中浅层油气井出砂治理及防砂工艺分析

中浅层油气井出砂治理及防砂工艺分析

摘要：近几年我国中浅层油气井开采频率越来越高，出砂问题也越来越显著，这一情况不仅导致正常开采工作受到影响，生产设备也易发生损坏，甚至可能引

起事故，所以在进行中浅层油气井开采工作时，必须针对出砂情况进行有效治理，并合理应用防砂工艺。由此，本文主要针对中浅层油气井出砂治理及防砂工艺进

行分析，以供参考。

关键词：中浅层油气井；出砂治理；防砂工艺

在针对中浅层油气井进行开采的过程中，因为天然气实际流速相对

于地层出砂临界流速更大，所以开在过程中极易出现地层出砂情况，并导致生产

效率受到影响，所以必须针对地层出砂现象进行合理的处理及预防。但是从实际

上来看，因为出砂井况复杂、开发层系数量多，同时可能存在管柱变形等不良情况，所以防砂工艺应用效果通常不理想。为了改善中浅层油气井的开采情况，有

必要针对出砂治理及防砂工艺进行进一步分析。

一、油井出砂原因

（一）地质因素

（1）原油物性：原油的粘稠程度越高，密度越大，进行流动时存在

的摩擦阻力就越大，所以原油向井底流动时，易导致周边的砂被裹挟进入井中；（2）岩石胶结强度：储油岩石主要由胶结物以及固体颗粒所组成，其中的胶结

物占比越大，岩石胶结强度就越高，油井出砂的几率就越小，而若其中的胶结物

含量较少，岩石的胶结程度则相对较弱，也就易出现油井出砂情况；（3）岩石

地应力状态：在将油层钻开之前，油层岩石基本应力平衡，而在完成钻井操作之后，地层应力失衡，井壁附近岩石结构发生破坏，也就能够导致油层出砂[1]。

（二）开采方面

（1）如果开采过程中油井大量出水，则出砂的可能性较大；（2）油井开采措施不当，易导致出砂；（3）打开油层的方法、诱导油流以及放喷的方法不合理，易引起出砂；（4）固井质量不足，导致井壁岩石受到持续冲刷，并使胶结被破坏，从而导致出砂现象。

二、防砂措施

（一）制定合理的开采措施

（1）在对油井配产方案进行制定时，应首先进行生产试验，确定生产压差不会导致油井中大量出砂，通过控制生产压差的方式，避免出现严重的出砂情况，同时也可以针对地层液体渗流速度进行适当限制，避免由液体渗流导致岩石颗粒拖曳力增加；（2）针对出砂几率较大的油井，在进行生产管理时，应保障平稳的开关井操作，避免出现油井“激动”现象；（3）针对出砂几率较高的油井，应该尽量避免采用幅度较大的抽吸措施，以避免生产压差过大导致出砂现象加剧；（4）如果油层胶结较为疏松，且需要采用酸化的方式改善油层堵塞情况，则应注意尽量避免油层结构受到破坏，所以需要合理控制高酸液的浓度，以降低油井出砂的几率，如果粘土胶结程度不足，应该避免使用淡水压井，以避免水流入到油层当中，并导致粘土膨胀[2]。

（二）应用压裂充填防砂技术

油藏开发时间过长，即能够导致油层自身的胶结强度逐渐下降，油田产量也就因此受到影响。而压裂充填防砂技术属于针对地层出砂引起油井减产或停产情况的一类新措施，既具有防砂功能，也可促使油井产量提升，其本质在于通过端部脱砂技术应用携砂液，促使裂缝端部实现脱砂，之后膨胀裂缝和对裂缝进行充填，以构成长度较小、宽度较大、导流能力较强的渗流通道。对该项技术进行应用时：（1）进行射孔操作，将井下筛管系统完全落实；（2）确认施工压力大于地层破裂压力之后，向地层内泵入前置液，使地层起裂；（3）继续泵入前置液，促使裂缝延伸至产层当中；（4）将砂比较低的携砂液泵入到裂缝端部进行脱砂；（5）再逐渐泵入砂比略高的携砂液促使裂缝膨胀，使支撑剂将裂

缝填满；（6）采用常规砾石填充的方式，对筛管及套管之间留下的环空部分进

行充填。

（三）化学防砂方法

化学防砂方法可分为两类，分别是人工井壁防砂方法和人工胶结砂

层防砂方法：（1）人工井壁也就是使用固体颗粒类型的支撑剂，按照合理的比

例与胶结剂进行搅拌直至均匀，胶结发生固化之后，支撑剂得以胶固，也就能够

在井壁上形成具有一定渗透性同时强度良好的人工井壁，有利于避免油层砂流入

到井内，当前较为常见的人工井壁原材料包括酚醛塑料砂浆、水泥浆、树脂、核

桃壳等；（2）人工胶结砂层即为，由地面开始将液体胶结剂注入到油层当中，

同时注入增孔剂，等待二者共同胶结固化，之后井壁周边的砂层均可胶固，经常

应用于人工胶结砂层防砂措施中的原材料包括酚醛溶液地下合成胶固砂岩等。

（四）应用纤维复合防砂技术

纤维复合防砂技术可以分为两类，分别起稳砂作用和挡砂作用。（1）稳砂作用：软纤维可以起到稳砂作用，其属于包含支链的长链阳离子聚合物，通

过借助支链中包含的阳离子基团电性作用，可在水溶液中展开，在其进入到储层

以后，因为细粉砂表面携带负电，可以吸附软纤维带电支链，并促使原本分散的

粉砂粒进行聚集和连接，从而形成结合体，使细粉砂粘结剂流速大幅度上升，也

就可以起到稳沙固沙的作用，同时也具有防细粉砂的效果；（2）挡砂作用：硬

纤维可以起到挡砂作用，其主要由经过筛选和特别处理的无机物生产而成，可以

进行卷曲、弯曲和螺旋交叉，所以能够相互进行勾结，从而形成三维网状结构，

该网状结构的稳定性良好，可对沙砾进行有效束缚，也就可以将其视为具有良好

稳定性的过滤体，同时渗透率较高，所以可以起到防沙作用，并且因为用纤维不

需筛管，所以也可将其称为“无筛管防砂技术”。相对于传统形式的防砂技术，

纤维复合防砂技术可以避免流体流入到井筒当中，并导致阻力增加，也就不会导

致防砂操作之后油气井的产能受到影响，有利于保障中浅层油气井开采的经济效

益[3]。

三、防砂措施选择影响因素

（1）成本：需要同时考虑应用防砂措施的经济成本以及后续开采效果，也就是将投入与产出进行综合分析；（2）井段长度：如果采用化学防砂模式，一般井深应该相对较短，而使用机械防砂模式，井深则基本不受限制；（3）完井方式：如果产层结构单一，应该在早期即使用裸眼砾石填充作为防砂措施，

而若产层结构复杂，夹层数量较多，则可考虑采用套管射孔的方式，之后再应用

管内砾石充填防砂工艺；（4）地层物性：在中颗粒和粗颗粒的出砂防治工作中，应用机械防砂措施的效果更好，而若能应用化学防砂工艺，则岩石颗粒不会影响

防砂效果。

结束语：

根据以上，因为中浅层油气井开采过程极易出现出砂现象，并导致

开采工作的质量和效率均受到影响，所以必须首先明确油井出砂的原因，再根据

实际情况合理应用防砂措施，以提高中浅层油气井的开采效率以及相关的经济效益。

参考文献：

[1]李杰. 潜油电泵在出砂油井中的破坏形式及防砂技术[J]. 装备制造技术, 2009(11):158+164.

[2]董长银, 武龙, 王爱萍,等. 油气井防砂综合决策技术及软件系统开发[J]. 石油钻采工艺, 2010, 32(1):8.

[3]赵修太, 陈东明. 油井出砂后期多级防砂技术级数研究[J]. 石油钻探技术, 2011, 39(1):7.

作者简介：王泽文，男，1993年3月出生，大学，现就职于大庆油田试油试

采分公司作业六大队，从事井下作业相关工作