防砂技术及应用

封隔高压一次充填防砂技术及应用

摘要：管内外充填是当前砾石充填防砂技术的发展趋向，封隔高压一次充

填正是这样的一种防砂技术。介绍了高压充填技术原理、工具结构及工作原理、

施工程序，阐述了排量、压力等主要参数设计方法，介绍了在Turkmenistan油

田A层以及单层老井、多层大井段井、新井新层、斜井和粉细砂岩井的应用效

果。该技术防砂有效期长，施工简单，施工周期短，充填效果好，能避免二次

充填对油层的污染，能起到一定的解堵作用，便于后期处理，经济效益显著，值

得推广应用。

关键词：封隔；高压；砾石充填；防砂；

油井出砂是石油开采遇到的重要问题之一，每年要花费大量的人力物力进行防治和研究。出砂不仅会导致油井减产或停产及地面、井下设备腐蚀；甚至会使套管磨损、油井报废。

随着油田的持续开发，注水不断加强，单井产液量不断上升，老油井的防砂越来越困难。粉细砂出砂油藏、稠油出砂油藏的开发，出砂斜井的增多又给防砂技术提出了新的课题。目前胜利油田已发展了各式各样的防砂技术，最具代表性的有金属绕丝筛管砾石充填防砂、敷膜砂防砂、复合防砂等。这些技术对疏松砂岩油藏的开发起到了重要的作用，但都有局限性。绕丝筛管砾石充填防砂在砂粒较粗、分选较好的地层使用，成功率高、有效期长，但由于充填砾石厚度小，难以挡住粉细砂，且在生产、作业过程中，充填层易被破坏，丧失防砂功能；敷膜砂防砂由于胶结强度高、挡砂效果好、不占井筒空间而得到广泛应用，但敷膜砂充填形成的人工井壁，与出砂岩层胶结部位脆弱，易老化，不利于大泵提液，防砂有效期短；复合防砂是一种很好的防砂方法，但成本高，施工复杂，液量降幅大。针对上述情况，胜利油田有限公司胜通新科技开发中心研制出一种封隔高压一次充填防砂技术，采用FS—115（150）封隔高压一次充填工具与割缝筛管配套，携砂液以大排量将砾石带到油气井产层管外空洞和筛管与套管的环形空间，经沉积、压实，形成高效能挡砂屏障，达到防止油层出砂目的。该技术采用高压大排量进行管内外砾石充填防砂，即砂砾不仅充填套筛环空，同时还充填套管外的射孔眼和空洞。现场应用结果表明，该技术施工简单、周期短、防砂有效期长，充填效果好。

一、封隔高压一次充填防砂技术介绍

1．封隔高压一次充填防砂技术原理

封隔高压一次充填防砂技术是将砾石—石英砂，用大排量携砂液带到油气井产层套管外的空洞处和绕丝管与套管的环形空间，经高压压实形成挡砂屏障。在需进行防砂作业的油井内，将防砂管柱下到预定位置，坐封封隔充填工具，打开充填通道。地面泵组提供的高压携砂流体，经封隔高压一次充填工具的充填通道进入油管、套管环形空间，最后进入油层。随着加砂量的不断增加，地层被充填压实，随后井筒也被充填压实，此时地面泵压升高，达到预定压力值后停止充填。从油、套环形空间泵入洗井液，经封隔高压一次充填工具的反洗通道，将油管内的砂子冲洗至地面。上提管柱正转倒扣丢手，充填通道自动关闭，中心管自动打开，完成封隔高压一次充填防砂作业。

2．FS充填工具

（1）工具结构

FS充填工具主要由封隔机构（包括液压、锁紧、密封、卡瓦锚定等部分）、充填机构、反洗机构、丢手机构4部分组成。

（2）工作原理

FS—115（150）充填工具是封隔高压一次充填防砂的关键技术，具有封隔、充填、反洗、关闭充填孔、丢手等功能。工具下到预定位置后，从油管投球加压，封隔器坐封，密封油套环空。充填机构位于中心管下部，由充填筒和关闭机构组成。中心管下端圆柱面上开有充填孔，封隔器坐封后继续加压，充填孔打开，充填液从油管经中心管下端充填孔和充填机构的充填孔，进入油套环空实施充填。反洗机构在充填机构上部，由反洗接头和反洗环组成。充填完成后，从油套环空泵进去的反洗液，通过反洗接头的反洗孔，打开反洗环，进入油管充填孔，把充填孔以上的充填砂反洗干净。中心管下端为反扣螺纹，与连接头上螺纹相接而组成丢手机构。充填结束后正转油管，实现充填管柱丢手，中心管、球坐和上接头起出，并自行关闭充填孔，完成充填过程。

（3）技术参数见表1

充填防砂管柱自上而下由空心桥塞、油管、安全接头、扶正器、割缝管、油管、安全接头、FS充填工具、油管组成（见图1）。

图1 防砂、完井管柱示意图

FS充填工具和割缝筛管，空心桥塞既能在充填管柱下部密封油套环空，又能充分利用下部套管作为沉砂空间；安全接头的配备便于防砂管柱的后期处理；油管设计主要考虑降低充填摩阻及其与套管的合理组合。

二、施工工艺及工艺特点

1．施工工艺

1）管汇试压

接好地面管汇，开泵试压30Mpa，3min不刺不漏方可进行下部施工。

2）坐封封隔高压一次充填工具

工具下达预定位置后，用携砂液正循环洗井，记录此时管柱重量，从油管内投入钢球一只，用水泥车小排量加压坐封。

3）开启充填通道

继续加压至压力突降，此时中心管关闭，充填通道开启。

4）验封

打开套管闸门，试挤携砂液，观察套管出液情况，计算出单位时间的吸水量。5）确定施工排量

可根据砂粒直径和射孔井段长度设计相应的排量，必须满足积压式充填要求。

6）充填

开泵进行充填，直到泵压升高到预定压力值，停止充填。

7）反洗井

从套管内泵入清洁携砂液，洗出油管内多余的砾石，洗净为止。

8）丢手

充填完成后，上提管柱至原负荷，正转油管倒扣丢手，确认倒开后上提管柱，此时充填通道自动关闭，中心管自动打开。

9）按设计要求下入生产管柱。

2．工艺特点

1）施工简单，周期短

封隔地层与高压充填结合在一起，一次管柱完成全部防砂工序，减少了起下管柱次数，减少了作业占井时间，节约了施工费用。大港油田2口井从刮套管到防砂施工完井，仅用3天时间，与其它防砂工艺相比，大大缩短了防砂周期，提高了油井开井时率，综合经济效益高。

2）防砂有效期长

由于大排量高压将地面充填与井筒充填结合在一起，确保了充填砾石与空洞、压裂裂缝周壁紧密相镶嵌，有效防砂半径大、形成了高效能挡砂屏障，有效期长，有较强的解堵作用，并提高了渗透率。2000年5月以来的有效井，除特殊井外，一直正常生产。

3）适应性强、采液强度高

不但适用于单层老井防砂，而且对多层大井段井、新井、斜井和粉细砂岩地层的防砂都有较好的适应性；套管内下入了高强度的绕丝管，地层与环空被砾石充填结实，滤砂效果好，能大量提液，适应高强度采液需要。可以加大压差抽油，甚至可以下电泵生产。

4）保护油层

地层充填与环空充填合二为一，降低了因携砂液更换带来的油层污染。

5）便于防砂井的后期处理

由于该防砂技术采用的是割缝筛管，且配套了安全接头和可溶性扶正器，便于解卡和套铣，减少了后期处理转大修的可能性。

三、主要参数设计

1．充填排量设计

根据封隔高压一次充填防砂技术的特点，以挤压式充填模式设计排量，其关键在于合理确定射孔段的孔眼流速。表2提供了密度16孔/m、孔径14mm的孔眼在不同排量下的喷速数据，在封隔高压充填施工中，挤压式充填的喷射速度要在30m/min以上。如射孔井段为5m时，应选用1.2m3/min的排量。

2．充填施工压力设计

充填施工中的井口压力可用下式表示

p w=p f+p p+p e-p h (1)

式中p w———施工井口压力。Mpa；

p f———管汇、油管、充填工具、油套环空摩阻，Mpa；

p p———射孔眼摩阻，Mpa；

p e———油层阻力，Mpa；

p h———液柱压力，Mpa。

分析（1）式各项，p f中的管汇、充填工具、油套环空摩阻都较小，油管摩

阻是主要因素，其值可从不同介质中油管流量与摩阻关系曲线查得[1]。

射孔眼摩阻p p可根据Crump公式计算，表达式为

p p=228.8×q（ρ/ N p D p2C d）2（2）

式中q———排量，m3/min；

ρ———携砂液密度，kg/m3；

N p———孔眼数目，个；

D p———孔眼直径，mm；

C d ———孔眼流量系数，水携砂液取值0.5。

计算得知，1.2m3/min的排量，通过32孔直径为14mm射孔眼时，压力损失0.0335Mpa；通过4孔眼时为2.145Mpa；2孔眼时为8.57Mpa；1孔眼时即达4.138Mpa。在充填施工过程中随充填砂量的增加，射孔眼自上而下逐渐被砂堵，进液孔眼逐步减少，因而阻力越来越大，井口压力p w越来越高。所以，p w值的变化是判断充填施工状况的重要依据。

油层阻力p e由油层流体压力和注充填液时的流体流动阻力组成。由于流体流动阻力的影响因素很多，如稠油及油层污染等，致使p e常随井的不同而异，应用时，可通过试挤测量瞬时停泵压力的方法得到p e值。

在实际施工中，注清洗液的稳定压力即代表正常状况下等式右侧各项压力的总和p w。

3．砾石和筛管的选择

砾石与地层砂的匹配相当重要，D mg/ D mf比值过大过小都会影响防砂效果。砾石和筛管的选择，现在普遍使用的还是Saucier理论和方法[2]。根据Saucier推荐，充填砂粒度中值为地层砂粒度中值的5~6倍，即

D mg=（5~6）D mf （3）

式中D mg———充填砂粒度中值，mm；

D mf———地层砂粒度中值，mm。

根据（3）式，当已知防砂井地层砂粒度中值D mf之后，可以算得充填砂粒度中值D mg，并据此决定充填砂粒径范围，以充填砂最小粒径D smin的三分之二，选择筛管缝宽b，即b=2/3D smin。

4．充填砂量设计

充填砂量以下式计算

V = n（V i+V o）（4）

式中V———充填总砂量，m3；

V i———筛套环空体积，m3；

V o———管外充填体积，m3；

n———经验系数，取值1，2~1.5。

充填砂量设计包括管内外两部分砂量设计。管内部分V i可从筛套环空体积算得。V o的设计，可先确定管外充填半径，后根据射孔井段算得充填容积，但此值具有太多的经验因素，重要的是在充填防砂施工中根据施工压力的变化进行砂量调整，确保充填质量。

四、现场应用与效果分析

在Turkmenkenistan油田的A层上选了具有代表性的1231、239、1557和1668四口井，进行了封隔高压一次充填防砂施工，这四口井都是一次充填成功。投产后，基本都达到了预期的产量，且达到减少地层污染、提高油井产量的目的。迄

今为止，该油田A层36口需防砂的井全部采用高压法一次充填，除1口一次充填失败又二次充填外，其余35口井都一次成功，这36口井都已投产。其效果比较明显。

1）高压一次充填平均施工周期5天，二次充填法平均施工周期14天，不但节省占井时间9天，而且一次充填减少了候凝、钻塞、井筒充填、丢手封隔等主要工序，使施工简便易行。

2）该油田A层防砂井射孔段一般在3~8m，施工排量0.9~1.5m3/min，泵压6~30Mpa，加砂量11~14m3，充填半径0.67~1.20m，均达到了挤压式充填的设计要求，防砂半径大，在近井地带形成了高效能的挡砂屏障。而且由于减少钻砂塞和井筒的二次充填工序，减少了因压井液进入地层而对地层的污染。

3）采油强度高、渗透率高。表3为4口井施工前后生产情况对比。

由表3可以看出，防砂后日产液、日产油均增加，这是由于大排量的前置液和携砂液对油层的冲刷，对油层有一定的解堵作用，油层堵塞减小，渗透率得到恢复。经统计，一次充填防砂的36口井累计增产98963t，而且目前仍稳定生产。

从2000年5月第一口井防砂实验以来，到2001年5月底，已施工52井次，有效45井次，有效率86.5%。所有这些井，都是不防砂不能正常生产的油井。为了检验工具的适应性，探讨相应的防砂技术措施，选择河口、胜采、桩西、大港等多个油田的不同类型井进行了实验。结果表明：FS工具性能优良，工作可靠，充填排量可达1.5m3/min，压力可达30Mpa。该防砂工艺具有广泛适应性，适用于以下不同类型油井（典型井施工数据见表4）。

1．单层老井

这类井施工11井次，有效11井次，有效率100%，平均每口井加砂6.3m3。这些井中，有些投产时间长，曾采用过敷膜砂或绕丝筛管砾石充填等方法，因防砂失效需重防，由于过去已经填进数量不等的砂砾，现在防砂，是对新出砂通道或老空洞的充填，采用封隔高压一次充填防砂工艺，防砂有效率极高；也有一些如呈24-132这样的长期停产井，亏空大，填砂量大，用涂料砂和金属棉滤砂管防砂都不成功，采用封隔高压一次充填防砂施工，排量0.9m3/min，加砂13m3，泵压由10Mpa上升到18Mpa，防砂一次成功。

2．多层长井段井

此类井防砂一直很困难，用敷膜砂防砂难以对所有出砂层进行有效处理；用绕丝筛管砾石充填防砂，也存在难以保证充填质量的缺陷。利用封隔高压一次充填高压大排量既能进行地层充填又能进行油套环空充填的特点，在多层长井段井防砂中，取得了比其它防砂方法更好的效果。此类井施工20井次，有效17井次，有效率85%。官46-32井，12层32.8m，井段长58.6m，就是用封隔高压一次充填防砂成功的。像大港王官屯油田官46-32这样长期停产的准报废井共有5口，都是在2001年3~4月用该防砂工艺恢复正常生产的。多层长井段井防砂的一个显著特点是加砂量高，在统计的20口井中平均每口加砂12.7m3，是各种类型井中加砂量最大的，如CZ15—X27井，加砂20m3；胜3—X84井加砂达31m3。3．新井或补孔换层井

新井、新层具有排液量少、地层吐砂量不大、管外孔洞基本保持射孔原状态的特点。防砂时既将射孔孔洞充填又将筛套环空充填。从16口新井或新层的防砂情况分析，平均单井加砂量8.2m3。可见由于大排量高压施工挤进孔洞中的砾石，既充填了孔洞，又由于挤入压力的原因压缩周围岩层，扩展了孔洞空间，甚至可能挤出微裂缝。因此，对新井新层防砂，应根据油层物性、油层上下水层资料，合理设计充填砂量和施工参数，避免对油层原始结构的破坏，先管外挤压充填，再管内沉积式充填，将套管与割缝筛管之间的环空充填结实，达到防砂目的。新井新层防砂有效率达87.5%。

4．斜井

斜井防砂也一直是防砂难题。2000年5月以来，3口斜井采用封隔高压一

次充填防砂技术。由于斜井出砂机理不同，随着斜度增加油层出砂部位不一样，其充填机理也有异于直井。实验可知，斜井小于45°的井，砂粒应从下往上充填；而井斜大于45°的井，砂粒应从上往下充填。这3口井，井斜均大于45°，结果无效2口。主要原因是：当时对斜井防砂的特点缺乏认识，设计排量不足，填砂过程中形成砂桥导致防砂失败。桩106—25—X21井井斜49°，仅加砂2.5m3泵压即升至35Mpa，就是这个原因。斜度小于45°井的防砂可作为直井处理。5．粉细砂岩井

粉细砂岩井防砂，同样是防砂技术难题。采用封隔高压一次充填防砂技术可见到理想的效果。因为该技术能对管外空洞进行高强度大范围的砾石充填，所建立挡砂屏障能将粉细砂挡在远离井筒之外，从而有效地挡住粉细砂。大港油田羊10—29—3井，地层砂粒度中值0.116mm，泥质含量16%，施工排量1.5m3/min，泵压14~20Mpa，加砂20m3，管外充填半径达0.9m，获得很好的防砂效果，防后日产油30t，含水26%。呈25—72井也为粉细砂岩层，采用直径0.4~0.8mm 的充填砂，缝宽0.2mm割缝管，同样取得较好的防砂效果。

五、结束语

高压一次防砂充填技术解决了二次充填中污染油层、降低充填效果、周期长等问题，施工简便易行，具有占井周期短、防砂有效期长、充填效果好、适应性强、采液强度高等特点。应用该技术防砂的油井便于后期处理，原油增产明显，经济效益显著。

油气田用各种防砂筛管及工艺技术简介

油气田用各种防砂筛管及工艺技术简介 防砂筛管是为了解决油气井开发中油气井出砂问题和水平井组不射孔开发问题而研发的产品。我公司现有激光割缝防砂筛管、打孔筛管、金属棉防砂筛管、TBS防砂筛管、螺旋筛管、V缝自洁防砂筛管以及弹性防砂筛管等各种规格型号的产品，并已批量应用于全国各油田的防砂井和水平井生产中。与目前国内外水平井使用的完井方式相比，各油田水平井产要是以筛管、打孔衬管、射孔三种完井方式为主。由于绝大多数水平井是砂岩油藏和稠油油藏，稠油防砂问题是水平井开发的主要矛盾之一，因此以筛管完井占主导地 位。 用于防砂完井防砂的筛管主要有 金属棉筛管、TBS筛管割缝筛管、弹性筛管、螺旋筛管、V缝自洁防砂筛管 筛管防砂完井的发展历程及性能评价 1、1996年以前 防砂完井技术试验阶段，主要以金属棉筛管完井防砂为主。 金属棉筛管防砂完井后井眼尺寸小，不利于注汽热采、采油生产和后期作业。防砂材料强度不足、不均匀，容易堵塞和损坏（击穿）。 2、1996～2002年间 开发并应用了TBS筛管。TBS筛管是以打孔套管为基管，将金属纤维过滤单元烧结在基管上，单层管结构，内径大，可防细砂，解决了金属棉筛管内径小、堵塞和强度低的问题。 TBS筛管存在问题：过滤单元易脱落、加工工艺性差。 3、2002年以后 由于机械加工工艺的进步，割缝筛管加工成本降低，近几年来在辽河油田应用的最多，主要适用于粗砂、分选性好的油藏。

存在问题：不能防止细砂，缝隙易冲蚀变大、缝型为单一直缝抗压强度低。 4、2005年以后 割缝筛管防砂完井技术推广应用阶段和弹性筛管现场试验阶段 高强度弹性筛管进入现场，显示出明显的优势。 解决了TBS过滤单元脱落的问题，防砂材料采用弹性金属纤维，渗透性能好，抗堵塞性能高，扩大了防砂范围。截止到目前在辽河油田的水平井上应用了32井次。 目前水平井最主要的防砂完井筛管是弹性筛管和割缝筛管。 目前水平井筛管完井方式主要有两种： A、95/8″套管内悬挂7″筛管。 B、7″套管下接7″筛管，上部固井。

国内外防砂技术现状与发展趋势

本科生毕业设计（论文） 论文题目：油井防砂工艺技术研究 学生姓名：××× 学号： 系别：石油工程系 专业年级： 指导教师：

目录 第一章绪论 .................... 错误！未定义书签。 1. 研究的目的和意义....................................................................................... 错误！未定义书签。 2. 国内外研究现状........................................................................................... 错误！未定义书签。 3. 研究的目标、技术路线及所完成的工作................................................... 错误！未定义书签。 3.1 研究的目标......................................................................................... 错误！未定义书签。 3.2 技术路线............................................................................................. 错误！未定义书签。 3.3 本文所完成的工作............................................................................. 错误！未定义书签。第二章出砂原因和出砂机理 ...... 错误！未定义书签。 1. 出砂因素....................................................................................................... 错误！未定义书签。 1.1 地质因素............................................................................................. 错误！未定义书签。 1.2 开采因素............................................................................................. 错误！未定义书签。 1.3 完井因素............................................................................................. 错误！未定义书签。 2. 油层出砂机理............................................................................................... 错误！未定义书签。 2.1 剪切破坏机理..................................................................................... 错误！未定义书签。 2.2 拉伸破坏机理..................................................................................... 错误！未定义书签。 2.3 微粒运移............................................................................................. 错误！未定义书签。第三章稠油井防砂及配套工艺技术研究错误！未定义书 签。 1. 孤岛油田稠油热采区块开发概况............................................................... 错误！未定义书签。 2. 稠油热采一次防砂工艺的研究................................................................... 错误！未定义书签。 2.1 稠油热采一次防砂工艺防砂机理..................................................... 错误！未定义书签。 2.2 割缝管防砂工艺的研究..................................................................... 错误！未定义书签。 3. 配套工艺技术研究....................................................................................... 错误！未定义书签。 3.1 高温防砂剂强度及耐温性能的研究................................................. 错误！未定义书签。 3.2 射孔工艺............................................................................................. 错误！未定义书签。 3.3 深部处理油层技术............................................................................. 错误！未定义书签。 4. 现场应用效果分析....................................................................................... 错误！未定义书签。 5. 小结............................................................................................................... 错误！未定义书签。第四章结论及建议 .............. 错误！未定义书签。 1. 结论............................................................................................................... 错误！未定义书签。 2. 建议............................................................................................................... 错误！未定义书签。致谢 ............................ 错误！未定义书签。 参考文献 ........................ 错误！未定义书签。

新型抽砂防砂工艺技术研究与应用_范玉斌

收稿日期:2007 01 20 专利项目:本装置已获国家实用新型专利(ZL 200420040117.4) 作者简介:范玉斌(1970 ),男,山东高唐人,技师,2006年毕业于中国石油大学石油工程专业,主要从事海洋石油工程技 术及管理工作。 文章编号:1001 3482(2008)09 0091 04 新型抽砂防砂工艺技术研究与应用 范玉斌,安茂吉,王 涛,张 乐,吴志民,李新晓,韩宗峰 (胜利石油管理局井下作业公司,山东东营257077) 摘要:从抽砂、防砂的理论研究出发,利用研制的专利产品 冲砂转换装置,初步探索出了抽砂、防砂工艺技术。在冲砂后起钻时依靠单向皮碗的抽汲作用,将聚集在近井地带的地层砂抽出,改善 地层砂砾运移造成的地层堵塞,使井筒附近流体渗流通道增大,起到一定的防砂作用,为后续的防砂提供了良好的防砂环境,使防砂一次成功率和施工进度大大提高。关键词:抽砂防砂;渗流通道;防砂环境;后续防砂中图分类号:T E358.1 文献标识码:B Study of New Sand Washing and Sand Prevention Technology and Its Application FAN Yu bin,AN M ao ji,WANG Tao,ZH ANG Le,WU Zhi min, LI Xin xiao,H AN Zong feng (Sheng li Oilf ield D ow nhole Op er ation Co.,D ongy ing 257077,China) Abstract:T his paper intro duces a new technolog y o f sand w ashing and sand prevention using pa tented sand w ashing cro ssover assembly w hich is based on conventional method.T he sand w hich is accumulated in the near w ellbore area w ill be mo ved by using sw abbing action of the unidir ec tional leather cup.T his action can improve the flow matr ix o f the near w ellbo re ar ea and enhance the sand prev ention effect. Key words:sand w ashing and sand preventio n;flow m atrix ;conditio n o f sand prevention;succee ding sand prevention 油、气井防砂方法很多,但都是在油井出砂后,或者根据区块特性、油井的声波时差等资料来分析判断该油井出砂情况,会出现防砂效果不理想的情况,防砂一次成功率低、有效期短。探索抽砂、防砂工艺的最初目的并不是为了油井防砂,而是为了抽出井筒及近井地带聚集的地层砂,减小地层堵塞,为地层流体更好流入井筒提供新的通道。因此,抽砂防砂工艺不单独作为油井防砂的一种方法,只是作为一种其他防砂方法的前期清理油层通道的方法,但也起到防砂的作用,能延长油井的生产周期,故称 为抽砂防砂。 1 防砂现状及特点 目前,防砂方法可分为砂拱防砂、机械防砂[1] 、化学防砂、热力焦化防砂、复合防砂5大类。其共同特点是防砂都经过2道工序:一是把井筒内的砂子冲出;二是再用各种方法把井筒外的油层重新打开,开辟新的油路通道[2]。没有一种方法是把近井地带聚集砂抽出一部分,以减少油流通道障碍,达到延长油井生产周期的目的。 2008年第37卷 石油矿场机械 第9期第91页 OIL FIELD EQUIPMENT 2008,37(9):91~94

油井防砂工艺

龙源期刊网 https://www.wendangku.net/doc/ae16954615.html, 油井防砂工艺 作者：崔浩 来源：《环球市场信息导报》2013年第02期 疏松砂岩油藏分布范围广、储量大，这类油藏开采中的主要矛盾之一是油井出砂。因此，油井防砂工艺技术的研究和发展对疏松砂岩油藏的顺利开发至关重要。国内防砂工艺技术的发展已有数十年的历史，辽河油田在油气井防砂方面也作了大量的工作，丰富和提高了国内防砂工艺技术水平。目前已形成机械防砂工艺、化学防砂工艺和复合防砂工艺三大体系的油气水井防砂工艺技术。 各种防砂方法应用概况。辽河油田疏松砂岩油藏储量大、类型多、分布广、防砂工作量大，防砂井次呈上升趋势。随着含水的上升和采液强度的提高，出砂井数越来越多，如何应用更先进的防砂工艺技术，提高防砂效果显得尤为重要。 各种防砂方法的比较。从统计结果分析，目前，在应用规模上，高压挤压砾石充填防砂工艺是2828井次，其次是复合防砂698井次和管内循环充填防砂687井次；对防砂效果来说，由于范围大，井数多，工作量大，大部分采油厂都未做这项工作，许多资料都是临时收集，其准确性及可信度较难把握，很难统计出准确的结果。 通过调研发现，辽河油田防砂工艺技术已实现了由单一的生产维护措施到防砂增产措施的转变；由单项工艺技术到配套集成技术系列的转变；工艺向油藏深入，不断提高工艺与油藏适应性的转变。通过数据统计分析及调研走访，发现了防砂工艺技术在应用实施、质量管理、监督监控、人员素质等方面存在着各种各样的问题。为了进一步提高辽河油田防砂工艺水平，最大程度提高中高渗透疏松砂岩油藏的采出程度，提高该类油藏油井的防砂免修期，降低油田的防砂作业成本，需建立完善的防砂市场监督管理体系，制定科学的技术规范，为辽河油田剩余油开发，挖潜上产，油气当量重上三千万提供有效的保障措施。 高含水油井。主要特点是油井采油强度高、生产压差增大，出砂加剧；注水开发使地层胶结物不断溶失，导致地层骨架破坏，出砂加剧，含水上升，影响油井生产；套变套损井逐年增多，据不完全统计，每年套损套变井按照正常生产井的20%速度递增。 海上油田。海上油田同时射开层数多、井段长、层间物性差异大，多年的高速强采使层间矛盾更加突出，单一的滤砂管防砂工艺和笼统的高压充填已不能满足海上提速提液的开发需求。 难动用区块稠油粉细砂岩油藏防砂难度大。稠油疏松砂岩区块，携砂力强，防砂注汽后，一方面放喷速度过快，易冲蚀挡砂屏障。另一方面粉细砂运移，导致油井产能迅速降低。

超渗透高强度低成本化学防砂技术

超渗透高强度砂低成本防砂技术简介 天津大港金科源石油工程技术服务有限公司 联系人：陈先生

超渗透高强度砂低成本防砂技术 一、原理： 该项防砂技术主要是采用高强度、高渗透材料、水下固结剂以及几种添加剂经过处理制成油水井井下人工井壁防砂基础材料，然后用携砂液将“高强度、高渗透”携送到井底，通过炮眼，在油层油井井眼周围堆积压实，在地层强度压力等条件下经过一定时间形成具有高强度超渗透性的人工井壁，从而达到防砂防而不死且能增产增注的目的。防砂示意图如下。 二、技术创新： 1、高强度 ①胶体水下抗压强度＞88Ｍpa ②胶体水下抗拉强度＞28Ｍpa ③水下钢对钢（45#钢/45#） ④剪切强度＞15Ｍpa ⑤水下固结砂体强度＞15Ｍpa ⑥冲击强度＞50kg.cm 2、砂体超渗透率 水下固结砂体空气渗透率＞10达西 3、适用温度范围大 ①适用温度：-8℃－120℃均能完全固化 ②恒温加热实验在60℃－80℃温度增强，120小时试验结果抗拉强度不下降，

说明耐热性比较好． ③冷冻试验在-20±2℃的冰箱中进行冷冻，在室温25℃左右解冻抗拉强度不下降，说明耐寒性能较好． 4、低粘度、渗透性好、附着力强 最低粘度Ｍ可泵性能强 刚性材料渗透能力（cm/s）Ｋ＝00000 附着力是一级 5、超渗透高强度砂体性能稳定 在油气水高温高压酸碱侵蚀等环境长期作用条件下其性能稳定不降低，耐水耐酸耐碱耐腐蚀能力强． 6水下固结 产品所用固结剂能在水下存有油水，潮湿等环境下固结，其固结强度与地面正常情况固结强度相同。 7长井段多层段封口牢固，解决了化学防砂封难的问题 8可等同割缝使用，并且固化后也可随时钻掉 三、适用范围 1、地层出砂较严重难以正常生产的油井 2、地层出砂较细一般防砂材料挡不住细粉砂或挡住后油井被堵死的油井，采用此技术可以达到防而不死的效果． 3、水井出砂较为严重，防砂后注水注不进的井可采用此技术达到即防砂又增注的目的． 4、注水井地层污染严重，粘土膨胀，地层堵塞，注水注不进去的井，可采用此技术建立较大的高渗透带起到减压增注的效果．

油水井防砂工艺

油水井防砂工艺 一、油水井出砂原因 油水井出砂是由近井地带岩层结构破坏引起的，与地层应力和地层强度有关。地层应力包括地层结构应力（如弹性、塑性应力）、地层孔隙压力、上覆岩层压力流体流动时拖拽力和生产压差。地层被钻穿后，井壁岩石的原始应力平衡状态被破坏，并且在整个采油过程中保持最大应力。因此在一定的外部条件下井壁的岩石首先发生变形和破坏。根据出砂内外因素分为地质因素和开发因素： 地质因素 （一）地层胶结疏松 地层流体在生产压差条件下向井眼方向发生渗流，致使岩石颗粒之间的胶结物发生运移，地层结构破坏，引起地层出砂，当其它条件相同，地层渗透率越高，岩石强度越低，地层越容易出砂。 （二）地层构造变化 地层在构造上发生急剧变化的区域，例如在断层多、裂缝发育、地层倾角大及边水活跃的地区，由于地层岩石原始应力状态被复杂化，容易引起地层出砂。 开发因素 （一）在地层流体渗流过程中，大部分有效压头消耗在井壁附近，因此，井壁岩石渗流冲刷作用最大，也容易变形和破坏。 （二）不恰当的开发速度及采油速度的突然变化、注水井急剧放压等原因造成地层压力梯度发生急剧变化，致使岩层结构破坏引起出砂。 （三）频繁的增产措施会破坏地层岩石的结构，引起地层出砂。 （四）油井出水时，泥质胶结物水化膨胀并分散成细小颗粒，在地层压差作用下随着油水流线向井眼方向运移，造成油水井出砂、出泥。 （五）在油水井生产过程中，油气层孔隙压力总体上是不断下降的，而上覆岩层对地层颗粒即其胶结物的有效应力则是不断增加的，致使颗粒之间的应力平衡被破坏，胶结力下降引起地层出砂。 （六）在注水开发油田时，当油田含水量上升，为维持原油产量必须提高采液速度，加大地层流体对岩石颗粒的拖拽力。引起油层出砂。 （七）当井壁附近的岩石结构破坏到一定程度，就会出现流砂现象，这时即使压差很小，大批沙子也会无控制流出。

适度防砂完井技术现状及其展望

适度防砂完井技术现状及其展望学生张恒 学号2010050031

摘要: 疏松砂岩油藏分布范围广、储量大，这类油藏开采中的主要矛盾之一是油井出砂。油气井出砂是石油开采遇到的重要问题之一。每年都要花费大量人力物力进行防治和研究。如果砂害得不到治理,油气井出砂会越来越严重,致使出砂油气田不能有效开发因此，油井防砂工艺技术的研究和发展对疏松砂岩油藏的顺利开发至关重要。适度防砂技术也称适度出砂技术，国外称之为SandManagement。1993-1994年间，该技术在北亚德里亚海油田进行试验，1996年在北海油田进行了试验并获得了很大的成功。到1999年末，北海油田大约有200-300口油井采用了适度出砂生产，其他油田也在积极探索实验[1-2]。本文综述了适度防砂技术在我国的发展和研究现状，重点介绍了适度防砂技术提出的理论前提和关键技术，并简单介绍了适度防砂完井技术的应用，对该技术的发展前景进行了展望。 1 适度防砂的概念与机理 适度防砂技术就是在油层段下入特殊筛管并适度放大防砂粒径,生产过程中允许小于某一粒径下的地层砂进入井筒,并通过人工举升方式将砂粒举升到地面后再进行分离处理。通过将近井筒带的细小砂粒产出,对地层进行“卸载”,引起井眼周围地层发生剪切膨胀直至剪切破坏,破坏钻完井过程中形成的损害带,在近井地带形成“蚯蚓洞”,疏通渗流通道,提高近井眼地层的渗透率。在砂桥形成后,还可通过压力激动破坏砂桥,重新形成砂桥的过程中有利于细小砂粒的产出和“蚯蚓洞”向深部地层发展,使地层“渗透强化”[3]。 裸眼内下入特殊筛管适度防砂完井技术是指在水平分支井、水平井和常规定向井的油层段不下套管,不固井,而是直接下入特殊筛管进行防砂作业。套管射孔简易防砂完井技术是适度防砂完井技术的灵活应用,即对油层套管进行射孔,然后下入特殊筛管进行适度防砂作业。2适度防砂技术在我国的发展及其现状 2．1适度防砂技术在我国的发展 适度防砂就是尽可能挖掘各方面的潜能，在生产许可的范围内，允许较高比例的地层砂产出来，达到提高原油产量，得到最佳的投人和产出比的目的。具体来说，适度出砂技术是指有选择地防砂，或者有限度地防砂。对于出砂油藏，在原油开采过程中，不同粒径的油层砂随地下原油运移，根据运移的油层砂粒度大小及分布，有选择地阻止大于或者等于一定粒径的油层砂随原油运移，并通过这些粒径的油层砂的堆积，形成滤砂屏障，进而阻挡较小粒径的油层砂随原油运移，达到防止一定粒径的油层砂的目的，从而改善近井眼地层的油层物性，充分发挥油层产能。 胡连印[4]等在1999年提出了防砂不防细粉砂的观念。目前持这一观点的有两种提法:适度防砂和有限防砂。常规防砂技术有较苛刻的防砂指标。石油行业有关要求规定，井口含砂量必须小于0.03%。这进一步加大了一些储层开采难度，或大幅度降低了油井的产量，增加了开采成本。适度防砂或有限防砂目的都有是为获得最好的经济效益，生产工艺采取防砂与携砂的生产相结合，即采用不苛刻的防砂工具将大粒径砂挡在地层内，允许油流带出细粉砂。这一新的防砂理论打破了传统观念，为渤海油田稠油油藏的有效开发开辟了一条新思路，在5236-1油田和QH哪2-6油田调整水平分支井中得到了证实[5]。 Kooijiman和Hoek等人[6]在2000年开展了室内实验研究，研究了在疏松砂岩中，不封固筛管下人水平裸眼井中，近井眼岩石破坏和出砂情况、井眼破坏和达到稳定的整个过程，并用图像方式进行了监测，为疏松砂岩“适度防砂”技术的完善奠定了重要的实验论证。在“十五”国家项目“渤海稠油油田少井高产开发可行性研究”中，曾祥林[7]等人为深人认识适度出砂提高油井产能机理并为现场实施提供理论依据，通过物理模拟实验研究出砂对储

压裂技术现状及发展趋势

压裂技术现状及发展趋势 (长城钻探工程技术公司) 在近年油气探明储量中，低渗透储量所占比例上升速度在逐年加大。低渗透油气藏渗透率、孔隙度低，非均质性强，绝大多数油气井必须实施压裂增产措施后方见产能，压裂增产技术在低渗透油气藏开发中的作用日益明显。 1、压裂技术发展历程 自1947年美国Kansas的Houghton油田成功进行世界第一口井压裂试验以来，经过60多年的发展，压裂技术从工艺、压裂材料到压裂设备都得到快速的发展，已成为提高单井产量及改善油气田开发效果的重要手段。压裂从开始的单井小型压裂发展到目前的区块体积压裂，其发展经历了以下五个阶段[1]：（1）1947年-1970年：单井小型压裂。压裂设备大多为水泥车，压裂施工规模比较小，压裂以解除近井周围污染为主，在玉门等油田取得了较好的效果。 （2）1970年-1990年：中型压裂。通过引进千型压裂车组，压裂施工规模得到提高，形成长缝增大了储层改造体积，提高了低渗透油层的导流能力，这期间压裂技术推动了大港等油田的开发。 （3）1990年-1999年：整体压裂。压裂技术开始以油藏整体为单元，在低渗透油气藏形成了整体压裂技术，支撑剂和压裂液得到规模化应用，大幅度提高储层的导流能力，整体压裂技术在长庆等油田开发中发挥了巨大作用。 （4）1999年-2005年：开发压裂。考虑井距、井排与裂缝长度的关系，形成最优开发井网，从油藏系统出发，应用开发压裂技术进一步提高区块整体改造体积，在大庆、长庆等油田开始推广应用。 （5）2005年-今：广义的体积压裂。从过去的限流法压裂到现在的直井细分层压裂、水平井分段压裂，增大储层改造体积，提高了低渗透油气藏的开发效果。 2、压裂技术发展现状 经过五个阶段的发展，压裂技术日趋完善，形成了三维压裂设计软件和压裂井动态预测模型，研制出环保的清洁压裂液体系和低密度支撑剂体系，配备高性能、大功率的压裂车组，使压裂技术成为低渗透油气藏开发的重要手段之一。 2.1 压裂工艺和技术 2.1.1 区块开发压裂技术

国内外防砂技术

国内外防砂技术现状与发展趋势 概述 疏松砂岩油藏分布范围广、储量大，这类油藏开采中的主要矛盾之一是油井出砂。因此，油井防砂工艺技术的研究和发展对疏松砂岩油藏的顺利开发至关重要。目前国外在油气井防砂方面主要以机械防砂为主，约占防砂作业的90%，随着油田的进一步开发，现在又相继研究开发各类型的滤砂管、可膨胀性割缝筛管和压裂防砂、过油管防砂等防砂工艺技术。化学防砂六十年代在美国墨西哥湾地区曾占据防砂作业的主导地位，但由于机械防砂的完善和发展，其主导地位逐渐被取代。进入九十年代后，性能较好的固砂剂不断出现，化学防砂的前景又趋看好。 国内防砂工艺技术的发展已有数十年的历史，辽河油田、胜利油田、大港油田在油气井防砂方面也作了大量的工作，丰富和提高了国内防砂工艺技术水平。目前已形成机械防砂工艺、化学防砂工艺和复合防砂工艺三大体系的油气水井防砂工艺技术。其中辽河油田防砂中心，研制开发了复合射孔防砂技术，为国际领先水平。随着辽河油田稠油开发比重的增加，辽河油田的出砂情况变得越来越复杂，防砂治理工作难度也越来越大，辽河油田结合油井出砂特点，开展了防砂基础理论及试验研究，主要包括：出砂机理分析、防砂数据库和出砂预测软件的建立、防砂机具性能评价研究。先后研制开发了机械、化学、复合型防砂工艺技术近20项，主要有TBS筛管防砂技术、MC-Ⅰ组合式筛管防砂技术、塑料筛管防砂技术、激光割缝筛管高压砾石充填深部防砂技术、压裂防砂技术、复合射孔防砂技术、焦碳人工井壁防砂技术、泡沫树脂液防砂技术、乳液树脂固砂技术、桃壳人工井壁防砂技术、高温固砂技术、携砂采液技术、低压井冲砂技术。 一、机械防砂 目前机械防砂主要化分两类：一类是下入防砂管柱挡砂，如割缝衬管、绕丝筛管、胶结成型的滤砂管、双层或多层筛管等。这类防砂方法简单易行，但效果差，寿命短。原因是防砂管柱的缝隙或孔隙易被进入井筒的细地层砂所堵塞。另一类是下入防砂管柱后再进行充填，充填材料多种多样。最常用的是砾石，还可用果壳、果核、塑料颗粒、玻璃球或陶粒等。这种防砂方法能有效地把地层砂限制在地层内，并能使地层保持稳定的力学结构，防砂效果好，寿命长。 相对来说，机械防砂对地层的适应能力强，无论产层厚薄、渗透率高低，夹层多少都能有效的实施；在老油井作业中，还可起到恢复地层应力的作用，从而延长生产周期，使出砂井能得到充分的利用。加上机械防砂成功率高，相对成本较低等优点，目前应用十分广泛。 1国外机械防砂技术 国外油气井防砂工艺技术研究起步较早，最初采用限产的方法来控制油气井出砂，1932年开始采用砾石充填方法。目前国外在油气井防砂方面主要以机械防砂为主，其中绕丝筛管砾石充填经过不断的完善和发展，到八十年代已发展成为一项较成熟的技术。如美国的贝克—休斯公司、道威尔—斯伦贝谢公司、哈里巴顿公司、沙龙公司、雪弗龙公司等都拥有自己专门的防砂器材、施工设备和施工工艺，从砾石充填工具、封隔器、滤砂管、泵送设备到施工液体、化学药剂、技术咨询、现场服务等形式一条龙服务。随着油田的进一步开发，为满足各种类型的油气井防砂需求，现在国外又相继研究开发出各种类型的滤砂管和多种防砂工艺技术。

防砂技术调研

国内外防砂决策及工艺技术调研报告 1.出砂机理理论基础 1.1地层出砂的影响因素 油层出砂是由于井底附近地带的岩层结构破坏所引起的，它是各种因素综合影响的结果，这些因素可以归结为两个方面，即地质条件和开采因素，其中地质条件是内因，开采因素是外因。 1.1.1内因—砂岩油层的地质条件 (1)应力状态 砂岩油层在钻井前处于应力平衡状态。垂向应力大小取决于油层埋藏深度和上覆岩石的密度；水平应力大小除了与油层埋藏深度有关外，还与油层构造形成条件及岩石力学性质和油层孔隙中的压力有关。钻开油层后，井壁附近岩石的原始应力平衡状态遭到破坏，造成井壁附近岩石的应力集中。在其它条件相同的情况下，油层埋藏越深，岩石的垂向应力越大，井壁的水平应力相应增加，所以井壁附近的岩石就越容易变形和破坏，从而引起在采油过程中油层出砂，甚至井壁坍塌。 (2)岩石的胶结状态 油层出砂与油层岩石胶结物种类、数量和胶结方式有着密切的关系。通常油层砂岩的胶结物主要有粘土、碳酸盐和硅质、铁质三种，以硅质和铁质胶结物的胶结强度最大，碳酸盐胶结物次之，粘土胶结物最差。对于同一类型的胶结物，其数量越多，胶结强度越大。 油层砂岩的胶结方式主要有三种(图9-1)，一是基底胶结，砂岩颗粒完全浸没在胶结物中，彼此互不接触或接触很少，其胶结强度为最大，但由

于其孔隙度和渗透率均很低，很难成为好的储油层；二是接触胶结，胶结物的数量不多，仅存于岩石颗粒接触处，其胶结强度最低；三是孔隙胶结，胶结物的数量介于基底胶结和接触胶结之间，胶结物不仅存在于岩石颗粒接触处，还充填于部分孔隙中，其胶结强度也处于基底胶结和接触胶结之间。 图1-1 油层砂岩胶结方式示意图 a—基底胶结；b—接触胶结；c—孔隙胶结 容易出砂的油层岩石主要以接触胶结方式为主，其胶结物数量少，而且其中往往含有较多的粘土胶结物。 (3)渗透率的影响 渗透率的高低是油层岩石颗粒组成、孔隙结构和孔隙度等岩石物理属性的综合反应。实验和生产实践证明，当其它条件相同时，油层的渗透率越高，其胶结强度越低，油层越容易出砂。 1.1.2外因—开采因素 (1)固井质量 由于固井质量差，使得套管外水泥环和井壁岩石没有粘在一起，在生

防砂新工艺的研究及效果讲解

防砂新工艺的研究及效果 目录 第1章前言 (1) 第2章防砂新工艺的探索 (2) 2.1 疏松砂岩油藏出砂机理探讨 (2) 2.1.1 胶结强度的影响 (2) 2.1.2 地应力的影响 (2) 2.1.3 开采条件 (3) 2.2 目前防砂工艺原理及问题 (4) 2.2.1 防砂影响因素 (4) 2.2.2 防砂失败影响因素 (4) 第3章新工艺防砂机理 (6) 3.1 高压预充填 (6) 3.2 涂料砂人工井壁防砂 (6) 3.3 金属绕丝筛管复合防砂 (6) 3.4 射流泵排砂工艺 (6) 第4章防砂新工艺的现场试验及效果 (8) 4.1 选井 (8) 4.2 现场试验情况及效果评价 (8) 第5章排砂采油井的管理应注意的事项 (14) 第6章结论 (15) 致谢 (16)

第一章前言 滨南油区部分油藏胶结疏松，容易出砂。目前的绕丝管内砾石充填防砂投产取得了较好的效果，但是还存在粉细砂防不住、筛管损坏防沙失效和不能进行分层注水、分层测试及分层改造等问题。本课题主要对疏松砂岩油藏的出砂机理和目前的防砂工艺进行研究，探索高压预填砂、涂料防砂、人工井壁防砂、金属绕丝管复合防砂和射流泵排砂等新的防砂工艺机理，优选油井进行了防砂新工艺的现场实验，以注水开发的常规井和注蒸汽吞吐的稠油热采井为导向，在尚林地区和单家寺油田展开实验，取得了较好的效果。

第二章防砂新工艺的探索 2.1 疏松砂岩油藏出砂机理探讨 滨南油区的各个油藏虽然差异很大，但出砂的原因基本类似。油层出砂是由于井底近井地带的岩层结构遭到破坏所引起的，即剪切破坏和拉伸破坏。它与岩石的胶结强度、应力状态和开采条件有关。 2.1.1 胶结强度的影响 岩石的胶结强度取决于胶结物的种类、数量和胶结方式。通常砂岩的胶结物主要为粘土、碳酸盐和硅质三种。其中以硅质胶结物的强度为最大，粘土胶结最差。对于同一类型的胶结物，其数量越多，则胶结强度越大，反之越小。胶结方式不同，岩石的胶结强度也不同，岩石的胶结方式可分为： （1）基底胶结：当胶结物的数量大于岩石颗粒数量时，颗粒完全浸没在胶结物中，彼此互不接触或接触很少。这种砂岩的胶结强度最大，但由于孔隙度、渗透率均很低，所以很难成为好的储油层。 （2）接触胶结：胶结物数量不多，仅存在于颗粒接触的地方。这种砂岩胶结强度最低。 （3）孔隙胶结：胶结物数量介于上述两种胶结类型中间。胶结物不仅在颗粒接触处，还充填于部分孔隙中。胶结强度也处于上述两种方式的强度之间。 滨南易出砂的油层主要以接触胶结方式为主，其胶结物数量少，而且胶结物中粘土含量较高。但这种储油层孔隙大、渗透性好。如单二块油层是以稠油为胶结物，所以油层严重出砂。 2.1.2 地应力的影响 地应力是决定岩石原始应力状态及其变形破坏的主要因素。钻开岩层前，岩石在垂向和侧向地应力作用下处于平衡状态。垂向地应力大小取决于油层深度和岩石比重，侧向地应力除与地层深度有关外，还与岩石的力学性质及岩石中的流体压力有关。钻井后近井地带的应力平衡遭到破坏，射孔使井筒周围岩石产生不同程度的损坏，水泥环松动、炮眼周围地应力作用使岩石剪切破坏，颗粒压碎造成出砂，这与过低的井底压力或过大的生产压差有关在生产过程中，井壁岩石都将保持最大的应力值。以上是影响油层出砂的内在因素。

压裂防砂技术规划项目情况总结

项目名称：压裂防砂技术研究与实验 负责单位：吐哈油田分公司开发事业部 承担单位：吐哈油田分公司吐鲁番采油厂 吐哈石油勘探开发指挥部钻采工艺研究院 2003年9月

,. 负责单位负责人：金志鹏 承担单位负责人：周自武刘建伟 承担单位具体负责人：王宇宾刘兆江

目录 一、问题的提出 (3) 二、油井出砂状况机理分析与评价 (6) 三、压裂防砂技术原理及特点 (9) 四、国内外技术状况 (10) 五、压裂防砂工艺技术研究 (12) 六、适合压裂防砂的支撑剂优选 (18) 七、低伤害压裂液的研究与优选 (20) 八、前期压裂防砂现场试验总结分析 (24) 九、压裂防砂试验下部工作安排 (27)

一、问题的提出 吐哈油田雁木西油田和鲁克沁稠油油田都存在一个共同的问题，即油井出砂严重，影响了正常生产。雁木西油田储层中孔低渗，岩性以细砂岩为主，中孔细喉道，平均孔径58.2m m，孔吼直径均值8.04m m，胶结疏松。投产初期油井自喷产能低，出砂较严重，储层出砂造成了严重的地层伤害。采用烧结防砂筛管防砂后，见到了较好的防砂效果，但不能完全满足防砂稳产要求。同时，采用防砂管防砂其有效期一般都不长，粉细砂在井筒中逐渐堆积，使油井产量越来越低。鲁克沁稠油油田表现更加突出，由于地层出砂的影响，油井采油时率低，检泵周期很短，采用TBS防砂管有效期短，地层产能下降快。 以鲁2井为例，鲁2井是鲁克沁区块的一口探井，试油时曾大量出砂，其中目前生产层（2341～2377m）共出砂0.56m3，日产稠油23.3m3/d。而其上层（2290～2320m）出砂达4.3 m3，日产稠油13.8m3/d，日产水16.4m3/d。试油时累计出砂5.0m3。1998年挤水泥封堵（2290～2309.37m），1998年9月投产2341～2377m，产量一直在18m3/d以上，不出砂。生产15个月之后，掺稀泵泵压偏高，于1999年12月25日进行第一次检泵作业。发现单流阀入口4孔中有3孔被胶皮、碎石、油泥等杂质严重堵塞。投

防砂方法分类及选择

防砂方法分类及选择 1)防砂分类方法 按防砂机理及工艺条件，防砂方法大致分为机械防砂、化学防砂、拱砂防 砂以及其他方法。 （1）机械防砂：又可细分为两类。 ①第一类：仅下入防砂用的滤砂管柱，如割缝衬管、绕丝筛管，各类地面 预制成型的滤砂器（如双层预充填筛管、树脂砂粒滤砂管、金属棉纤维滤砂管、多孔陶瓷滤砂管等）。这种方法简单易行，施工成本低，缺点是滤砂器易堵塞， >0.1mm）。不能阻止地层砂进入井筒，有效期短，只宜用于中、粗砂岩地层（d 50 ②第二类:在下入绕丝筛管（或其他滤管）后，再用高渗透砾石充填筛管和井壁之间的油井环空，并部分挤入井筒周围地层，形成多级过滤屏障，阻止地 层砂运移。 (2)化学防砂:通过向套管外地层挤入一定数量的化学剂或化学剂与砂浆的 混合物，达到充填、胶固地层的目的，提高地层强度，减少出砂。按工艺性可 分为两种： ①胶固地层：挤入树脂或其他化学固砂剂，直接将地层砂固结； ②人工井壁：用树脂砂浆液、预涂层砾石、水带干灰砂、水泥砂浆、乳化 水泥等挤入井眼周围地层中，固结后建立一个可渗透的人工井壁，阻止地层出砂。 化学防砂一般适用于薄层短井段，若井段太长，视情况采取措施分段施工。此法对粉细砂岩的防砂效果由于机械防砂，优点是井筒内部不留下任何机械装置，便于后期处理；缺点是成本太高，树脂等化学材料易老化寿命短，固结后 底层渗透率下降明显，产能损失大，固现场目前应用程度远低于绕丝筛管砾石 充填类的机械防砂。 （3）拱砂防砂：这是一种油（气）井射孔完成后，不在下入任何机械装置或挤入化学剂的防砂方法。它防砂的实质是要靠一种机械作用力强迫压实出砂 的裸眼井壁，以提高井眼周围的地层应力水平达到甚至超过地层未钻开前的原 始应力。这样可以减少出砂的可能性，油井投产时，地层砂流入射孔处，可自 然堆积，形成具有一定承载能力的砂拱，类似于桥梁的桥拱，可以进一步阻止 底层出砂。此方法优点在于井筒内无任何机械装置，容易进行补救性作业，此外，底层渗透率未受显著伤害，故油井防砂后，产能损失小。缺点是砂拱稳定 性差，防砂效果不易保证，一般只用于出砂不严重的中、粗砂岩和中、底产井；不适用于粉细砂岩、流沙层和高产井。 2)防砂方法的选择 （1）选择原则：

防砂技术及应用

封隔高压一次充填防砂技术及应用 摘要：管内外充填是当前砾石充填防砂技术的发展趋向，封隔高压一次充 填正是这样的一种防砂技术。介绍了高压充填技术原理、工具结构及工作原理、 施工程序，阐述了排量、压力等主要参数设计方法，介绍了在Turkmenistan油 田A层以及单层老井、多层大井段井、新井新层、斜井和粉细砂岩井的应用效 果。该技术防砂有效期长，施工简单，施工周期短，充填效果好，能避免二次 充填对油层的污染，能起到一定的解堵作用，便于后期处理，经济效益显著，值 得推广应用。 关键词：封隔；高压；砾石充填；防砂； 油井出砂是石油开采遇到的重要问题之一，每年要花费大量的人力物力进行防治和研究。出砂不仅会导致油井减产或停产及地面、井下设备腐蚀；甚至会使套管磨损、油井报废。 随着油田的持续开发，注水不断加强，单井产液量不断上升，老油井的防砂越来越困难。粉细砂出砂油藏、稠油出砂油藏的开发，出砂斜井的增多又给防砂技术提出了新的课题。目前胜利油田已发展了各式各样的防砂技术，最具代表性的有金属绕丝筛管砾石充填防砂、敷膜砂防砂、复合防砂等。这些技术对疏松砂岩油藏的开发起到了重要的作用，但都有局限性。绕丝筛管砾石充填防砂在砂粒较粗、分选较好的地层使用，成功率高、有效期长，但由于充填砾石厚度小，难以挡住粉细砂，且在生产、作业过程中，充填层易被破坏，丧失防砂功能；敷膜砂防砂由于胶结强度高、挡砂效果好、不占井筒空间而得到广泛应用，但敷膜砂充填形成的人工井壁，与出砂岩层胶结部位脆弱，易老化，不利于大泵提液，防砂有效期短；复合防砂是一种很好的防砂方法，但成本高，施工复杂，液量降幅大。针对上述情况，胜利油田有限公司胜通新科技开发中心研制出一种封隔高压一次充填防砂技术，采用FS—115（150）封隔高压一次充填工具与割缝筛管配套，携砂液以大排量将砾石带到油气井产层管外空洞和筛管与套管的环形空间，经沉积、压实，形成高效能挡砂屏障，达到防止油层出砂目的。该技术采用高压大排量进行管内外砾石充填防砂，即砂砾不仅充填套筛环空，同时还充填套管外的射孔眼和空洞。现场应用结果表明，该技术施工简单、周期短、防砂有效期长，充填效果好。 一、封隔高压一次充填防砂技术介绍 1．封隔高压一次充填防砂技术原理

化学防砂的方法与原理及其适用性.

化学防砂的方法与原理及其适用性 随着近年来油田各种出砂问题的出现，对原油生产产生了严重的影响，对于出砂油藏，防砂是油气藏开采不可缺少的环节，对原油的稳定开采起着重要的作用。进入20世纪90年代以来，随着加工工艺的不断进步以及防砂认识的深化，积极研发出了大量的新工艺、新方法，特别是在机械防砂方面，取得飞速的发展。由于机械防砂较化学防砂价格便宜，且对地层无污染，目前国内外防砂是以机械防砂和化学防砂为主。 化学防砂是向地层挤入一定量的化学剂充填于地层孔隙中以达到充填和固结地层提高地层强度的目的。一般分为人工胶结地层和人造井壁两种防砂方法。前者是向地层注入各类树脂或各种化学固砂剂直接将地层固结它对疏松油层出砂特别适用。后者是把具有特殊性能的水泥、树脂、预涂层砾石、水带干灰砂或化学剂挤入井筒周围地层中这些物质凝固后形成一层既坚固又有一定渗透性和强度的人工井壁达到防止油层出砂的目的人工井壁法对由于出砂造成套管外油层部位坍塌所造成的亏空井防砂比较适宜。总之化学法防砂前题条件要求固井质量好不能有套管外串槽现象射孔炮眼畅通它适用于渗透率相对均匀的薄层段地层防砂而层内差异大的厚层化学防砂施工由于注入剂锥进不均和重力作用易造成固结不均影响防砂效果。化学防砂还可适用于合采井上部地层防砂。化学防砂优点是施工后井内无遗留物并可用于异常高压井层的防砂缺点是对地层渗透率有一定伤害特别是重复施工时。另外注入剂存在老化现象使其有效期有限成功率 不如机械防砂化学防砂不适用于裸眼井防砂。我国疏松砂岩油藏分布范围广、储量大油气井出砂是这类油藏开采的主要矛盾。出砂往往会导致砂埋油层或井筒砂堵或油气井停产作业、使地面或井下的设备严重磨蚀、砂卡及频繁的冲砂检泵、地面清罐等维修使工作量巨增既提高了原油生产成本又增加了油田管理难度。防砂是开发易出砂油气藏必不可少的工艺措施之一对原油稳定生产及提高开发效益起着重要作用 全世界每年要花费几百万美元来研究有效的防砂措施除此之外还要花费几百万美元来修理因出砂而发生故障的油气井和注水井。保证疏松砂岩油藏开发过程中防砂措施的成功是十分重要的。钻井过程中大多采用割缝衬管和预充填砾石来对付地层出砂由于其使用寿命短砂子易堵塞缝口液流阻力大等缺点而且下井时操作困难不能填充射孔孔眼因此新的有效的防砂方法的研究与应用仍是世界石油钻采中亟待解决的难题。通过防砂可以使地层砂最大限度的保持其在地层中的原始位置而不随地层流体进入井筒阻止地层砂在地层中的运移使地层原始渗透率的破坏降低到最低程度保护生产井和注水井的生产设备最大限度的维持生产井的原始产液能力及注水井的注排能力这是油气田防砂的目的。现阶段常用的防砂方法有机械防砂、化学防砂及砂拱防砂。近年来砾石充填防砂技术已取得了显著的可靠施工