單的概述了現今油田化學品的發展趨勢，相信本文對我國油田的發展有所裨益。
參考文獻：
