中低温砂岩地热储层高强度低伤害树脂泡沫固砂技术的开发与应用

为解决砂岩热储层化学固砂过程中重力分异显著、注入不均及渗透率损伤大等问题，研究人员开发了兼具树脂高强度和泡沫低密度特性的树脂泡沫化学固砂体系。该系统适用于40?90°C储层，固砂强度>5 MPa，渗透率提升达460%，现场试验证实其可降低95%以上出砂量且不影响产液量。该技术为地热资源高效开发提供了创新解决方案。

　　

地热能作为清洁可再生能源，在实现“双碳”目标中扮演重要角色。然而，砂岩地热储层开采时的高流速易导致地层出砂，引发井筒堵塞、设备磨损和储层坍塌等问题。传统机械防砂存在适应性差、修复成本高等局限，而化学固砂技术虽能胶结砂粒，却常因树脂溶液填充孔隙导致渗透率骤降。更棘手的是，厚层非均质储层和水平井中重力分异效应会加剧固砂剂分布不均，严重影响防砂效果。

针对这些挑战，中国研究人员开发了一种创新型树脂泡沫化学固砂系统。该系统以水溶性MF树脂（三聚氰胺-甲醛树脂）为基液，通过引入发泡剂和稳泡剂形成低密度泡沫体系，兼具树脂的高强度固结特性和泡沫的均匀注入优势。研究团队采用YAW-300万能材料试验机评估固结体抗压强度，UP-W2岩心驱替装置测试渗透率，并通过120PV（孔隙体积）冲刷实验验证耐侵蚀性。现场试验选取典型砂岩地热井进行147天持续监测。

Development of resin foam chemical sand consolidating system
通过优化环氧树脂/酚醛树脂与疏水纳米SiO₂
的复配比例，结合硅烷偶联剂（KH-550）改性，开发出泡沫体积大、稳定性好的树脂基液。该系统在40?90°C可固化形成抗压强度>5 MPa的固结体，且能耐受高矿化度及酸碱环境。

Conclusion
研究得出三大核心结论：首先，树脂泡沫系统通过降低密度显著减轻重力分异，使固砂剂均匀分布于非均质储层；其次，固结后渗透率较树脂溶液体系提升460%，满足储层改造需求；最后，现场应用证实该系统使出砂量降低95%以上，且不影响产液量。

该技术的突破性在于创造性融合泡沫流体与树脂固砂优势：泡沫的低密度特性解决了水平井固砂剂上浮难题，而纳米改性树脂则保障了固结强度。相比传统方法，该系统不仅适用于套管损坏井和粉细砂储层，更能适应2000 m³
/d以上的高流量地热开采环境。论文发表于《Geoenergy Science and Engineering》，为地热资源规模化开发提供了关键技术支撑，尤其对实现中国占85%份额的中低温地热资源高效利用具有重大意义。