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关键词:防砂技术;化学防砂;固砂剂;热采稠油井;技术发展;辽河锦州油田;综述
锦州油田现生产区块主要有锦45块、锦7块、欢17块、锦25块、锦16块等,在长期的开采过程中,油井出砂一直是制约油田正常生产的一个主要因素。据统计2000年出砂井数873口,2005年上升到1056口。论文这些区块呈现的特征是出砂的套变油井逐年增多,出砂粒径逐年变细,出砂量逐年增多。其中锦45块和锦7块由于成岩作用差,胶结疏松,油井出砂极为严重。机械防砂、压裂防砂、螺杆泵排砂等防排砂技术受井下工具的限制,均不适用于出细粉砂油井和套变油井防砂,而化学防砂具有其他防砂措施不可替代的优越性,具有固化强度高、有效期长、对地层伤害性小、施工简便的特点,所建立的人工井壁能有效地阻挡地层出砂,具有普遍性,能很好地解决各种油井防砂问题,是解决套变油井和出细粉砂油井防砂难题的有效方法。
1化学防砂技术的发展历程
锦州油田已开发15年,油井出砂一直是影响油田开发水平提高的主要因素之一,毕业论文化学防砂技术的应用和发展在油田开发中起了至关重要的作用。1992～2005年期间化学防砂技术的发展可分为四个阶段。
(1)1992～1995年,在稀油和稠油区块分别使用以长效黏土稳定剂为主的FSH2901稀油固砂剂和以无机物为主的BG-1高温固砂剂。
(2)1996～1997年,稠油井化学防砂技术有了新突破,先后开发并研制了含有有机成分的三氧固砂剂、高温泡沫树脂和改性呋喃树脂溶液防砂剂。
(3)1998～2002年,以具有溶解和溶合作用的氟硼酸综合防砂技术代替长效黏土稳定剂成为稀油井化学防砂技术的主流,以含有水泥添加剂的有机硅固砂剂代替了三氧固砂剂。
(4)2003～2005年,改性呋喃树脂防砂技术由于有效率较高和有效期较长,医学论文成为化学防砂技术的主流,其余早期的化学防砂技术不再使用,同时LH-1高强度固砂剂防砂技术通过了现场试验。
2化学防砂技术的应用效果
2.1FSH-901稀油井固砂剂防砂技术
(1)防砂机理FSH-901固砂剂主要成份为线性的高分子阳离子型聚合物N2胺甲基聚丙烯酰胺,这种聚合物中阳离子与黏土晶格中的阳离子发生交换作用,中和黏土表面的静电荷,消除黏土片层间的排斥力,使黏土呈吸缩状态,阻止黏土膨胀引起砂粒运移。由于与黏土发生交换的阳离子是连接成链状的,可在黏土颗粒表面形成强大的吸附膜,包裹黏土颗粒,使黏土颗粒与泥砂颗粒牢固地黏结在一起,又可防止其他阳离子的侵入和交换,达到固砂和防止油层出砂的目的。
(2)应用效果1992～1997年,使用FSH-901稀油井固砂剂总计施工136井次,有效107井次,有效率78.7%。
2.2BG-1高温固砂剂防砂技术
(1)防砂机理该高温固砂剂是以含钙的无机化合物为主体,加入有机硅化物及分散剂,经密闭表面喷涂工艺处理制得的白色粉末状固体颗粒。在快速搅拌下将该剂分散在水介质中,配制成微碱性的悬浮液,在注汽条件下挤入井内,其中的硅化物在井筒近井地带高温表面发生脱水反应,将地层砂牢固地结合在一起,从而达到固砂的目的。
(2)应用效果1992～1995年,使用BG-1高温固砂剂总计施工79井次,有效63井次,有效率79.7%。
2.3三氧固砂剂防砂技术
(1)防砂机理三氧固砂剂由粉状氢氧化钙、碳酸钙、甲基三乙氧基硅烷,二甲基二乙氧基硅烷、分散剂、助乳化剂及其他助剂组成。承载于氢氧化钙和碳酸钙上的乙氧基硅烷在高温条件下遇水分解,乙氧基变为硅醇基,硅醇基与砂粒表面的氢氧基(—OH)之间和硅醇基相互之间发生脱水缩合反应,硅醇基与钙化合物之间也会发生某些反应,其结果是砂粒和钙化合物颗粒之间形成网状结构的有机硅大分子,使松散的砂粒胶结在一起。
(2)应用效果1996～1997年,使用三氧固砂剂总计施工98井次,有效81井次,有效率82.7%。
2.4高温泡沫树脂防砂技术
(1)防砂机理当高温可发泡树脂液挤入地层后,一部分树脂液在砂粒之间吸附而形成胶结点,树脂固结后将地层砂固结;进入地层亏空处的另一部分树脂在发泡剂作用下发泡并形成固体泡沫挡砂层,起人工井壁的作用。这一技术是高温树脂固砂与固体泡沫人工井壁防砂的结合。
(2)应用效果1997年,使用高温泡沫树脂总计施工4井次,有效2井次,有效率50%。
.5改性呋喃树脂防砂技术
(1)防砂机理改性呋喃树脂防砂剂由改性呋喃树脂、固化剂、催化剂及抗高温老化剂、吸附剂及后处理剂组成,在紊流状态下易分散于水中,职称论文不结团、不沉降。防砂剂在清水或污水携带下进入油井目的层段,分散并吸附在砂粒表面,在地层条件下固化,在套管外地层中形成不熔化不溶解的阻砂井壁,水则作为增孔剂使其具有一定的渗透率[1]。这种防砂剂形成的人工井壁,抗压强度为5～15MPa,可阻挡粒径>0106mm的砂粒通过。
(2)应用效果1997～2005年,使用改性呋喃树脂防砂剂总计施工99井次,有效94井次,有效率94.9%。
2.6氟硼酸综合防砂技术
(1)防砂机理氟硼酸可水解产生HF[2],即BF4-+H2O=BF3OH-+HFBF3OH-阴离子可进一步依次水解成BF2(OH)2-、BF(OH)3-、H3BO3,同时产生HF。各级水解生成的HF与砂岩中的黏土和地层骨架矿物颗粒的反应为HF+Al2SiO16(OH)2H2SiF6+AlF3+H2O与此同时,羟基氟硼酸和硼酸亦与地层矿物颗粒如高岭石反应,生成硼硅酸盐和硼酸盐。硼硅酸盐可将小片黏土溶合在一起,阻止其分解和运移,使氢氟酸进一步与地层骨架矿物反应。在这些反应中,黏土中的铝生成取决于F-的某种氟铝酸盐络离子而溶解在溶液中。在矿物表面富集了硅和硼,在硅酸盐和硅细粒上则形成非晶质硅和硼硅玻璃的覆盖层,溶合成骨架,使颗粒运移受阻。
(2)应用效果1998～2002年,使用氟硼酸综合防砂技术总计施工130井次,有效106井次,有效率81.5%。
2.7YL971有机硅固砂剂防砂技术
(1)防砂机理该固砂剂能改变黏土表面的电荷性质,其中的主体成份聚合物还能与地层中的硅氧结构矿物(包括黏土中的硅氧结构矿物和砂砾中的SiO2)反应,形成牢固的化学键;同时在油层条件下固砂剂分子之间相互交联,形成牢固的网状结构,既稳定了胶结物,又固结了疏松砂粒。
(2)应用效果1998～2002年,使用YL971有机硅固砂剂总计施工89井次,有效76井次,有效率85.4%。
2.8LH-1高强度固砂剂防砂技术
(1)防砂机理在高温下该固砂剂中的有机硅化物经水解、表面脱水,以硅氧键与地层砂结合,并在各种添加剂的共同作用下将地层砂紧密连接在一起,留学生论文形成具有一定渗透率和高强度的立体蜂窝网状结构滤砂层,阻止地层砂流入井筒。
(2)应用效果2005年,使用LH21高强度固砂剂总计施工11井次,有效11井次,有效率100%。
3现场施工中出现的问题
以上各种化学防砂技术在锦州油田开发的不同时期发挥了极其重要的作用,有力地保障了油田生产的正常运行。随着各个区块开发力度的加大及上产措施的实施,化学防砂主要面临以下几种状况。
3.1出砂套变井逐年增加
据统计,随着锦州油田各采油区块递减幅度的加大,出砂油井数每年递增,2000年共有873口,2005年已增加到1056口。其中出砂的套变油井数也逐年上升,2000年为163口,2005年底已上升到316口。出砂的套变油井如不及时采取防砂措施,套管变形将更加严重,甚至发生套管损坏、油井报废。虽然套管严重损坏的油井可以采取注灰、补层、侧钻等补救措施,但会大大增加采油成本。对于套变油井,最好在出砂初期便采用化学防砂法防治出砂。
3.2长井段油井化学防砂的难度加大
进入油田开发中后期,锦州油田在布井上采取了井网加密策略,在油层开发上采取了几套层系合采措施,油井开发层系增多,油层厚度加大,井段加长,也加大了化学防砂的难度。有些油井由于井段长,层间差别大,笼统的化学防砂方式已不再适用,只能根据不同油层的地质状况、出砂量及出砂粒径,设计不同浓度、不同组成、不同药剂用量的合理的分层防砂方案,并利用井下工具来完成分层化学防砂措施。该技术正在逐步完善之中。
3.3油井出砂粒径逐年变细
以锦45块为例,根据463个采集砂样的筛选分析结果,2000年砂样平均粒度中值为01243mm,2005年为01156mm,呈现逐年变细的趋势,出细粉砂油井逐渐增多。另外,在少数油井采集的砂样中,有大粒砂和近似泥浆的细粉砂,说明油层骨架已遭到破坏,如不及时采取防砂措施,将发生地层亏空严重、套管变形、破裂损坏的危险现象。
4开发中后期化学防砂技术发展方向
4.1开发新型常温固化、耐高温的化学防砂技术有一些出砂比较严重的套变的检泵油井,由于油层温度低,不能采用现有的化学防砂技术防砂。曾尝试使用常温环氧树脂防砂技术,由于固化强度低而被淘汰。目前锦州油田使用的改性呋喃树脂防砂技术和LH21高强度固砂剂防砂技术,所用药剂都是高温固化类型的,不适用于常温检泵油井,有待开发常温固化、耐高温的化学防砂技术。
4.2逐步完善配套分层防砂工艺
针对多层合采,井段加长的出砂油井,笼统防砂方法已不再适用,分层防砂是有效措施之一。目前的分层防砂技术应逐步完善各层系的设计方案、药剂的选用和施工方式方法,以适应这类油井防砂的需要。
参考文献:
1.1油田化学品名称混乱
目前我国油田化学品的种类较多，一些油田化学品生产厂家在进行各种油田化学品生产的过程中容易出现产品与产品名称混乱的情况，使得产品名称标注不准确。除此之外，一些生产厂商还夸大油田产品的适用范围，扩大产品的使用功能，使得油田产品种类分化不清，产品质量检查无法有序的进行。
1.2技术标准不规范
在对油田化学品质量进行监督检查的过程中，技术标准不规范这一问题普遍存在，产品技术标准不规范主要表现为：其一，生产厂家自行制定标准。很多油田化学品厂家由于生产技术、生产能力有限，无法按照国家技术标准规范的进行产品生产。此种情况下，生产厂家自行制定产品技术标准，进行产品生产，这使得产品质量较低。其二，产品参数不能体现产品的实际应用效果。一些厂家在生产油田化学品的过程中，未根据相关资料和技术来准确的标准产品参数，使得产品参数无法真实的准确的体现产品的实际应用效果，对于安全、有效的应用油田化学品有很大影响。
1.3质检人员水平较低
目前并没有完善的培训机构，对质检人员进行定期或不定期的培训工作。另外，由于油田化学品监督检查是一项繁重的工作，质检人员的工作量大，所以质检人员在对油田化学品进行监督检查的过程中很可能遗漏或忽略某个关键步骤，致使产品检查结果失真，无法保证油田化学品质量达标。
2改进油田化学品质量监督管理及技术的有效措施
2.1加强油田化学品生产商的把关
对所申报的产品的企业进行严格的审查，是非常重要的工作。在进行油田化学品进行监督检查之前，应当对申报企业的生产能力、检测能力、诚信记录等多方面进行综合的考察。
2.2深化油田化学品质量监督
油田化学品质量监督是一项非常重要的工作。油田化学品质量监督各个部门之间一定要配合进行此项监督工作，确保油田化学品质量监督的各个环节都在监督人员严格的控制之下进行的，可以准确的确定油田化学品对健康、安全、环境、节能等等方面是否有影响。总之，为了保证油田化学品可以安全、有效的应用，一定要深化油田化学品质量监督工作，真正检查出产品是否存在质量问题，为创造良好的油田化学品市场环境而努力。
2.3科学归规范产品技术标准
为了改善我国油田化学品技术标准混乱的情况，我国油田化学品质量监督应当始终坚持应用不同级别标准的优先原则：国家标准优于行业标准，行业标准优于企业标准。按照此原则对油田化学品进行标准的、规范的、合理的技标准进行监督检查，如若存在产品技术标准不符合要求的情况一律要求整改，直到产品技术标准达标。
2.4加强质检人员培训
质检人员作为油田化学品质量监督的主体，其自身的能力、素质、意识等直接决定产品质量监督的效果。为了促使质检人员在油田化学品质量监督过程中规范的进行监督检查工作，定期或不定期的对质检人员进行系统的培训是非常必要。系统的培训可以对质检人员的能力、意识、专业知识、素质等方面进行教育和培养，促使质检人员可以熟练使用检测设备、可以规范自己的言行举止、可以从专业的角度分析产品，为标准的进行油田化学品质量监督创造条件。
3结语
1.1缓蚀剂、杀菌剂等化学试剂在油田污水处理上的应用
杀菌剂，通常包括非氧化型和氧化型两种，其相关差异性在使用的功能和组成上表现得最为突出。在这当中氧化性杀菌剂具有较强的杀菌力，在众多领域都获得了广泛的应用。如次氯酸钠、氯气、溴类、过氧化氢、臭氧等，但是其药效难以长时间得以维持，缺乏稳定性、具有很大的需求量，十分容易对环境带来污染，所以较少应用于油田污水处理方面。在油田污水处理中，非氧化性杀菌剂获得了广泛的应用，非氧化性杀菌包括非离子型、离子型两种类型。非离子型杀菌剂要实现杀灭细菌或抑制细菌的目的，主要通过向细菌体内渗透或者在水中完成水解后，和细菌的某些组分产生络合物沉淀来完成，主要有醛类，如戊二醛、甲醛、氯代酚类还有相关衍生物。离子型杀菌剂主要包括两性离子杀菌剂、阳离子型杀菌剂、阴离子型杀菌剂，季铵盐精确类属于阳离子杀菌剂之一,是最广谱有效的，另外还有有机胺类、1227防藻类。两性杀菌具有十分广泛的使用范围，很少使用阴离子类。缓蚀剂，以主要化学成分为参照进行分类，主要包括有机和无机两类，缓蚀剂具有很强的适用性，能够有效控制金属的腐蚀性。同有机缓蚀剂比较，无机缓蚀剂在种类上较少，并且要想发挥效用，一定要在高浓度条件，在这当中铬酸盐缓蚀剂具有非常显著的缓蚀效果，在过去很长一段时间，使用非常广泛，但在环境保护方面，我国政府的管理力度不断加强，铬酸盐缓蚀剂慢慢从市场淡出。有机缓蚀剂有很多类型，主要有铵盐和季胺盐类缓蚀剂、杂环型缓蚀剂、咪唑啉类缓蚀剂等。
1.2阻垢、絮凝等化学试剂的现实应用
油田产生能够产生大量的污水，其中不少化学添加剂、天然的机械杂质等，会使得管线遭受腐蚀，或发生堵塞，要是对外排放势必会对环境造成一定的污染。但是在现阶段，处理油田污水的化学添加剂和天然杂质，已经开始广泛应用化学絮凝法，大多当做预处理技术同气浮法有效配合，发挥使用作用。絮凝剂成为了被经常使用的油田化学剂。现阶段絮凝剂已经有很多种类，具体涉及有机絮凝剂、无机絮凝剂、复合絮凝剂等三类。在这当中，使用有机高分子絮凝剂具有很多的优势，具体表现为能够较快获得处理，不需要太多的量，带来的污泥量不大等，絮凝剂在油田污水处理中显现出了重要的作用，其重要地位已经获得了认可。结垢通常是指在管线、储层、设备中形成的非常密实的，呈现出非正常溶解度的难溶或微溶盐类物质的垢。开发油气田，到达中期阶段与后期阶段后，在采油工艺上回注污水成为广泛应用的方式。就生产过程来说，受温度、压力等各种条件不断变化的影响，同时受水在热力学上缺乏稳定性，并且在化学上呈现出不相容性影响，通常会导致地面注水管线、地层、注水井筒出现结垢。现阶段，已经形成了多种油田污水的结垢控制技术：对不相容的水尽可能避免发生混合、对水的pH值加强控制、将成垢离子从水中清除、使用防垢剂、对物理条件控制好、磁防垢技术。将少量的防垢剂，加入水中实施化学防垢，这是应用比较多的一种方法。防垢机理是利用晶体畸变、螯合、分散等多种作用把垢粒、成垢离子在水中稳定保持，进而对结垢产生有效的阻止作用。
2结语
1.创新组织机构、更新经营理念，优化创新氛
组织机构是油田企业得以生存和发展的框架，对组织机构进行合理的设立，可以有效地将企业的实际同管理理论相结合，为企业的发展添砖加瓦。目前我国油田企业面临着重组整改的局面，急需新鲜血液的加入，无论是组织机构的创新，还是经营理念的更新，或优化创新氛围，都需要进行科学的变革。但无论是改革还是创新，都必须根据国情，进行科学有效的管控模式。创新不只是发现，更是实践。所以企业核心竞争力不单单体现在科技实力，更体现在管理水平上。因此，企业要向现代化企业管理方向发展，实现管理上的创新，让企业摆脱计划经济的束缚，提升市场竞争力。
2.实现流程与人资管理创新，科学应用信息技术
当今时代是科学信息技术大发展的时代，油田企业若想适应这种快速发展的社会环境，就必须在管理上寻求创新，从而获得更强的竞争实力。随着经济全球化的快速发展，人才将成为各大企业争夺的核心，人才也将成为各企业重要的战略资源。所以，油田企业要改变已有的工作重心，将已有的制度化管理逐步向人性化管理偏移，让制度化管理和人性化管理并驾齐驱，激发员工的潜力，提高员工的工作积极性。此外，企业还要通过对信息技术的运用，让流程更加顺畅，不仅提升了局部效率，更是改善了整体流程效率，从而实现管理上的创新。
3.实现人性化管理，积极开发人的潜能
对人的管理是管理工作中最难的也是最重要的部分，坚持以人为本的管理理念，充分调动员工的工作积极性、主动性和创造性，发挥他们最大的潜力，提高企业凝聚力和创造力，为企业获得更大的经济效益打下基础。主要从以下四个方面进行：首先，要尊重每一位员工，为他们提供良好的工作环境和工作机遇，重视员工的权利；其次，关爱每一位员工，员工奋斗在企业生产的第一线，企业要做到想员工之所想、帮员工之所急、解员工之所难，尽力让员工把企业当家，为企业的发展做出贡献；第三，积极开发员工的潜能，为员工安排合适的工作和岗位，最大限度的激发员工工作的热情和潜力，做到人尽其能；最后，要塑造一只高素质的员工队伍，加强企业的文化建设。
4.实施基础管理规范化，不断构建知识型团队
油田企业的传统管理模式是人事管理，而现代的人力资源管理更侧重对人才的管理，为此企业要做到建立健全人才培养机制、使用机制、激励机制和人才安全预警机制，加强对人才的管理，尤其是核心技术型人才的管理，创建知识型的团队。
二、结语
关键词: 防砂技术;化学防砂;固砂剂;热采稠油井;技术发展;辽河锦州油田;综述
锦州油田现生产区块主要有锦45 块、锦7 块、欢17 块、锦25 块、锦16 块等,在长期的开采过程中,油井出砂一直是制约油田正常生产的一个主要因素。据统计2000 年出砂井数873 口, 2005 年上升到1056 口。论文 这些区块呈现的特征是出砂的套变油井逐年增多,出砂粒径逐年变细,出砂量逐年增多。其中锦45 块和锦7 块由于成岩作用差,胶结疏松,油井出砂极为严重。机械防砂、压裂防砂、螺杆泵排砂等防排砂技术受井下工具的限制,均不适用于出细粉砂油井和套变油井防砂,而化学防砂具有其他防砂措施不可替代的优越性,具有固化强度高、有效期长、对地层伤害性小、施工简便的特点,所建立的人工井壁能有效地阻挡地层出砂,具有普遍性,能很好地解决各种油井防砂问题,是解决套变油井和出细粉砂油井防砂难题的有效方法。
1 化学防砂技术的发展历程
锦州油田已开发15 年,油井出砂一直是影响油田开发水平提高的主要因素之一,毕业论文 化学防砂技术的应用和发展在油田开发中起了至关重要的作用。1992～2005 年期间化学防砂技术的发展可分为四个阶段。
(1) 1992～1995 年,在稀油和稠油区块分别使用以长效黏土稳定剂为主的fsh2901 稀油固砂剂和以无机物为主的bg-1 高温固砂剂。
(2) 1996～1997 年,稠油井化学防砂技术有了新突破,先后开发并研制了含有有机成分的三氧固砂剂、高温泡沫树脂和改性呋喃树脂溶液防砂剂。
(3) 1998～2002 年,以具有溶解和溶合作用的氟硼酸综合防砂技术代替长效黏土稳定剂成为稀油井化学防砂技术的主流,以含有水泥添加剂的有机硅固砂剂代替了三氧固砂剂。
(4) 2003～2005 年,改性呋喃树脂防砂技术由于有效率较高和有效期较长,医学论文 成为化学防砂技术的主流,其余早期的化学防砂技术不再使用,同时lh-1 高强度固砂剂防砂技术通过了现场试验。
2 化学防砂技术的应用效果
2.1 fsh-901 稀油井固砂剂防砂技术
(1) 防砂机理 fsh-901 固砂剂主要成份为线性的高分子阳离子型聚合物n2胺甲基聚丙烯酰胺,这种聚合物中阳离子与黏土晶格中的阳离子发生交换作用,中和黏土表面的静电荷,消除黏土片层间的排斥力,使黏土呈吸缩状态,阻止黏土膨胀引起砂粒运移。由于与黏土发生交换的阳离子是连接成链状的,可在黏土颗粒表面形成强大的吸附膜,包裹黏土颗粒,使黏土颗粒与泥砂颗粒牢固地黏结在一起,又可防止其他阳离子的侵入和交换,达到固砂和防止油层出砂的目的。
(2) 应用效果 1992～1997 年,使用fsh-901稀油井固砂剂总计施工136 井次,有效107 井次,有效率78.7 %。
2.2 bg-1 高温固砂剂防砂技术
(1) 防砂机理 该高温固砂剂是以含钙的无机化合物为主体,加入有机硅化物及分散剂,经密闭表面喷涂工艺处理制得的白色粉末状固体颗粒。在快速搅拌下将该剂分散在水介质中,配制成微碱性的悬浮液,在注汽条件下挤入井内,其中的硅化物在井筒近井地带高温表面发生脱水反应,将地层砂牢固地结合在一起,从而达到固砂的目的。
(2) 应用效果 1992～1995 年,使用bg-1 高温固砂剂总计施工79 井次, 有效63 井次, 有效率79.7 %。
2.3 三氧固砂剂防砂技术
(1) 防砂机理 三氧固砂剂由粉状氢氧化钙、碳酸钙、甲基三乙氧基硅烷,二甲基二乙氧基硅烷、分散剂、助乳化剂及其他助剂组成。承载于氢氧化钙和碳酸钙上的乙氧基硅烷在高温条件下遇水分解,乙氧基变为硅醇基,硅醇基与砂粒表面的氢氧基( —oh) 之间和硅醇基相互之间发生脱水缩合反应,硅醇基与钙化合物之间也会发生某些反应,其结果是砂粒和钙化合物颗粒之间形成网状结构的有机硅大分子,使松散的砂粒胶结在一起。
(2) 应用效果 1996～1997 年,使用三氧固砂剂总计施工98 井次,有效81 井次,有效率82.7 %。
2.4 高温泡沫树脂防砂技术
(1) 防砂机理 当高温可发泡树脂液挤入地层后,一部分树脂液在砂粒之间吸附而形成胶结点,树脂固结后将地层砂固结;进入地层亏空处的另一部分树脂在发泡剂作用下发泡并形成固体泡沫挡砂层,起人工井壁的作用。这一技术是高温树脂固砂与固体泡沫人工井壁防砂的结合。
(2) 应用效果 1997 年,使用高温泡沫树脂总计施工4 井次,有效2 井次,有效率50 %。
2.5 改性呋喃树脂防砂技术
(1) 防砂机理 改性呋喃树脂防砂剂由改性呋喃树脂、固化剂、催化剂及抗高温老化剂、吸附剂及后处理剂组成,在紊流状态下易分散于水中,职称论文 不结团、不沉降。防砂剂在清水或污水携带下进入油井目的层段,分散并吸附在砂粒表面,在地层条件下固化,在套管外地层中形成不熔化不溶解的阻砂井壁,水则作为增孔剂使其具有一定的渗透率[1 ] 。这种防砂剂形成的人工井壁,抗压强度为5～15 mpa ,可阻挡粒径> 0106 mm的砂粒通过。
(2) 应用效果 1997～2005 年,使用改性呋喃树脂防砂剂总计施工99 井次,有效94 井次,有效率94.9 %。
2.6 氟硼酸综合防砂技术
(1) 防砂机理 氟硼酸可水解产生hf[2 ] ,即bf4- + h2o =bf3oh- + hfbf3oh- 阴离子可进一步依次水解成bf2 (oh) 2- 、bf(oh) 3- 、h3bo3 ,同时产生hf。各级水解生成的hf 与砂岩中的黏土和地层骨架矿物颗粒的反应为hf + al2sio16 (oh) 2 h2sif6 + alf3 + h2o与此同时,羟基氟硼酸和硼酸亦与地层矿物颗粒如高岭石反应,生成硼硅酸盐和硼酸盐。硼硅酸盐可将小片黏土溶合在一起,阻止其分解和运移,使氢氟酸进一步与地层骨架矿物反应。在这些反应中,黏土中的铝生成取决于f - 的某种氟铝酸盐络离子而溶解在溶液中。在矿物表面富集了硅和硼,在硅酸盐和硅细粒上则形成非晶质硅和硼硅玻璃的覆盖层,溶合成骨架,使颗粒运移受阻。
(2) 应用效果 1998～2002 年,使用氟硼酸综合防砂技术总计施工130 井次,有效106 井次,有效率81.5 %。
2.7 yl971 有机硅固砂剂防砂技术
(1) 防砂机理 该固砂剂能改变黏土表面的电荷性质,其中的主体成份聚合物还能与地层中的硅氧结构矿物(包括黏土中的硅氧结构矿物和砂砾中的sio2) 反应,形成牢固的化学键;同时在油层条件下固砂剂分子之间相互交联,形成牢固的网状结构,既稳定了胶结物,又固结了疏松砂粒。
(2) 应用效果 1998～2002 年,使用yl971 有机硅固砂剂总计施工89 井次,有效76 井次,有效率85.4 %。
2.8 lh-1 高强度固砂剂防砂技术
(1) 防砂机理 在高温下该固砂剂中的有机硅化物经水解、表面脱水,以硅氧键与地层砂结合,并在各种添加剂的共同作用下将地层砂紧密连接在一起,留学生论文形成具有一定渗透率和高强度的立体蜂窝网状结构滤砂层,阻止地层砂流入井筒。
(2) 应用效果 2005 年,使用lh21 高强度固砂剂总计施工11 井次,有效11 井次,有效率100 %。
3 现场施工中出现的问题
以上各种化学防砂技术在锦州油田开发的不同时期发挥了极其重要的作用,有力地保障了油田生产的正常运行。随着各个区块开发力度的加大及上产措施的实施,化学防砂主要面临以下几种状况。
3.1 出砂套变井逐年增加
据统计,随着锦州油田各采油区块递减幅度的加大,出砂油井数每年递增, 2000 年共有873 口,2005 年已增加到1056 口。其中出砂的套变油井数也逐年上升,2000 年为163 口,2005 年底已上升到316 口。出砂的套变油井如不及时采取防砂措施,套管变形将更加严重,甚至发生套管损坏、油井报废。虽然套管严重损坏的油井可以采取注灰、补层、侧钻等补救措施,但会大大增加采油成本。对于套变油井,最好在出砂初期便采用化学防砂法防治出砂。
3.2 长井段油井化学防砂的难度加大
进入油田开发中后期,锦州油田在布井上采取了井网加密策略,在油层开发上采取了几套层系合采措施,油井开发层系增多,油层厚度加大,井段加长,也加大了化学防砂的难度。有些油井由于井段长,层间差别大,笼统的化学防砂方式已不再适用,只能根据不同油层的地质状况、出砂量及出砂粒径,设计不同浓度、不同组成、不同药剂用量的合理的分层防砂方案,并利用井下工具来完成分层化学防砂措施。该技术正在逐步完善之中。
3.3 油井出砂粒径逐年变细
以锦45 块为例,根据463 个采集砂样的筛选分析结果,2000 年砂样平均粒度中值为01243 mm ,2005 年为01156 mm ,呈现逐年变细的趋势,出细粉砂油井逐渐增多。另外,在少数油井采集的砂样中,有大粒砂和近似泥浆的细粉砂,说明油层骨架已遭到破坏,如不及时采取防砂措施,将发生地层亏空严重、套管变形、破裂损坏的危险现象。
4 开发中后期化学防砂技术发展方向
4.1 开发新型常温固化、耐高温的化学防砂技术有一些出砂比较严重的套变的检泵油井,由于油层温度低,不能采用现有的化学防砂技术防砂。曾尝试使用常温环氧树脂防砂技术,由于固化强度低而被淘汰。目前锦州油田使用的改性呋喃树脂防砂技术和lh21 高强度固砂剂防砂技术,所用药剂都是高温固化类型的,不适用于常温检泵油井,有待开发常温固化、耐高温的化学防砂技术。
4.2 逐步完善配套分层防砂工艺
针对多层合采,井段加长的出砂油井,笼统防砂方法已不再适用,分层防砂是有效措施之一。目前的分层防砂技术应逐步完善各层系的设计方案、药剂的选用和施工方式方法,以适应这类油井防砂的需要。 参考文献:
油田尤其是渗透率比较低的油田，其油藏特征决定了其在开发时普遍需要采取一定的措施进行油井改造，使用比较密集的井网，这就导致了大量油田压裂废水的产生。油田压裂废水中含有多种微生物、原油细菌以及难以生化降解的固体悬浮物与高分子聚合物等，具有化学需氧量高、粘度高的特点，对人们的身体健康与生态环境造成了严重的不良影响，受到了世界各国与广大人民群众的高度重视。本篇论文主要对油田压裂废水处理试验作了研究。
关键词：
油田；压裂；废水处理；试验；研究
自进入21世纪以来，随着科学技术的不断进步，我国的经济水平得到了显著的提高，人们的生活水平、生活质量也得到了不断提高，人们在生产、生活中对石油、天然气的需求量正在不断的增加。水力压裂技术经过近几年的不断研究与实验实践，逐渐成为一种成熟的技术，在油田生产过程中得到了广泛的推广及使用。但是在其发展以及应用过程中，形成了大量的压裂废水。本文主要对油田压裂废水处理试验作了分析与研究。
1油田压裂废水
水力压裂技术作为一项对油层渗流特性进行改造的技术，能够促进注水井增注、油气井增产，从而可以有效提高油田开采效益。经过近几年的不断研究与实验实践，水力压裂技术得到了显著的进步，在油田勘探、开采以及生产等领域内得到了广泛的推广与应用，特别是在渗透率比较低的油田中，应用水力压裂技术能够获得十分明显的效益。但是压裂作业结束之后，压裂液会出现破胶返排到地面的现象，从而导致了大量油田压裂废水的产生。据相关研究统计，我国某油田压裂废水的年产生量高达50000到80000立方米。压裂液返排而产生的压裂废水中，含有压裂液、原油中的多种污染物质，例如硫代硫酸钠、丙烯酰胺、甲醇、瓜胶等无机添加剂，以及咪唑硫代衍生物等有机添加剂，此外，压裂废水中还会带有从地层深处而带出来的岩屑、粘土颗粒等多种污染物质。如果不及时对压裂废水进行处理，经过长时间的存放，压裂废水就会产生恶臭的气味，对油田周围居民的身体健康以及生态环境造成严重的不良影响。不过必经过处理就直接外排，压裂废水就会对周围环境造成严重的污染，特别是会对地表水系、农作物等造成不可挽回的污染。
2油田压裂废水处理试验研究
2.1处理实验所使用的仪器主要有：真空过滤装置、恒温箱、微量加药器、分析天平、旋转粘度仪、化学需氧量测定仪、浊度仪、混凝试验仪以及电热恒温水浴锅等。分析试剂主要包括：分析纯、氢氧化钠、硫酸、氯化钡、硝酸银、硫酸亚铁、丙酮以及油醚。污水处理药剂主要包括：氢氧化钠、聚丙烯酰胺、聚合硫酸铁、聚合氯化铝、高锰酸钾、次氯酸钠、过氧化氢以及氧化钙。本文所采用的试验方法是化学氧化实验以及混凝试验。首先进行化学氧化实验，在烧杯中放入50毫升压裂废水样品，并将其调节到设定的pH值，所使用的药剂是浓硫酸，再加入定量的氧化剂，对其进行充分地搅拌，促进氧化反应，搅拌一段时间后将其静置15分钟，之后取上清液进行水质指标分析；其次进行混凝试验，将进行化学氧化实验后的压裂废水作为实验样品，并加入复合调节剂将其调节到设定的pH值，之后依次加入无机混凝剂以及有机絮凝剂，之后将其静置15分钟，取上清液进行水质指标分析。
2.2结果随着返排时间的变化，压裂废水的黏度、石油类污染物质含量与重铬酸盐指数、悬浮物含量及pH值均有所变化，具体见图1、图2、图3。由图1、图2、图3可知，随着返排时间的不断变化及推移，压裂废水的黏度总体呈现出了下降的趋势；压裂废水中的石油类污染物质含量、重铬酸盐指数、悬浮物含量总体呈现出了增大的趋势；压裂废水的pH值总体呈现出了降低的趋势，并逐渐地趋向于中性。经过试验发现将化学氧化实验的pH值设定为3.0，氧化剂次氯酸钠投入量为12.5毫克每升，氧化时间为20分钟；将混凝试验的pH值设定为9.0，氢氧化钠、氧化钙的投入量分别为200毫克每升、50毫克每升，将聚合氯化铝作为无机混凝剂，投入量为800毫克每升，将1200万分子量的CPAM作为有机絮凝剂，投入量为5毫克每升，将无机混凝剂、有机絮凝剂的投加间隔设为30到40秒时，能够获得最好的处理效果。在上述条件下对压裂废水进行处理，结果压裂废水中的总铁离子、硫化物得到了全部去除，石油类污染物质含量、悬浮物含量最高风别为4.5毫克每升、25.5毫克每升，对压裂废水进行处理后，水质完全符合相关标准的要求。
3结语
综上所述，油田压裂废水属于多相分散体系，构成十分复杂，因此其处理难度也比较大，国内外许多研究学者对油田压裂废水处理试验作了非常多的研究，并取得了非常多的研究成果。本篇论文经过学习与借鉴国内外比较成熟的研究成果，对油田压裂废水处理试验作了研究，望有所帮助。
参考文献：
[1]刘晓辉,沈哲,王琦,王文杰,张晓龙,刘鹏.油田压裂废水处理试验研究[J].石油天然气学报,2011,01:156-160+170.
[2]马云,秦芳玲,田春艳,濮阳.油田压裂废水的絮凝-Fenton氧化-SBR联合处理实验研究[J].石油与天然气化工,2011,01:95-99+12.
论文摘要：就目前中国对油田化学的定义来看，油田化学主要是指在石油勘探、钻取、运输等过程中所使用的化学方法和各种化学药剂，其中大多数药剂类属于精细的化学工艺产品。本文就将从油田化学的关键步骤入手，详细的介绍相关油田化学药剂在油田化学中的应用，同时也会简单的阐述油田化学产品的大致发展方向及前景。
油田化学是研究油田勘探、采集、钻井和原油运输过程中相关化学问题的科学，也是石油科学中最早发展的一门学科，是由采油化学、钻井化学和集输化学三部分组成，由这些组成部分就组成了油田化学的研究目标和方向。勘探、钻井、采油和原油集输虽然是不同的过程，但它们是相互联系的，所以油田化学的几个组成部分虽然都自己各自的发展方向，但是它们都是相互关联的。油田化学品在油田勘探、钻井、原油集输的过程占有绝对重要的地位，所以在油田化学发展的过程中，为了更好地更顺利地勘采石油，油田化学品的发展应是重中之重。
一、油田化学在各方面中的应用
1.钻井方面
在一般油田钻井的过程中钻进液的使用是最重要的，它是指在油田钻井过程中的以其能够满足钻井工作的需求的一切循环流体的总称。其中钻井液有携带和悬浮岩屑、冲洗井底（钻井液在钻头水眼处形成高速液流，可将钻井液与地层压力差压持在井底的岩屑冲起，起到快速清洗井底作用。）、稳定井壁、平衡地层压力（在钻进过程中通过不断调节钻井液密度，使液柱压力能够平衡地层压力，防止井塌和井喷等井下复杂情况发生。）、冷却和钻头、钻具、传递水动力（钻井液在钻头喷嘴处以极高流速冲击井底，提高了钻井速度和破岩效率。高压喷射钻井利用该原理，使高泵压主要分布在钻头处，提高射流对井底的冲击力和钻井速度。）、获取井下信息等这么一些功能。在整个应用过程中，对钻井液也有很多相关的要求，首先应与所钻遇油气层相配伍，满足保护油气层要求，有利于获取良好的岩样、岩芯和电测资料；其次钻井液应具有较好的抗温、抗盐、抗钙镁能力；接着钻井液应环保，减少对钻井人员及环境污染伤害；最后钻井液应具有良好的缓蚀防腐作用，减少对井下工具及地面装备的腐蚀。
2.采油方面
在采油过程中，最常使用的是表面活性剂、高分子化合物、酸化及酸液添加剂，其中常用的几种表面活性剂烷基磺酸钠（AS）（有磺氯酰化法和磺氧化法两种方法合成）、烷基苯磺酸钠（ABS）、Span和Tween型活性剂、聚醚型活性剂—高分子活性剂、多乙烯多胺型活性剂—AE、AP型活性剂，这些活性剂的作用主要是为了能在油田形成吸附界面膜，降低表面张力的物质，更好更方便地采集石油。油田采集中的酸化是决定油好坏的最重要的一步，酸化是用酸或潜在酸处理油田层，以恢复或增加油田层渗透率，实现油田井增产和注水井增注的一种新技术。酸化的分类主要有酸化分类：按油气层类型可分为碳酸岩油气层酸化和砂岩油气层酸化；按酸化工艺可分为基质酸化和压裂酸化；
按酸液组成和性能可分为常规酸酸化和缓速酸酸化。基质酸化：是指在低于岩石破裂压力的条件下，将酸液注入油气层，使之沿径向渗入油气层，溶解孔隙及喉道中的堵塞物。压裂酸化：简称酸压，是在足以压开油气层形成裂缝或张开油气层原有裂缝的压力下，对油气层挤酸的一种工艺。常规酸化：是指直接使用盐酸处理碳酸盐岩油气层或碳酸盐胶结的砂岩油气层和直接使用氢氟酸或土酸处理泥质胶结的砂岩油气层。缓速酸酸化：是指用缓速酸处理的油气层的酸化。缓速酸是指为了延缓酸与油气层岩石的反应速度，增加酸的有效作用距离而配制的酸。目前国内外使用的缓速酸主要有：自生酸、稠化酸、乳化酸、泡沫酸和化学缓速酸等。酸液添加剂主要有缓蚀剂 、铁离子稳定剂、表面活性剂、稠化剂。
3.原油的集输方面
原油在集输得过程中井壁结蜡会影响原油的产量，甚至会堵塞 油井，迫使油井停产。管线结蜡会使泵压升高，甚至使原油失去流动性，在管内冻结。决定原油流动性的因素为：粘度、粘度、屈服值（即在一定温度下，原油停输后，使原油重新流动所需要的最小压力（启动压力）。改善流动性可采取降粘、防蜡降凝及降低屈服值以及降阻的方法，而防蜡降凝又是改善流动性的关键。）
在地层的温度和压力下，蜡一般溶在原油中。随着油从井筒上升，系统的压力下降气体从原油中逸出，并发生膨胀，吸热，导致原油温度降低，同时由于气体会把原油中的轻组分带出一部分，使原油的溶蜡能力降低，石蜡结晶就从原油中析出，造成油管结蜡。原油与管壁间的温差造成输油管道中的结蜡。在现今油田化学技术中主要使用的是防蜡剂，利用防蜡剂的作用，改变石蜡的结晶形态。蜡晶改性剂的分子中要有与石蜡分子不同的链节，这种物质加入原油中可以改变石蜡结晶形态，使蜡不能聚集长大成网络结构，不易沉积，而易被油流带走。
4.水处理方面
油田污水主要是指从原油脱出的含油污水。处理油田污水目的污水一般都含油、盐、SAa，且水温高，随便排放会造成环境污染，因此，一般采用污水回注。就目前看来，我国处理油田污水的化学方法主要是：除机杂方面是用凝聚或者加硫酸铝、聚合铝 、铁盐等加以沉聚。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，无法达到除油标准）；斜板分离除油（斜板罐）增加分离设备工作表面积，缩短油粒上浮距离，提高分高效率“浅池理论”；凝聚与絮凝（混凝除油法）加凝聚剂、絮凝剂使油成絮团与水分离而除去。乳化油珠常常带负电，加入带正电的凝聚剂和絮凝剂，通过电中和作用使油珠变大，油珠上浮，达到除油的目的；
二、油田化学品的发展趋势
1.油田化学品的纳米材料的相关研究使得钻井液的胶体更加稳定，这种材料的研制也满足了油田开发所需的正电离子高和表面积很大的增粘剂的要求，现在的油田中所使用的化学品由纳米的材料制作的主要有：有机正电胶BPS、正电MMH。
2.钻井液是油田化学的重要化学剂，最早的钻井液就是从天然的产物改良而来的，所以，现在对既廉价的既实用的改良的天然的聚合物钻井液的研制仍然显得非常重要，在实际的应用中，具有很潜在的应用前景。
3.综合水溶性聚合物疏水性的研究。该聚合物就是在原来的水溶性聚合物大分子上插入很少的疏水链而形成的一种新型聚合物。这种聚合物具有较强的疏水性。当聚合物的相关浓度超过临界的结合浓度时，就可以形成结合为主要结构的超级大分子结构，这样的结构就让该聚合物能够形成很好的增粘效果。
三、总结
油田化学的主要功能主要是更好地保证油田中钻井、原油的采集、污水的处理等方面的运作。本文直接从油田化学的化学品方面对油田中相关的方面的主要作用和效果作了详细的论述，解释了一些油田化学剂在使用过程中的应用原理，最后简单的概述了现今油田化学品的发展趋势，相信本文对我国油田的发展有所裨益。
参考文献：
