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[摘 要]锦州油田的开发已经进入中后期，区块成岩作用差，地质胶结疏松，出砂十分普遍，随着采出程度的加大，出砂区块、油井不断增加，出砂粒径也逐年减小。常规方法无法开采，严重影响油井正常生产，压裂防砂技术就成为重要的手段。压裂防砂是利用压裂车组向地层内注入前置液，在地层内造缝，裂缝具有降低生产压差、减弱流体对微粒的携带能力等作用，因而可以防止或减缓岩石结构的破坏，降低流体对地层微粒的冲刷和携带能力，再加上充填砂对地层微粒的桥堵作用。通过近几年的研究与现场应用，取得了较好的应用效果。
[关键词]压裂防砂；树脂砂；携砂液；纤维防砂；锦州油田
中图分类号：TE358.1 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2015）20-0018-01
1 传统防砂方法的局限
所有防砂方法其控砂机理或是胶固地层（化学法）或是桥堵过滤（机械法），都会增加近井地带的流动阻力，即提高了井筒表皮阻力系数，从而使产量下降，对原来已存在近井伤害的井产量下降幅度更大，严重时根本不出油。总之一句话，传统防砂工艺是以牺牲油井部分产能为代价，与目前追求最大经济效益的目标相距甚远。
2 压裂防砂机理
压裂防砂技术是采用添加了相关化学剂的活性水或稠化水做为压裂液，用压裂车产生的高压压开地层，采用专用支撑剂支撑压裂产生的裂缝，专用支撑剂表面涂敷了一种在地层温度下可以自行交联固化的特种改性树脂。支撑剂进入压裂裂缝和亏空井段后堆积，在地层温度下交联固化，形成具有一定强度和渗透率的人工井壁，油流从压裂产生的裂缝进入井底，胶结的支撑剂起到人工井壁的作用，发挥防砂效果，从而保证油井的正常生产。
3 压防工艺技术研究与改进
在压裂施工中，泵压高，砂比高，挤压充填使缝内支撑颗粒排列更容易形成“平行六面体排列”。通过尖端脱砂在裂缝端部形成桥堵，可以阻止裂缝沿长度方向继续延伸。继续泵入高砂比携砂液，增大裂缝内的净压力，将裂缝宽度进一步扩大。尖端脱砂技术结合砾石充填防砂技术形成了新的压裂充填综合防砂技术即压裂防砂技术。
4.1 压裂原材料的改进
4.1.1 树脂砂包覆工艺的改进
樹脂砂胶结强度不高的主要原因一是石英砂表面光滑，树脂涂在其表面不容易粘牢，二是涂层薄等。为了提高树脂砂的强度，更好的满足现场生产需要，延长防砂有效期，通过调整加工工艺，提高了树脂砂包覆层厚度，也提高了树脂的包覆率，从而使树脂砂的胶结强度由原来的4.0MPa提高到7.0MPa以上。
4.1.2 树脂砂岩芯抗压强度及渗透性实验
树脂砂岩心的抗压强度和渗透率是油井防砂的最重要参数。由于地层是一个高压环境，液流的拖曳作用以及地层的应力变化常常会使强度不高的填充砂返吐，造成防砂失败。因此选用的树脂砂固结后需要有较高的抗压强度。提高抗压强度可从两个方面着手，一方面树脂砂颗粒本身要有较高的抗压强度，这个问题在支撑剂原料筛选时已经解决。另一方面树脂砂固结后整体强度，这需要通过树脂的选择和用量来解决。相对而言，树脂类型和用量是影响强度的最重要因素。同时岩芯的渗透率也直接影响到防砂效果，岩芯渗透率过低会造成油井产量下降，严重的会造成只出水不出油，甚至油井被堵塞不出液，这也需要通过树脂的选择和用量来解决。在大量的筛选试验基础上，进一步实验评价了树脂含量与强度和渗透率的关系。
评价实验：
称石英砂5份各100克，分别放入5个烧杯中，按8%、10%、12%、14%、16%比例分别加入含有偶联剂的树脂，将石英砂涂覆均匀，然后干燥、压碎，再装入岩芯管中压实，最后放入45℃恒温水浴中，固化48h，实验结果如表1所示。
根据以上实验数据，做出树脂含量与抗压强度关系曲线图5和树脂含量与渗透率关系曲线图6。
分析图1，树脂含量越高，岩心的抗压强度越大，当树脂含量达到16%时，岩心抗压强度为8.5MPa。
分析图2，树脂含量越高，岩芯渗透率越低，当树脂含量为16%时，岩芯渗透率只有4.3μm2。过高的强度固然理想，但岩芯的渗透率会大大降低。考虑综合成本、加工技术能力及防砂技术要求，我们选择树脂砂强度在7MPa左右较为合适。
4.1.3 携砂液性能评价
历年来，我国普遍采用具有大分子量的高分子植物胶来配制携砂液的原液，在防砂作业后，对实际返排液进行统计分析结果表明，返排到地面的液量只有注入聚合物携砂液量的30～50%，由于因残渣、吸附、不能彻底破胶而留存于地层内等多种原因，容易对油层引起明显的伤害，致使油层渗透率下降，从而影响油井产油量。针对这种情况，我们在普通携砂液的基础上，通过各种化学助剂的相互作用，大大改进了携砂液的各项性能。
4.2 以阻砂剂封口，提高封堵强度，保证防砂效果
在油井出砂严重，特别是出细粉砂和出泥浆的井，为了提高防砂效果，我们在原有工艺的基础上进行了改进，在封口前使用石英砂，再用树脂砂封口，提高挡砂强度，不但节约了压裂防砂费用，而且还延长了油井检泵周期。
5 结论
1、压裂防砂技术对恢复因严重出砂及泥浆而停产井的效果十分明显。
2、将石英砂和树脂砂按比例使用，降低成本。
3、通过增加前置液用量、增大排量和提高砂比来达到小型水力压裂的目的。
[关键词]压裂防砂；树脂砂；携砂液；纤维防砂；锦州油田
中图分类号：TE358.1 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2015）20-0018-01
1 传统防砂方法的局限
所有防砂方法其控砂机理或是胶固地层（化学法）或是桥堵过滤（机械法），都会增加近井地带的流动阻力，即提高了井筒表皮阻力系数，从而使产量下降，对原来已存在近井伤害的井产量下降幅度更大，严重时根本不出油。总之一句话，传统防砂工艺是以牺牲油井部分产能为代价，与目前追求最大经济效益的目标相距甚远。
2 压裂防砂机理
压裂防砂技术是采用添加了相关化学剂的活性水或稠化水做为压裂液，用压裂车产生的高压压开地层，采用专用支撑剂支撑压裂产生的裂缝，专用支撑剂表面涂敷了一种在地层温度下可以自行交联固化的特种改性树脂。支撑剂进入压裂裂缝和亏空井段后堆积，在地层温度下交联固化，形成具有一定强度和渗透率的人工井壁，油流从压裂产生的裂缝进入井底，胶结的支撑剂起到人工井壁的作用，发挥防砂效果，从而保证油井的正常生产。
3 压防工艺技术研究与改进
在压裂施工中，泵压高，砂比高，挤压充填使缝内支撑颗粒排列更容易形成“平行六面体排列”。通过尖端脱砂在裂缝端部形成桥堵，可以阻止裂缝沿长度方向继续延伸。继续泵入高砂比携砂液，增大裂缝内的净压力，将裂缝宽度进一步扩大。尖端脱砂技术结合砾石充填防砂技术形成了新的压裂充填综合防砂技术即压裂防砂技术。
4.1 压裂原材料的改进
4.1.1 树脂砂包覆工艺的改进
樹脂砂胶结强度不高的主要原因一是石英砂表面光滑，树脂涂在其表面不容易粘牢，二是涂层薄等。为了提高树脂砂的强度，更好的满足现场生产需要，延长防砂有效期，通过调整加工工艺，提高了树脂砂包覆层厚度，也提高了树脂的包覆率，从而使树脂砂的胶结强度由原来的4.0MPa提高到7.0MPa以上。
4.1.2 树脂砂岩芯抗压强度及渗透性实验
树脂砂岩心的抗压强度和渗透率是油井防砂的最重要参数。由于地层是一个高压环境，液流的拖曳作用以及地层的应力变化常常会使强度不高的填充砂返吐，造成防砂失败。因此选用的树脂砂固结后需要有较高的抗压强度。提高抗压强度可从两个方面着手，一方面树脂砂颗粒本身要有较高的抗压强度，这个问题在支撑剂原料筛选时已经解决。另一方面树脂砂固结后整体强度，这需要通过树脂的选择和用量来解决。相对而言，树脂类型和用量是影响强度的最重要因素。同时岩芯的渗透率也直接影响到防砂效果，岩芯渗透率过低会造成油井产量下降，严重的会造成只出水不出油，甚至油井被堵塞不出液，这也需要通过树脂的选择和用量来解决。在大量的筛选试验基础上，进一步实验评价了树脂含量与强度和渗透率的关系。
评价实验：
称石英砂5份各100克，分别放入5个烧杯中，按8%、10%、12%、14%、16%比例分别加入含有偶联剂的树脂，将石英砂涂覆均匀，然后干燥、压碎，再装入岩芯管中压实，最后放入45℃恒温水浴中，固化48h，实验结果如表1所示。
根据以上实验数据，做出树脂含量与抗压强度关系曲线图5和树脂含量与渗透率关系曲线图6。
分析图1，树脂含量越高，岩心的抗压强度越大，当树脂含量达到16%时，岩心抗压强度为8.5MPa。
分析图2，树脂含量越高，岩芯渗透率越低，当树脂含量为16%时，岩芯渗透率只有4.3μm2。过高的强度固然理想，但岩芯的渗透率会大大降低。考虑综合成本、加工技术能力及防砂技术要求，我们选择树脂砂强度在7MPa左右较为合适。
4.1.3 携砂液性能评价
历年来，我国普遍采用具有大分子量的高分子植物胶来配制携砂液的原液，在防砂作业后，对实际返排液进行统计分析结果表明，返排到地面的液量只有注入聚合物携砂液量的30～50%，由于因残渣、吸附、不能彻底破胶而留存于地层内等多种原因，容易对油层引起明显的伤害，致使油层渗透率下降，从而影响油井产油量。针对这种情况，我们在普通携砂液的基础上，通过各种化学助剂的相互作用，大大改进了携砂液的各项性能。
4.2 以阻砂剂封口，提高封堵强度，保证防砂效果
在油井出砂严重，特别是出细粉砂和出泥浆的井，为了提高防砂效果，我们在原有工艺的基础上进行了改进，在封口前使用石英砂，再用树脂砂封口，提高挡砂强度，不但节约了压裂防砂费用，而且还延长了油井检泵周期。
5 结论
1、压裂防砂技术对恢复因严重出砂及泥浆而停产井的效果十分明显。
2、将石英砂和树脂砂按比例使用，降低成本。
3、通过增加前置液用量、增大排量和提高砂比来达到小型水力压裂的目的。