a下高压充填纤维复合防砂体的力学分析

2008年第32卷 第5期 中国石油大学学报(自然科学版) JournalofChinaUniversityofPetroleum V01．32No．5 0ct．2008 文章编号：1673-5005(2008)05-0067-05 井下高压充填纤维复合防砂体的力学分析 李金发1’2，齐 宁1，周福建3，李晓军1，张琪1，刘志良1 (1．中国石油大学石油工程学院，山东东营257061；2．中石化胜利油田分公司滨南采油厂，山东滨州257600； 3．中国石油勘探开发研究院，北京100083) 摘要：从纤维增强树脂涂敷砂强度的机理入手，首先对单根纤维的压应力进行力学分析，构建了单纤维微元体的压 应力力学模型，然后对影响短纤维受力的因素进行分析，采用半经验法确定单向平行短纤维增强复合砂体的工程常 数，对理论预测公式进行修正，并引入纤维分布方位因子，建立了考虑流体剪切冲刷的随机取向短纤维增强砂体强 度的预测模型。利用该模型得到了纤维复合体极限强度与临界产量的关系，从而为优化纤维加入量以及合理控制 开井后的生产提供了理论指导。 关键词：纤维；防砂；力学分析；树脂涂敷砂；高压充填 中图分类号：TE358．1 文献标识码：A nechanicsanalysisoffiber-complexsandcontrolof downholehigh—pressurepacking． UJin—fa‘”，QINin91，ZHOUFu-jian3，LIXiao-junl，ZHANGQil，LIUZhi．1iang。 (1．CollegeofPetroleumEngineeringinChinaUniversityofPetroleum，Dongying257061，China； 2．BinnanOilProductionPlantofShengliOi犯ldCompany，SINOPEC，Binzhou257600，China； 3．ResearchInstituteofPetroleumExploration&Development，PetroChina，Be0／ng100083，China) Abstract：Consideringthemechanismoffiberreinforcingresin—coatedsandintensity，thecompressionstressonsinglefiber WaSanalyzed，andthemechanicalmodelofsinglefiberinfinitesimalelementwasdeveloped．Then，theaffectingfactorsof stressoncutfiberswereanalyzed．andthetheoreticalforecastformulawasamendedonthebasisofengineeringconstantsofu- nidirectionalparallelcutfibersreinforcementsandcomplexascertainedbyadoptingsemi—thumbrule．Theintensityprediction modelofrandomorientationfiberreinforcementcomplexWaspresentedconsideringtheerosioneffectoffluidonfiber-complex． Therelationbetweenfiber·complexintensityextremumandcriticalyieldcouldbefound，andtheoryguidancecouldbeprovided foroptimizationaddtionoffibertoresin—coatedsandandoptimizationandcontrolofproductionregulationsafterwellopening． Keywords：fiber；sandcontrol；mechanicsanalysis；resin·coatedsand；high—pressurepacking 纤维复合防砂技术¨41是针对疏松砂岩油气藏 防细粉砂"刮而提出的一项新技术，建立在解、稳、 固、防、保、增的防砂理论¨1基础之上，具有增产及 防砂的双重效果。纤维复合防砂技术通过加入纤 维，在砂体中形成乱向分布的三维网状结构，直径微 米级的纤维贯穿于树脂砂体之间，承担了砂体的大 部分应力，减小了树脂砂体的破坏几率。纤维砂体 的强度直接决定着防砂效果及其有效期，因此纤维 砂体的力学分析至关重要，纤维砂体的力学性能旧。 与砂体中纤维的含量、长径比、方位、纤维性能等因 素密切相关。目前国内外对纤维防砂力学分析的相 关研究较少，笔者基于纤维增强涂敷砂强度的机理， 从单根纤维的受力分析入手，对纤维复合体强度的 影响因素进行分析，从而建立起纤维复合体的力学 模型，为纤维复合防砂体的强度预测提供理论依据。 收稿日期：2008一09一16 基金项目：中石化提高采收牢导向项目(2006—021) 作者简介：李金发(1966一)，男(汉族)。山东枣庄人，博士研究生，从事采油工程及油嗣化学方面的研究。 ·68· 中国石油大学学报(自然科学版) 2008牟10月 1 单纤维微元体的压应力 ‰一E精卜 @’ 纤维复合防砂体的真实受力状态是处于套管外 的近井地带，实际主要承受的压力有来自地层周围 岩石的围压、流体冲刷所产生的剪切力以及砂体两 端的流动压差。由于复合砂体中的压应力分布非常 复杂，为此进行了分析过程的简化。假设：(1)基体 及纤维在外力作用下均发生弹性形变，界面粘结完 好旧1；(2)压应力全部由基体承受，纤维只承受剪应 力；(3)剪应力沿界面和纤维轴向变化，但不随纤维 中心轴的环向角变化；(4)不考虑纤维端面上所受 的应力。 单纤维微元体受压应力示意图见图1。其中， 短纤维总长为L，纤维半径为r，，基体沿纤维轴向压 应力为盯。，纤维界面的剪应力为ri，基体界面的剪 应力为r⋯u(菇，r)为沿z方向在半径为r处基体的 位移，丁(戈，r)为相应的剪应力。 图1单纤维微元体受压应力示意图 Fig．1Distribuflonofeompr器sionstress onsinglefiberinfinitesimalelement 根据上述假设，在长度为出的单元体中，基体 处于内力平衡状态，即满足 霄(R2一《)盯。+(2霄rrdx)ri一(2．trRdx)r。，= 订(尺2一r2)(盯。+d盯。)． (1) 其中，(27rRdx)丁。为入井流体在微元体表面所造成 的剪切影响。 由于假设纤维不承担正应力，因此单元体内部 剪应力平衡，得 2盯rrri=2．trm"． (2) 由剪切虎克定律建立起矿。与|ri之间的关系为 d盯。 2G。(／2,。一／Zf)一2Rr。。In(R／rf) dx (尺2一rf2)ln(R／rf) ． (3) 式中，G。为基体的剪切模量，MPa；M。和u，分别为基 体和纤维沿纤维轴向的位移。 对纤维和基体分别应用虎克定律，对式(3)进 行微分，可得 d20r。 2G。(盯。／E。一占f) 叼2 ．， dx2一(R2一r；)In(R／rt)一R2一rf2 6 ／ 2G。叼2√可丽’ 式中，E。为基体的弹性模量，MPa；8，为纤维应变。 式(4)的通解为 ： 19"。=(矿。o+(or。)l=E。占f+Aexp(弘)+ Bexp(一弘)． (5) 其中 P一 ／ 丑‘ 一——丑——r√尺2-rr2一、厢。 微元体在流体的冲刷下，两端应力差为 △p=ip。^B万L+磊卢sp瓣B2L92， (6) 即 盯。(￡)一矿。(0)=△p． A[exp(f￡)一1]+B[exp(一弘)一1]=△p．(7) 此外，由于高的应力集中而使得靠近炮眼前端 的纤维末端与基体脱胶，此时纤维端面上所受的剪 应力应为0，即当z=L时，丁；=0，由此可得 姆xp(弘)一Bfexp(一弘)-_急．(8) 由式(7)，(8)可确定系数A与B，从而得到 2R下。。[exp(弘)+exp((L一弘)] orm 2EmEf一—瓦Fi研面面万丁一 鲥望譬必罢世告丝蛆 (9) [exp(fL)一1]2 。 。7 尺r。。[exp(弘一弘)一exp(弘)]． L2——1丙承瓦F了厂-+ △pf(尺2一r2)[exp(2fL一弘)一exp(g'x)]．尺 2rf[exp(fL)一1]2。rf“矿 (10) 由式(9)，(10)可以看出，当短纤维变为连续纤 维时，￡趋近于无穷大，即有 腮一Era8f-【者％+△pM刊· limTi=Re。[1+exp(一弘)]／rf+ 缒笃粤ex小甜 式(4)中的叼因子与基体和纤维的性能(G。， E。，尺，r，)以及纤维在基体中的排布(R／r，)有关。一· 般以纤维在基体中按正四边形列阵排列或呈正六边 形列阵排列来近似估算Ⅲ1。 第32卷第5期 李金发，等：井下高压充填纤维复合防砂体的力学分析 ·69· 对于短纤维复合砂体，肜rf与纤维体积分数之 间的关系较难确定，因此对短纤维增强砂体的田，f 因子须作进一步的修正。 2 短纤维受压应力的影响因素分析 2．1 不同界面结合状态的影响 2．1．1’纤维相对基体呈脆性(占“<8。。) 纤维与基体界面良好，但靠近炮眼前端的基体 发生屈服，导致纤维界面发生滑移。 (1)纤维靠近炮眼出口不发生滑移的部分。当 0≤算≤L(1一m)(m表示因基体屈服纤维端部界面 发生滑移的长度比值，0占。。)且界面发 生摩擦滑移 在基体受到沿纤维轴向压力时，纤维因为泊松 效应的横向收缩变形与基体的收缩变形量级相当， 不能忽略，将式(18)改写为 盯n=矿，+1,tmor。一l,sfE。占f． (19) 式中，矽，为纤维的泊松比。 利用式(11)，(12)，(16)可以分别估算出在z =L(1一m)界面发生摩擦滑移时，树脂基体受到的 临界正应力盯。，以及在未发生滑移区域，即￡(1一 ·70· 中国石油大学学报(自然科学版) 2008年lO月 m)≤名≤L，基体所受的正应力矿。和界面剪应力 |rio 至于在纤维滑移区内，即0≤戈≤L(1一m)，基 体所受的正应力可以根据式(1)，(17)，(19)得出 exp【-鹅z】础丁ow一肌(旷y舳) ‰2—_二L7万——一儿 当名=￡(1一m)时，or。由式(16)确定，由此， 确定积分常数C后，可得出 盯。=盯。+去{exp(一羚)一· exp【．怒刚一m)】)，o≤z≤L(1一)． 利用上式也可以确定出代表滑移区长度的m 值。 2．2 纤维之间相互作用的影响 因纤维端部应力集中而考虑纤维端部脱胶，即 纤维端面不受力，但实际上纤维之间是通过纤维端 部相互影响的。为解决这一问题，可以将短纤维等效 成为连续纤维，即将纤维不连续处的基体也视为性 能相异的纤维。对每根等效纤维的轴向应力、轴向位 移、界面剪切应力，利用对称、连续性和平衡条件进 行分析，求出每根纤维的轴向应力分布。 3 井下条件下单向平行短纤维增强 砂体的工程常数和强度 3．1 工程常数 从Halpin-Tsai方程可以知道，当占=0时，可得 纤维复合体工程常数M的下限为击=老+老；如 果占-÷∞，则纤维复合体工程常数的上限为M= M，蜥+M。y。。由此可知，8越大，纤维增强作用越大。 3．2 单向平行短纤维增强砂体的强度 3．2．1 临界长度 如果纤维的极限强度为丁¨并将此时基体的强 度记为叽。，纤维的长度就等于纤维的临界长度￡。。 此时，纤维的临界长度就是短纤维的最大剪切应力 达到纤维的破坏应力所必需的最小长度。 对式(10)分析可知，在靠近炮眼出口即戈=0 处丁i取得最大值(．『i)。。，纤维基体人工井壁中纤维 临界长度的计算公式为 · ‰北儿。=半+柰嘉岛№心⋯，． 在短纤维复合材料中，要使纤维能够充分发挥 增强效应，其长度必须等于或大于其临界长度。 3．2．2 复合砂体的强度 单向平行短纤维增强砂体的纵向抗压强度可按 混合定律估算： 盯。=K盯f．+(1一K)孑。． 其中 O'f。=矛。Ef／E。． 式中，矛。为基体的平均应力，MPa；H为纤维体积分 数，％；E为纤维的弹性模量，MPa。 3．2．3 纤维长度随机分布时纤维砂体的强度 如果砂体中含有不同长度的纤维，小于临界长 度的纤维长度为厶，相应的纤维体积分数为％；大 于临界长度的纤维长度为己，，相应的纤维体积分数 为％。由此可得 Li‘l，P or。：∑[(1一H)i孑。lLiLc ∑(1一K)夕。Ipk+V,or,’． 』 ‰=(1一H)。+∑(1一K)i+∑(1一W)r 式中，‰为树脂基体体积分数，％；(1一K)。，(1一 K)i，(1一u)，分别为等于、小于、大于临界长度的 纤维体积分数，％。 4 受压应力时随机取向短纤维增强 砂体的强度 短纤维复合砂体中的短纤维通常不是平行排 列，其方位是随机的，因此须引入方位因子C。(0< C。≤1)。当C。=I时，即是平行分布的结果。在小变 形的情况下，方位因子C。不随外加应变和纤维长度 的变化而变化。 对于二维随机分布情况，有 c。：当(2+矿)(1一矿)÷fcos-1卢一 -三-flln揣】． 对于三维随机分布情况，有 c。=÷(1+矿)(1一矿)(1一口+／31nil)． 式中，口为临界区长度因子。 所谓临界区，就是纤维端点终止且有桥联纤维 存在的区域，如图2所示(肚为临界区长度；乙为纤 维平均长度)。 在纤维随机取向的情况下，混合律可以改写为 第32卷第5期 李金发．等：井下高压充填纤维复合防砂体的力学分析 ·71· 纤维端点终止区 图2 含有桥联纤维和终止纤维的临界区 Fig．2Criticalzonecontainingbridgingfiber andendingfiber Or。=∑(1一K)，孑。lk。k+(1一Ⅵ)。孑。I￡。。+ 0>￡c ∑(1一Ⅵ)矽。lpc。+№?F(L。／L)c。． 其中 rl，￡。／L=0； F(￡。／L)={0．5，L／Z=l； 10．2，￡／乙：2． ￡／Z在区间[0，1]和[1，2]之中的值，可以分别利 用插值法近似求出。 单向连续纤维复合材料有3种可能的破坏机 理，即纤维断裂、基体剪切和基体由于正应变而破 坏。对于方位随机的短纤维复合砂体，在压应力作用 下。既发生纤维断裂，又可发生界面和基体的破坏。 至于究竟哪一种机理真正起作用，要由纤维和受力 方向之间的角度伊来定。设其失效应力为or，，转换成 正轴应力后，则有 r矿，l=盯t．／COS20，0≤0<01； 矿。={盯c2=7m／(sinOcos0)，0l≤0≤02； L盯c3=矿。／sin20，02<0≤7r／2． 式中，盯’，为由混合律确定的单向复合砂体沿纤维方 向的强度，MPa；O．为抗压破坏模式向界面剪切破坏 模式转变的临界角，(。)；8：为界面剪切破坏模式向 抗压破坏模式转变的临界角，(o)。 盯，=盯。。时，纤维拉伸破坏；盯。=盯，：时，纤维与 基体间界面剪切破坏；or，=矿。，时，基体拉伸破坏。 5 实例应用 GD2-26-31井位于孤岛中二中馆3-4／Z1单元， 防砂层位NGS33．35。油层基础数据：油层中深 1．203km，套管外径177．8mm，射孔厚度9．3m，射 孔密度16孔／m，孔眼直径13mm，平均孑L隙度 32．9％，渗透率1．288斗m2，地层砂粒度中值0．117 mm，泥质含量10．2％，地面原油粘度750mPa·S，地 层水矿化度3g／L，油层温度70qc，防砂后开井初期 油井产液量52．23m3，目前稳定在72m3左右。防砂 材料基础数据：纤维的弹性模量70GPa、剪切模量 30GPa；树脂基体的拉伸模量1．0GPa、剪切模量 4．02GPa；纤维加量1％，长度10mm，直径15Ixm。 纤维复合体极限强度与产液量的关系曲线见图3。 一 臭 b 魁 疆 簟 缸 蛾 强 斑 图3 纤维复合体极限强度与产液量的关系曲线 Fig．3Relationoffiber-complexintensity extremumandcritfcalyield 图3的计算结果表明，纤维复合体极限强度与 产量呈指数关系，当油气井产量很大时，炮眼出口处 的流速非常高，流体处于紊流状态，由于二次方项的 存在，使得临界产量的增加导致纤维复合体的极限 强度呈指数增加，也就是说在这个临界产量下生产， 纤维复合体的强度必须大于临界产量所对应的纤维 复合体极限强度，充填体才不会被破坏。日产液量为 70m3时所对应的复合体的极限强度为4．45MPa， 而室内评价孤岛GD2—26-31井用纤维复合体抗压强 度为6．15MPa，可见纤维复合体抗压强度大于其在 该产量下的极限强度。该井纤维复合防砂后，于 2006年8月14日开井，目前已正常生产642d。 6 结束语 强度模型的构建是以随机短纤维复合砂体在宏 观上各向同性为基础，纤维长度不均一以及纤维、树 脂砂体物性参数的确定存在误差，致使预测结果有所 偏差。由于纤维随机取向复合砂体的强度预测模型 考虑了流体剪切冲刷的影响，因此可以找出纤维复合 体极限强度与临界产量的关系，从而为优化纤维加入 量以及合理控制开井后的生产制度提供理论指导。 参考文献： [1]JrPENBERTHYWL，BICKHAMKL，NGUYENHT， eta1．Gravelplacementinhorizontalwells[R]．SPE 31147，1995． (下转第76页) ·76· 中国石油大学学报(自然科学版) 2008年10月 (土接第7l页) f2]vailBURENMark，vandenBROEKIAon．Trimof勰ex． pandablesandscreentoreplaceinternalgravelpacking 『R]．SPE57565．1999． [3]PITONIEnzo，DEVIAFabrizio，JAMESSimonG，eta1． Screenlesscompletions：cost-effectivesandcontrolinthe adriaticsea[R]．SPE58787，2000． [4]KRISMARTOPOBD，NOTMANL，KRITZLERT，et a1．Afracturetreatmentdesignoptimizationprocesstoin— creaseproductionandcontrolproppantflowbackforlow— temperature，low·pressurereservoirs[R]．SPE93168， 2005． [5]董长银，张琪，曲占庆，等．筛套环卒砾石层压降的简 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总结

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分析了纤维复合防砂技术体系的作用机理，建立了一套完善的纤维复合防砂 技术的评价体系。并在此基础上研究了纤维复合防细粉砂配套技术，其技术核心包括：（1）高矿化度、无伤害清洁压裂液及预处理液体系；（2）特制 纤维和纤维复合体系；（3）纤维复合防砂工艺。纤维复合防砂技术是基于“解、稳、固、防、保、增”进行细粉砂防治的。使用有机酸液和压裂手段来 “解”除近井地带的储层污染与堵塞；利用稳砂剂带正电荷的长链与储层细粉砂通过电性吸附，聚结成细粉砂聚集体，而加以“稳”定；利用纤维－树 脂砂复合体三维网状结构“固”砂，达到无筛管防砂目的；利用井筒四周和压裂短宽缝中形成的稳定、高渗纤维树脂砂复合体“防”砂；使用清洁压裂 液作为携砂液，最大限度地降低储层伤害，“保”护储层、增加裂缝面导流能力；利用端部脱砂压裂防砂技术大幅度“增”加防砂后的气井产量。纤维 复合防细粉砂技术在涩北气田共进行了23口井，现场试验取得了很好的效果。纤维复合防砂施工方便，可操作性强，防砂效果明显，投入产出比达到 1：17以上，单井增产1.83～2.75倍，有效期长。为涩北气田高效开发提供了有力的技术支持，为解决疏松细粉砂岩油气藏出砂这一难题探索出了一条有 效的技术途径。 4.期刊论文 齐宁.周福建.张琪.齐燕.高成元.唐亮.张贵才.QI Ning.ZHOU Fujian.ZHANG Qi.QI Yan.GAO Chengyuan.TANG Liang.ZHANG Guicai 纤维复合防砂技术在孤岛油田的应用 -钻采工艺2006,29(6) 纤维复合防砂是针对疏松砂岩油藏防细粉砂而提出的一项新技术,对于防细粉砂、气井防砂效果尤为显著.从纤维复合防砂机理入手,进行了特种纤维 的耐酸、碱、高矿化度水及其耐高温试验,同时针对孤岛油田进行了纤维复合体的性能评价,并进行了矿场试验,以期为疏松砂岩油藏的防细粉砂难题提供 技术支持.纤维复合防砂技术是采用两种可分别起"稳砂"和"挡砂"作用的特种纤维,一种稳砂,将细粉砂变成较大的细粉砂结合体;另一种挡砂,挡住细粉砂 结合体进入井筒.纤维的加入大大提高了树脂涂覆砂的强度,延长了防砂有效期. 5.会议论文 齐宁.张琪.周福建.蒋海岩.巴海君 纤维复合防砂的力学分析 2005 本文就从复合材料理论、弹性固体力学、岩石力学角度,对纤维复合砂体进行了拉应力力学分析,综合考虑短纤维的乱向分布特点,从而建立起纤维复 合砂体的力学模型,为进一步深入研究纤维复合防砂机理奠定基础。 6.学位论文 齐宁 疏松砂岩油藏防砂增产一体化技术研究 2007 油气井出砂是疏松砂岩油气藏开采的主要矛盾，传统的防砂技术在防砂的同时影响了油气井产能，并且防细粉砂的效果也不理想。纤维复合防砂技 术正是针对疏松砂岩油气藏防细粉砂而提出的一项新技术，是建立在“解、稳、固、防、增、保”新的防砂理论基础之上的，具有增产及防止地层出砂 的双重效果。基于孤岛油田、涩北气阳两类典型疏松砂岩油气藏的出砂因素分析，全面对比分析油气井的出砂影响因素，借助于涩北气田岩心出砂影响 规律的实验数据进行灰色关联分析，从中找出了类似涩北气田复杂状况的疏松砂岩气藏的主要影响因素，并针对出粉细砂严重、泥质含量高、防砂有效 期短等难题提出了纤维复合防砂技术及其防砂机理。从纤维增强树脂涂敷砂强度的机理入手，进行单根纤维的拉、压应力力学分析，构建单纤维微元体 的力学模型，分析短纤维受力的影响因素，采用半经验法确定单向平行短纤维增强复合砂体的工程常数，对理论预测公式进行修正，并引入纤维分布方 位因子，最终建立随机取向短纤维增强砂体的强度预测模型。针对纤维复合防砂技术施工工艺的特点，以油气井防砂前的流入动态为基础，分别建立高 压充填以及端部脱砂压裂充填纤维复合防砂后油气井的流入动态预测模型，并进行了纤维复合防砂井的产能评价。苛刻井下条件的防砂问题要求纤维复 合体具有更好的强度等力学性能，基于此提出纳米材料改善纤维复合防砂技术，优选出了纳米材料改善防砂体的方法，采用超声波分散溶液共混法制备 纳米粒子纤维复合防砂体，并借助红外、扫描电镜等实验手段分析了纳米材料改善纤维复合防砂体的机理；为改善用于常规井况的纤维复合防砂技术 ，使之解决稠油热采井及低温油气井等复杂井况下的防细粉砂问题，配套发展了复杂井况下纤维复合防砂技术，包括稠油热采井纤维防砂技术和低温固 砂剂纤维复合防砂技术。纤维复合防砂技术已在胜利油田孤岛、现河采油厂以及青海涩北气田、新疆油田应用28口井，纤维复合防砂施工方便，可操作 性强，防砂效果明显，在油水井进行了5口井的高压充填纤维复合防砂作业，投入产出比1：4．5；在涩北气田进行了23口井的端部脱砂压裂纤维复合防 砂作业，防砂后产气量平均增加到2.15倍，投入产出比达到1：17以上，延长了防砂有效期，为疏松粉细砂岩油气藏的高效开发提供了有力的技术支持。 7.期刊论文 刘英华.Liu Yinghua 热采井网状胶结复合防砂技术研究 -石油地质与工程2008,22(6) 热采井网状胶结复合防砂技术是在不下筛管的情况下,在携砂液中填加纤维胶结砂和网络剂的方法,充填油层后,在充填层中靠其接触压力和摩擦力的 相互作用,达到力学平衡,进而形成网状纤维阻挡,以此防止砂子返排,达到防砂的目的.热采井网状胶结复合防砂技术研究的关键是筛选出优质纤维和网络 剂,并建立与其配套的工艺流程,纤维必须具备耐高温,具有良好的机械强度,同时兼备良好的分散性.应用表明,该技术具有很好的防砂效果,且对地层伤害 小,有利于提高油井产量. 8.期刊论文 齐宁.张琪.周福建.栾万里.高成元.齐燕.QI Ning.ZHANG Qi.ZHOU Fu-jian.LUAN Wan-li.GAO Cheng- yuan.QI Yan 纤维复合防砂技术的机理研究及应用 -中国石油大学学报（自然科学版）2007,31(2) 纤维复合防砂技术是针对疏松砂岩油藏防细粉砂而提出的一项新技术,通过"稳砂"和"挡砂"作用来防砂,无须下入筛管,不会对渗透率造成伤害.从纤 维复合防砂机理人手,介绍了特种纤维的制备与表面处理,对特种纤维的耐酸、碱、高矿化度水及其耐高温性能进行了试验,并进行了纤维复合防砂的矿场 先期试验.试验结果表明,纤维的耐酸、碱、盐以及耐温性能好,加入纤维后大大提高了树脂涂敷砂的强度,同时改善了人工井壁的渗透性,延长了防砂有效 期. 9.会议论文 张洁.张黎 纤维基材料防砂研究 2006 纤维基材料防砂不但可克服现行机械防砂技术所存在的操作难、成本高等缺点,而且可避免化学防砂所造成的二次污染以及对地层原始结构产生的破 坏。选用不同性质的纤维基材料,对其在携带液中的分散性、流经人造砂心的渗透率变化以及防砂效果等进行实验研究,以筛选出适用于油田防砂的纤维 基材料。结果表明,碳纤维材料具有较好的防砂效果,在水平井中具有较好的应用前景。 10.学位论文 徐涛 疏松砂岩油藏纤维复合防细粉砂技术研究与应用 2009 油气井出砂是疏松砂岩油气藏开采的主要矛盾，传统的防砂技术在防砂的同时影响了油气井产能，并且防细粉砂的效果也不理想。纤维复合防砂技 术正是针对疏松砂岩油气藏防细粉砂而提出的一项新技术，是建立在“解、稳、固、防、增、保”新的防砂理论基础之上的，具有增产及防止地层出砂 的双重效果。基于孤岛油田出砂机理研究成果和大量的实验研究，研制了防砂用特种纤维，并进行了纤维的性能（耐酸、碱、盐以及耐温性能等）评价 ，形成了纤维复合防砂技术体系；研究确定了影响纤维复合体增强性能的相关因素（纤维的长度、直径、支撑剂粒径等），总结分析了纤维复合防砂技 术体系的作用机理，建立了一套完善的纤维复合防砂技术的评价体系。并在此基础上研究了纤维复合防细粉砂配套技术，其技术核心包括：（1）特制纤 维和纤维复合体系；（2）纤维复合防砂工艺。纤维复合防砂技术是基于“解、稳、固、防、保、增”进行细粉砂防治的。使用有机酸液和压裂手段来 “解”除近井地带的储层污染与堵塞；利用稳砂剂带正电荷的长链与储层细粉砂通过电性吸附，聚结成细粉砂聚集体，而加以“稳”定；利用纤维-树脂 砂复合体三维网状结构“固”砂，达到无筛管防砂目的；利用井筒四周和压裂短宽缝中形成的稳定、高渗纤维树脂砂复合体“防”砂；使用清洁压裂液 作为携砂液，最大限度地降低储层伤害，“保”护储层、增加裂缝面导流能力；利用端部脱砂压裂防砂技术大幅度“增”加防砂后的气井产量。 纤维复合防砂技术已在胜利油田孤岛、现河采油厂以及青海涩北气田、新疆油田应用28口井，纤维复合防砂施工方便，可操作性强，防砂效果明显，在 油水井进行了9口井的高压充填纤维复合防砂作业，投入产出比1：4.5，延长了防砂有效期，为疏松粉细砂岩油气藏的高效开发提供了有力的技术支持。 本文链接：http://d.g.wanfangdata.com.cn/Periodical_sydxxb200805014.aspx 下载时间：2010年2月8日