油井防砂工艺
油井防砂工艺技术探讨
油井防砂工艺技术探讨摘要：油井出砂是多方面的原因引起的，是油（气）藏开发过程中长期面临的难题之一，它导致了原油开采难度增大，破坏了生产设备，严重影响着采油系统的正常生产。
因此在油田开发过程中，我们需要注重运用有效的防砂工艺，在防砂工艺方面要加强分析研究和借鉴，不断在技术上进行革新，让油井出砂的情况得到有效防治，避免由于出砂造成各方面的影响，提高油井生产的各方面效益。
关键词：油井防砂；挤压充填防砂；压裂充填防砂引言：防砂工艺就是能够有效的阻止地层砂随地层流体进入井筒，同时维持油井正常生产而采取的一系列工艺措施。
油井防砂治理是中高渗透储层油藏开发过程中需要不断探索、研究、改进和提高的一个课题。
一、油井出砂的原因及危害油层出砂是由于油井自然的地质条件，或者由于人工开发措施不当引起的，地层岩石的胶结强度低，极易引起油井出砂。
油井高含水，降低油层的固结强度，引起油井出砂。
固井质量不好，或者完井措施不当，都会引起油井出砂，如裸眼完井方式的应用，极易导致油井出砂。
油井的油气水层之间发生窜通干扰的现象，很容易导致油井出砂。
当油井的采油工作制度不合理，生产压差过大，也能够将大量的砂石颗粒带入到井筒中，影响到油井的正常生产。
酸化技术措施应用的不合理，导致油层酸液的浓度过高，引起油层岩石结构的破坏，导致油井出砂。
油井出砂后，会产生卡泵的现象，增加修井检泵和冲砂作业的工作量。
因此增加了油田生产的成本，降低抽油设备安全运行的效率，缩短了油井的免修期。
出砂严重的井筒会导致套管的损坏，引起井筒的故障，增加修井作业的频次，影响到油田生产的顺利进行。
油井的出砂量随着采油强度的增加而增多，原油黏度越高，出砂也越严重。
稠油井的出砂比常规井的出砂严重很多。
油井出砂的颗粒直径逐渐增大，油井生产时间越长，出砂的情况越严重，必须采取必要的防砂工艺措施，防止油井出砂。
一旦发现油井出砂影响到油井的正常生产时，需要采取水力冲砂的方式，解除出砂的影响，恢复油井的正常生产状态。
油气井防砂新技术PPT课件
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66 8~10 3m3/ 18~20 50t 35 2-7/8 3t
min
对扣
六、滤砂管裸 眼完井技术
水平井裸眼开采技术在提高 油井产量和油田最终采收率 方面具有明显的技术优势， 已在我油田得到较多应用并 取得了较好的效果。
钻出水平井眼
油层
油层
下入完井管柱
7in套管 分级箍 管外封隔器
（4）单纯滤砂管挡砂，对水平段部分高渗透 带而言，流量大，出砂多，极易形成过水孔道， 造成底水锥进，使油层过早水淹，将砾石充填 满炮眼附近，可将地层出砂阻挡在井筒以外， 而高渗透带流量相对大，地层运移来嵌入砾石 层的地层砂相对较多，使其渗透率相对降低， 有一定的防止底水锥进的控水效果，有利于提 高最终采收率。
2、工艺特点： 1)一趟管柱可完成地层挤压与环空充填 防砂施工的所有工序； 2)能够实现有套压和无套压施工，其中 无套压挤压施工，特别适用于上部油层 套漏的油井，并保护上部套管； 3)密封压力达35MPa，抗上顶力70t，可 实现大排量的压裂施工，以减少砾石的 破碎。
二、压裂防砂一体化技术
1、简介：
五、工具技术 1、一趟管柱高压充填工具技术
为简洁高效地进行一趟管柱高压充填和压裂防砂一体化工艺，研
究开发了适用于51/2in 、7in、95/8in套管的JC-116、 JC-152、JC-
210 ;JCa-116a、 JC-152a、 JCa-210a 以及适用于水平井的JCP116、 JCP-152、JC-P210九种高压砾石充填工具，均有4个充填
2）管柱结构
充填工具 安全工具 扶正器 热采绕丝筛管 丝堵 水 平 桥 封
3）工艺特点：
1)一趟管柱大排量地完成地层挤压与环空充 填防砂施工的所有工序； 2）采用了阻流辅助机构将地层及环空填满 填实； 3）确定了砾石不沉降地最小携砂液临界流 速。
浅析油井压裂防砂工艺技术原理及应用
油井开采工艺离不开信息化、智能化、机械化技术的应用。
受机械使用寿命、生产时间的影响，可能会加剧套管破损现象，进而为防砂工艺技术提供了更多的难度。
由此可见，需解决油井开采技术中气井出砂、细粉砂井的问题，有利于避免油井出砂而造成的负面影响。
另外，需采用该工艺改善油井的渗透率，这对于提高油井工艺开采效率是有利的。
一、压裂防砂工艺技术原理1.工艺技术概况。
压裂防砂工艺技术是使用树脂涂层涂抹石英砂，使材料表面有一层保护膜，有利于提高油井的导流功能。
工艺进行中，需及时注入高性能的树脂砂，确保井口裂缝处或亏空段有支撑剂作用，能改善该部位的核心功能。
当支撑剂注入需要管控的裂缝部位时，需提高中央部位的温度参数，致使树脂层发生作用。
通过让保护层实现软化，引导其发生固化聚合反应，确保砂砾可以和保护层更紧实的粘合在一起，有利于防治井口出砂的现象，也能实践油层的改造作用。
通过该方式的优化，能提高油田井口的使用年限，且效果比之前更好。
2.压裂防砂工艺应用原理。
该工艺的出砂原理是基于拉伸、剪切、粘结的过程，实现压裂防砂的目标，也能防治孔隙坍塌的情况。
首先，剪切破坏会导致地层岩石的输送效率，需利用拖曳作用引导岩石颗粒落至指定区域，使指定区域能够在压裂防砂的作用中实现造缝控制，确保流入该区域的液体由单一的方向变成双线性。
其次，单一方向流向大多为径向流状，而此时石油会渗透至井底处，会导致井口、井底部分的压力不断提升，以此形成一个陡峭的压力带，当石油越靠近井壁时，压力也会随之提升。
导致这一情况的原因是由于压力的分布，使压力区域底部的和底边边缘的压差始终在一定范围内，也能控制压差在集中区域地带。
当低端压力不稳定时，可能会引发砂块性能不稳定，导致流体会呈现双线性流状态。
此时需使用这一情况改变压力梯度，控制其压力梯度会随着应力而发货所能改变，使油泄流至地层底部，增大了地底的阻力。
若产生较大部分的裂缝时，会提升井底原油的渗流面积，引发锈蚀情况，降低了流体对地层颗粒的冲击速度。
HY油井化学防砂技术
备 注 生产层
三.应用范围及井例
项目 阶段
取值 日期
泵径 油嘴 (m)
工作 制度 (s*n)
套压 (Mpa)
回压 (油 压) (Mp a)
日产 液量 (t)
日产 油量 (t)
含 水 (%)
含 砂 (%)
油气 比 (t/m3)
动液面 (m)
生 产 动 态
正常 生产 不正 常生 产 停产 前生 产
2008-523
三.应用范围及井例
2、HY油井化学防砂工艺两种体系适应条件及特点
HY油井化 学防砂体系 适应不同条件 防砂特点
液相化学防 砂
适应010m以内 厚度较小 油层
适应均 质性较 好油层
适应先 期防砂 注聚防 砂
固结地层 砂和充填 砂
通过流动阻力和吸附作用 产生一定的压差，具有一 定的调整防砂材料进入剖 面的作用。防砂成功率较 高，有效果较长
一.概述
（液相+固相）化学防砂材料=HY油井化学防砂材料
有很好的分散 性和悬浮性
液相材料对砂粒及固相物质能有效 的固结，并保持较高的渗透性能
固相材料充填过程中具有聚集堆积功能
调整吸入剖面
井壁附近油层可实现有效的填充
二. HY油井化学防砂工艺原理
1、充填、固砂、挡砂的多重效果 HY油井化学防砂的机理与涂敷砂的作用机理有相同之处， 也有不同之处。
（液固）两 可适应油 相化学防砂 层厚度较 大的油层： 0-30m油 层
适应均 质性和 非均质 性油层
适应先 期和已 出砂的 中后期 油层
固结地层 有较强的调整防砂材料进 砂和充填 入地层剖面的作用，确保 砂作用， 防砂材料均匀进入不同渗 对亏空地 透性的地层、填充效果好， 防砂成功率高有效果长 层有填充 作用
(完整版)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。
二、油水井出砂的危害1. 原油产量、注水量下降甚至停产停注油水井出砂极易造成油层砂埋、油管砂堵、砂卡，致使原油产量、注水量不断下降甚至停产停注。
浅析油井防砂工艺
浅析油井防砂工艺摘要：防砂工艺技术是提高油井产能和油田开发效益的关键技术。
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。
关键词：油田防砂工艺一、引言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效果，除井斜角较高的斜井之外，砾石充填防砂技术已成为应用最广泛的防砂技术方法。
化学固砂方法是将化学胶结液挤入天然松散的地层，固结井眼周围出砂层段中地层砂的一种防砂方法。
所形成的胶结地层具有一定的抗压强度和渗透性能。
二、油气井出砂的原因地层是否出砂取决于颗粒的胶结程度即地层强度。
一般情况下，地层应力超过地层强度就可能出砂。
油气井出砂的原因对于防砂及防砂剂的配方的选择有很大的影响，总的说来，油气井出砂的原因可以归结为地质和开采两种原因。
地质因素指疏松砂岩地层的地质条件，如胶结物含量及分布、胶结类型、成岩压实作用和地质年代等。
通常而言，地质年代越晚，地层胶结矿物越少，砂粒胶结程度越差，分布越不均匀的地层在开采时出砂越严重；地层的类型不同，地层胶结物的胶结力，圈闭内流体的粘着力，地层颗粒物之间的摩擦力以及地层颗粒本身的重力所决定的地层胶结强度就不同，地层胶结强度越小，地层出砂越严重。
油田开发过程中的水井防砂技术
(3)不能避免渗漏、喷涂、翻修、喷砂对竖杆耐久性的不利影响；(4)在竖井进入中流水切割开发期后，由于水泥溶解和侵蚀，竖杆强度下降；(5)地层降低引起的地层压力上升，垂直负荷增加，砂粒间的应力平衡崩溃，产生沙子。
3 防砂技术3.1 机械防砂技术现在机械沙的控制分为两个类别。
一种是在这个领域广泛使用的防砂管柱防砂技术。
这个主要用于悬挂在采油泵下挂接如绕丝筛管、割缝衬管、双层或多层筛管、各种防砂器。
原理是使用上述的防砂管柱阻断地层砂，防止其进入采油泵。
这种方法的优点是简单易用，是由中等粗大的砂岩存油层生产的大粒径砂。
缺点是，因为生成细砂的油井容易堵塞，所以油采油泵不能供给液体，其寿命比较短。
第二种机械防砂是第一种类型的开发和进步。
机械防砂的控制方法，采用多级滤砂屏障，达到防砂目的的对策。
目前，这种方法适用于各种砂层。
机械防砂技术通过各种各样的方法，可以细分为裸眼井砾石充填和套管井内砾石充填防砂方法。
技术原理是将筛管或割缝衬管引导到井内防砂层段，将适当的粒子大小的砂石供给流体。
在筛管和油层或套管之间填充，形成特定厚度的砂石层，使用它，防止地层砂流入井中。
一个大的沙子池。
油层的砂粒在砂石层的外侧被阻挡，根据自然的选择在砂石层的外侧被积蓄。
它具有良好的流通能力，可以有效防止油层出砂。
为了提高成功率，管内砾石充填施工通常与大直径的高孔密射孔相结合。
一般来说，充填防砂有可靠的结构、高成功率以及适度的成本等优点。
也就是说，机械防砂有很强的适应性，无论产层薄厚、0 引言油井出砂是由于很多原因造成的，这对油井的正常开发非常不利。
油井出砂的话，油井的开发就会变得困难。
严重的情况下，油井甚至可能停止生产。
目前，需要注意改进和参考，因此在开发石油生产时，必须注意应用有效的防砂技术。
在防砂技术方面，持续改善相关技术，避免出砂对生产影响，为了减少石油生产的阻碍，需要强化分析和研究相关技术，不断进行技术革新。
1 油田化学防砂技术概述分析中国油田可知，中国疏松砂岩油藏储量大，石油产量大，分布较大。
油井防砂工艺技术1
2011--5 - 26
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油井防砂工艺技术1
一、概述
防砂技术发展过程
早期的油井防砂仅 采用限产的办法来控制 油、气井出砂。这种防 砂方法既影响产量，又 较难操作和控制。后来 逐渐被割缝套管及后来 发展的门类繁多的防砂 技术取代。
（防止地层出砂）
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油井防砂工艺技术1
三、防砂技术分类
防砂方法分类
防砂工艺方法
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砂拱防砂 机械防砂 化学防砂 焦化防砂
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油井防砂工艺技术1
三、防砂技术分类
（续表1）
砂拱防砂
防砂方法
机械防砂
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降低流速
增大射孔段长度，增加射孔密度 控制产量
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油井防砂工艺技术1
一、概述
六十年代 , 化学防砂在美国墨西哥湾地区曾占据防砂作 业的主导地位，后来随着机械防砂技术的完善和发展，尤 其各种新式筛管防砂技术、压裂防砂的快速发展，其主导 地位逐渐被取代。
进入九十年代后，随着性能良好的固砂剂、树脂砂的 不断出现，化学防砂技术又有了新的发展。
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油井防砂工艺技术1
二、出砂危害与出砂原因
（1）地层胶结强度低
在胶结疏松的地层中，流体流动阻力克服了砂粒间的 聚合力或岩石强度，使油井出砂。特别当原油粘度高，流 速大，流动阻力也愈大，出砂也愈严重。
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胶结方式 a 接触胶结 b 孔隙胶结 c 基底胶结
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油井防砂工艺技术1
二、出砂危害与出砂原因
稠油水平井防砂工艺
稠油水平井防砂工艺【摘要】由于稠油油层一般有胶结较疏松，油层易出砂的特点，所以须进行防砂工艺设计。
本文针对稠油油藏的地质以及开采因素等方面。
简要对稠油井的完井方式、防砂工艺进行了优选。
结合传统的防砂技术以及完井方式，优选出了以精密滤砂筛管砾石充填防砂技术为主要防砂工艺。
该工艺在油田的现场生产实践中得到了验证与推广，对于稠油水平井的防砂工艺设计具有指导意义。
【关键词】稠油防砂工艺完井方式精密滤砂管分段完井1 防砂技术分类根据防砂原理及工艺特点，目前主要防砂方法主要有以下几种方法。
1.1 机械防砂机械防砂方法可以分为两类，第一类是仅下入机械管柱的防砂方法，如绕丝筛管、割缝筛衬管、各种滤砂管等。
这种方法简单易行，施工成本低。
缺点是防砂管柱容易被地层砂堵塞，只能阻止地层砂产出到地面而不能阻止地层砂进入井筒，有效期短，只能适用于中、粗砂岩地层。
第二类机械防砂方法为管柱砾石充填，即在井筒内下入精密滤砂筛管、绕丝筛管或割缝衬管等机械管柱后，再用砾石或其他类似材料充填在机械管拄与套管的环形空间内，并挤入井筒周围地层，形成多级滤砂屏障，达到挡砂目的。
这类方法设计及施工复杂，成本较高；但挡砂效果好，有效期长，成功率高，适用性广，可用于细、中、粗砂岩地层，垂直井，定向井，热采井等复杂条件。
1.2 化学防砂化学防砂是向地层中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、固结地层、提高地层强度的目的。
化学防砂主要分为人工胶结地层和人工井壁两种方法。
人工胶结地层是向地层注入树脂或其他化学固砂剂，直接将地层砂固结；人工井壁是将树脂砂浆液、预涂层砾石、水带干灰砂、水泥砂浆、乳化水泥等挤入井筒周围地层中，固结后形成具有一定强度和渗透性的人工井壁。
2 防砂完井方式考虑到稠油粘度大和开采后期气驱阶段防汽窜措施的实施，完井方式共考虑了以下三种：（1）全井段固井射孔-管内冲填防砂完井的优点在于能有效进行井段分离，避免层段之间的窜通。
石油工程技术 井下作业 机械防砂工艺
机械防砂工艺油水井机械防砂是在井内下入各种类型的防砂管柱，如割缝衬管、绕丝筛管、滤砂管、双层或多层筛管等，将地层砂砾阻挡在防砂管柱外。
为防止地层泥砂堵塞防砂管柱，可在防砂管柱外充填砾石，使地层结构保持相对稳定，以提高防砂效果、延长防砂有效期。
1管内绕丝筛管砾石充填防砂工艺1.1原理管内绕丝筛管砾石充填防砂工艺，是先将地面预制好的绕丝筛管和井下配套工具依次下入井内，使绕丝筛管对准出砂层位，然后用携砂液携带一定粒度的砾石向地层、炮眼及筛管与套管环空填充，如图1所示。
或先对地层和炮眼填砂，再下充填管柱对环形空间充填砾石。
充填砾石对地层砂形成挡砂屏障，绕丝筛管则使充填的砾石始终保持在防砂井段，确保挡砂屏障的形成，因此砾石粒度与地层砂粒度、绕丝筛管缝隙应有一定的对应关系，即选择的砾石必须能完全挡住地层砂。
图1套管内砾石充填图2金属绕丝筛管1.2砾石充填设计1.2.1砾石设计砾石设计主要是确定砾石的大小、几何形状及化学成分。
砾石粒径大小根据冲砂作业时采集的地层砂样来确定，通过砂样筛析，绘出S型筛析曲线，求出地层砂粒度中值d50，并根据砾石尺寸计算方法求得砾石粒度中值D50，然后圆整得标准工业砾石直径。
目前现场普遍应用sauder计算方法，即D50=(5～6)d50，这样的砾石不仅能阻止地层砂的流动，还能在生产过程中保持最大的有效渗透率。
为满足防砂作业需要，除控制砾石尺寸外，充填砾石还应满足以下要求：强度大，不易被压碎；颗粒均匀，圆度好；杂质含量少，不易堵塞地层。
目前，国内防砂用砾石仍以石英砂为主，材料来源较广，而且无需经过复杂的加工处理即可使用。
1.2.2筛管设计绕丝筛管是将不锈钢丝或窄铜条缠绕在中心管上，然后焊接而成，其腐蚀和磨损小、强度高、产能系数大。
中心管可用打孔管，也可用割缝衬管，如图2所示。
筛管绕丝缝隙宽度的大小，可根据地层砂粒径大小而定，原则上要求筛缝尺寸为充填砾石粒度中值的。
1/2～2/3，即δ=(1/2～2/3)D50筛管直径设计主要考虑两方面的因素：过流面积与充填层径向厚度。
油井防砂技术
油井防砂技术
一、油井出砂原因：
1.先天地质条件因素
1)声波在地层中的传播时间△T>295毫秒/米时，应采取防砂措施；
2)油井生产压差大于岩心抗压强度的1.7倍时，会造成地层出砂；
3)地层流体压力随着开采的进行而降低，增加了上覆岩层对地层岩石的压力，压碎胶
结物；
2.后天开发方式不当
1）油井固井质量不好，高压层封隔不良，高压油气水乱窜，造成油井出沙；
2）射孔不当，射孔枪型、孔径、孔密设计不当，造成套管变形损坏，造成油井出砂；
3）油井投产放喷过猛，强烈压降，或油井生产压差过大，排液速度过快，造成油井出砂；
4）油井开关井频繁，造成地层压力扰动；
5）油井注汽速度过快，高温压流体冲刷底层，造成出砂。
二、油井出砂规律
1. 出砂量随采油强度的增加而增加；
2．出砂量随原油粘度的增加而增加；
3．蒸汽驱初期出砂量较多；
4. 出砂粒径由小变大。
三、防砂方法分类
1. 油井出砂不严重采用携砂采油；
2. 采用机械化学等方法防砂。
石油工程技术 井下作业 水泥浆防砂工艺
水泥浆防砂工艺对于地层胶结物泥质含量较高，中、后期出砂的油水井，采用树脂防治有一定难度。
根据该类地层出砂特点，可以采用水泥隔板、泡沫水泥浆、乳化水泥浆及氯化钙稀水泥浆防砂工艺技术，控制地层出砂。
水泥浆防砂是以油井水泥为胶结剂、以地层砂砾为支撑剂，将地面混配好的水泥浆注入出砂层段后与地层砂砾自然胶结，形成具有一定强度和渗透率的人工井壁，从而可以起到阻止地层砂砾流入井内的作用。
1水泥隔板防砂1.1原理水泥隔板防砂是利用水泥遇水硬化的特点，将水泥与水按一定比例混配后挤入出砂层段及油层上下泥岩隔层内，水泥浆凝固时与地层砂、砾自然胶结，在套管外形成具有一定强度和渗透性的人工井壁，同时还可防止泥质隔层破坏造成地层出水、出泥，致使出砂量越来越大。
1.2材料配方采用标准油井水泥，按水灰比0.46～0.68配制防砂水泥浆，并根据井深、井温及地层特性选用合适的水泥浆添加剂。
水泥浆密度与挤水泥方式根据试挤吸收能力来确定，单车试挤压力在15Mpa以上，而地层吸收量在150L/min以下时，采用替挤方式挤水泥；单车试挤压力在10～12Mpa以下，地层吸收量在100L/min以上时，水泥浆密度控制在1.85～1.90g/cm3之间；单车试挤压力在10～12Mpa以上，地层吸收量在100L/min以下时，水泥浆密度控制在1.70～1.80g/cm3之间。
2泡沫水泥浆防砂2.1原理泡沫水泥浆是在水泥浆中按比例加入一定量的发泡剂--铝粉及碱性物质--氢氧化钠。
由于铝在空气中极易与氧化合，在铝粉表面生成一层致密的氧化铝薄膜（简称氧化膜），这样就可以阻止铝粉内部金属的继续氧化。
因此，铝粉与水泥浆中的游离水不发生化学反应，但氧化铝可溶于酸或碱。
在防砂施工中，由于水泥浆中加有铝粉与氢氧化钠，当水泥浆被挤入出砂地层时，氧化铝在碱性环境下逐渐溶解，铝粉与氢氧化钠溶液及水作用，产生大量的氢气。
由于氢氧化钠的加入致使水泥浆凝结失常，出现假凝甚至闪凝现象，并将产生的氢气包容，生成大量细小的气泡。
油井防砂工艺技术(重要)课件
复合防砂技术的应用实例
复合防砂技术是结合机械和化学防砂技术的一种方法。例 如，先使用机械防砂技术将砂粒阻挡在井口附近，然后使 用化学防砂技术将剩余的砂粒凝固成大块，最后将其排除 。
应用实例：某油田采用绕丝筛管和树脂溶液进行复合防砂 ，有效地提高了油井的采收率和生产效率。
02
03
滤砂管防砂是通过在油管内壁设 置滤砂管，利用滤砂管的过滤作 用阻挡砂粒进入井筒。
04
化学防砂技术
化学防砂技术是通过向地层中注入化学剂， 利用化学剂的反应作用将地层中的砂粒粘结 在一起，形成坚硬的岩石层，从而防止砂粒
进入井筒。
水泥浆防砂是将水泥浆注入地层，利用水泥 浆的粘结作用将地层中的砂粒粘结在一起。
04
油井防砂工艺技术的优化与改进
优化防砂工艺参数
优化射孔参数
通过调整射孔孔径、孔密和相位 角度，提高地层渗透性和流体流
动效率，降低出砂风险。
优化工作液参数
根据地层特性和流体性质，选择合 适的工作液类型和浓度，以降低滤 失量和减少对地层的伤害。
优化施工参数
合理控制施工排量、泵压和注水速 度等参数，以保持适当的流体流动 状态和压力，防止因压力波动过大 导致出砂。
数值模拟法
利用数值模拟软件，模拟油井生产过程中地 层的应力、应变和流体流动情况，预测出砂 趋势。
03
油井防砂工艺技术方法
机械防砂技术
常见的机械防砂方法包括滤砂管 防砂、绕丝筛管防砂和砾石充填 防砂等。
绕丝筛管防砂是通过在油管外部 设置绕丝筛管，利用绕丝筛管的 过滤作用阻挡砂粒进入井筒。
01
油井防砂工艺技术(重要)课件
通过改变地层砂的渗透性，控制地层 砂的运移和流动，可分为水力压裂防 砂和复合防砂。
化学防砂
利用化学剂对地层砂进行固化，可分 为树脂固砂、水泥固砂和聚合物固砂 等。
02 机械防砂工艺技术
滤砂管防砂
滤砂管防砂是一种常见的机械防 砂方法，通过在油井中安装滤砂
管来防止砂粒进入管道和泵。
滤砂管通常由金属或塑料制成， 具有不同大小的孔隙以允许液体
先期砾石填充后酸化
先进行砾石填充，以阻挡砂粒进入井 筒，然后对填充区域进行酸化处理， 以提高渗透率。
VS
先期砾石填充可以预先阻挡砂粒进入 井筒，保护油层结构。然后对填充区 域进行酸化处理，进一步扩大地层孔 隙，提高渗透率。这种工艺适用于砂 粒较小、渗透性较差的地层。
先期涂层砂后砾石填充
先在地层表面涂敷一层涂层砂，以减小砂粒流动性和嵌入风险，然后进行砾石填充，以进一步阻挡砂 粒进入井筒。
先期涂层砂可以减小砂粒的流动性和嵌入风险，保护地层结构。然后进行砾石填充，利用砾石的阻挡 作用，进一步防止砂粒进入井筒。这种工艺适用于渗透性较差、砂粒大小不均的地层。
05 油井防砂工艺技术展望
新型防砂材料研究
新型防砂材料的研发
致力于研究具有优异防砂性能的新型 材料，以提高油井防砂效果。
材料性能优化
化学固砂剂
利用化学反应将砂粒固定在油井岩层中，防止砂粒脱落。
化学固砂剂是一种利用化学反应将砂粒固定在油井岩层中的防砂工艺。通过在油 井中注入特殊的化学剂，与岩层中的物质发生反应，将砂粒牢固地固定在岩层中 ，防止砂粒脱落。这种工艺可以有效提高油井的稳定性和采收率。
胶结剂
利用胶结剂将砂粒粘结在一起，形成坚固的防砂屏障。
油井防砂工艺技术(重要)课件
浅析油井防砂工艺
地质 因素指 疏 松砂 岩地 层 的地质 条 件 ，如胶 结 物含 量 及分 布 、胶
结 类型 、成 岩压 实 作 用和 地质 年 代等 。通常 而 言 ，地 质年 代越 晚 ，地 层 胶结 矿物 越 少 ，砂粒 胶 结程 度越 差 ，分 布越 不均 匀 的地 层在 开 采时 出砂 越 严重 ；地 层 的类 型不 同 ，地 层胶 结 物 的胶结 力 ，圈 闭 内流体 的 粘 着 力 ，地 层颗 粒 物之 间 的摩 擦 力以 及地 层颗 粒本 身 的重 力所 决 定的 地层 胶 结强 度就 不 同 ，地层 胶 结强 度越 小 ，地 层 出砂越 严 重 。根据 地 层胶 结强 度 的大小把 地层 出砂分 为三 种类型 ：
２０１
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浅析 油 井 防砂 工 艺
金 涛
（ 长江大 学 石油 Ｔ程学 院）
必 王
摘
要 ：防砂工 艺技 术是提 高油井产能和 油田开发效益的关键技术 。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
载 力的 负荷 逐渐 增加 ，致 使 砂粒 间的应 力平 衡 破坏 ，胶结 破坏 造 成地 层 出砂 ，另 外 ，地层 注水 可能 使油 气层 中的粘 土膨胀 分散 ，有 的还 会
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 效果 ，除井
石油工程技术 井下作业 树脂胶结防砂工艺
树脂胶结防砂工艺树脂胶结防砂工艺是向地层内注入一定数量的树脂溶液,依靠地层温度及固化剂的作用,将近井地带疏松地层胶结成具有一定强度和渗透率的人工井壁,从而阻止地层出砂的一种化学防砂方法。
1酚醛树脂防砂1.1原理酚醛树脂防砂是以苯酚、甲醛为主料,用烧碱作催化剂,经高温聚合反应生成棕褐色高分子酚醛树脂溶液,将此溶液与一定浓度的盐酸（固化剂）按比例混合后挤入地层,即变成热固性的酚醛树脂。
固化后的酚醛树脂具有一定的强度和渗透性,并具有良好的粘结性能,在井壁周围形成一道既能出油、出气、注水,又能阻挡地层砂砾的人工井壁,防止油水井出砂。
1.2材料配方1.2.1树脂溶液配方与合成方法苯酚:苯酚:烧碱=100:150:1.5（质量比）苯酚浓度：98%～100%,甲醛浓度：40%,烧碱纯度：98%～100%将一定量的苯酚、苯酚按比例混合于反应金中,缓慢间接加热并反复搅拌至沸腾（切忌用火直接加热,可用水或蒸汽作传热介质）。
再按比例加入烧碱反应1小时左右（温度保持在95～100℃之间）,即可得到合格的酚醛树脂溶液。
1.2.2树脂胶结剂配方酚醛树脂溶液（12%～14%）：盐酸=1:1（体积比）1.3主要技术指标1.3.1酚醛树脂溶液（1）深褐色粘性透明液体；（2）密度1.15～1.17g/cm3，粘度60～150mpa.s；（3）游离水含量不大于5%，游离盼含量应小于2.5%；（4）在25℃左右存放2～3个月，无脱水、胶凝、分层现象。
1.3.2酚醛树脂胶结剂酚醛树脂溶液与浓度为12%盐酸溶液混合后形成的固化树脂，技术指标如表1所示：表1酚醛树脂胶结剂主要技术指标稠化时间min 固化时间min抗压强度Mpa抗折强度Mpa抗拉强度Mpa孔隙度%渗透率μm2常温常压30～606020～258～102～430～40500～800压力10Mpa30～3520～2510～150不同浓度盐酸对酚醛树脂促凝作用如图1所示。
图1盐酸浓度对树脂固化时间的影响1.4用法与用量酚醛树脂溶液与浓度为12%的盐酸溶液按1:1的体积比配料，在地面混合均匀后挤入地层，挤封半径一般为0.6～0.7m。
油井防砂工艺技术(重要)
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二 套管内筛管砾石充填防砂技术
2 施工准备
2.2 地层预处理技术
该项技术主要是解决近井地带的地层堵塞，提高
地层渗透率。因为有些井的油层在防砂前可能被严重
伤害，需要进行酸化解堵。有的老井死油等赃物造成 炮眼及井筒附近严重堵塞。
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二 套管内筛管砾石充填防砂技术
2 施工准备
2.3 炮眼冲洗技术
炮眼冲洗技术主要是应用炮 眼冲洗工具（见图2）对炮眼赃
物进行清洗，同时冲出井筒附近
的松散地层砂，为充填砾石提供 清洁的通道与场所。 1 上接头 2 皮碗 3 上调节环 4 分水接 头 5 中心管 6 下接头 7钢球
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8 丝堵
2 油井出砂的原因 油井出砂虽然原因众多，但归结起 来有两方面，即先天性的油井地质条件 及开发措施不当的人为因素。
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一、概述
2 油井出砂的原因
2.1 地层粘结强度低：尤其是在未胶结地层中，流体流动 阻力克服了砂粒间的聚合力或岩石强度，使油井出砂。特 别当原油粘度愈高，流速愈大，流动阻力也愈大，出砂也 愈严重。研究证明，当地层的抗剪切弹性摸数G与地层体 积压缩系数C之比，即G/C＞5.6³1010Kg/cm2时，则不出 砂。最初用此指标来予测油层出砂。近年来采用声波在地 层中的传播时间△T进行予测，当△T＞295微秒/米时，则 应采取防砂措施。根据经验：当油气井的生产压差大于该 井岩芯抗压强度的1.7倍时，也会造成地层出砂。
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二 套管内筛管砾石充填防砂技术
套管内绕丝筛管砾石充填防砂，由
于技术成熟，工具设备配套完善，现场
第八章__油井防砂
第八章油井防砂、防蜡与堵水工艺技术油井出砂、结蜡和出水是油田开采过程中经常遇到的问题，它直接影响油井的正常生产。
因此，必须采取各种有效的工艺技术措施来解决所遇到的这些问题，以确保油田高产稳产和较高的采收率。
本章简要介绍了油井防砂、防蜡、清蜡方法以及注水井调剖与油井堵水方法。
第一节防砂我国疏松砂岩油藏分布范围较大、储量大、产量占有重要的地位。
在一般开采条件下(除稠油采用排砂冷采新技术外)，油井出砂其危害极大，主要表现为：使地面和井下设备严重磨蚀，甚至造成砂卡；冲砂检泵、地面清罐等维修工作量剧增；砂埋油层或井筒砂堵会造成油井停产；出砂严重时还会引起井壁甚至油层坍塌而损坏套管甚至造成油井报废。
这些危害既提高了原油的生产成本，又加大了油田的开采难度。
为了防止油井出砂，一方面要针对油层及油井条件，正确选择固井、完井方式，制定合理的开采措施，控制生产压差，限制渗流速度，加强出砂层油井的管理，尽量避免强烈抽汲的诱流措施；另一方面，根据油层和开采工艺要求，采用相应的防砂(sand control)工艺技术，确保油井的正常生产。
本节主要介绍影响油井出砂的主要因素、出砂层的特征和三类防砂方法（机械、化学、复合及其它防砂）的技术原理。
一、出砂因素及出砂层的特征1. 影响出砂因素油层是否出砂取决于岩石颗粒的胶结程度——地层强度。
一般说来，地层应力超过地层强度就可能出砂。
出砂的影响因素很多，可以归结为油井本身地质因素（内因）和开采因素（外因）两方面。
1）地质因素地层应力是决定岩石原始应力状态及其变形破坏的主要因素。
钻开油层后，井壁附近的岩石的原始应力平衡状态被破坏，造成近井岩石应力集中。
在其它条件相同情况下，油层埋藏越深，岩石的垂向应力就越大，井壁的水平应力相应增大，近井岩石就容易变形和破坏，从而引起油层出砂，甚至井壁坍塌。
岩石的胶结强度主要取决于胶结物的种类、数量和胶结类型。
通常砂岩的胶结物主要有粘土、碳酸盐和硅质、铁质，以硅质和铁质的胶结强度最大，碳酸盐次之，粘土最差。
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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。
复杂结构井主导防砂工艺是滤砂管防砂，最近已开展了水平井砾石充填试验。
加强基础理论研究。
通过对高含水油井测井资料、岩芯资料，测试资料等资料的处理分析，研究不同高含水油田临界流速、极限生产压差、累积出砂量的出砂规律，为高含水油田防砂工艺优化提供可靠的动态资料。
同时，加快高压充填近井形态描述，砂粒在不同粘度，不同流速的沉降规律研究，为施工参数的进一步优化提供科学依据，力争在年内使防砂基础理论研究获得实质性突破。
加强防砂新技术的引进。
通过对国内外新技术的追踪调研，结合油田勘探开发中不断暴露的矛盾，树立引进与自主创新的科研思路，加快裸眼井防砂、膨胀筛管、射孔防砂测试一体化等新技术的引进，不断解决油田在不同勘探开发期所暴露的新的矛盾。
大力推广4项防砂工艺技术：
高压一次性挤压砾石充填防砂工艺技术。
高压一次性挤压砾石充填防砂工艺技术适用于疏松砂岩高含水油藏出砂严重、防砂井段较短的油井，是针对油田开发后期研究的一项新技术，目前该项技术已大量进入现场推广应用，要在科学的工艺设计和施工安全度上不断完善。
高压充填防砂工艺管柱一次可完成打桥塞、充填、下生产封隔器三种工序，整个管柱结构简单、操作方便、与以往防砂工艺技术相比每口井可节约2趟管柱，大大减少了作业时间，防砂成功率高，有效期长。
2007年将加大对某、胜采、滨南等进入高含水油田油井的推广应用，大大延长了防砂有效期，进一步提高高含水疏松砂岩油田的最终采收率。
分层挤压砾石充填防砂工艺技术。
一次性分层挤压砾石充填防砂工艺技术适用于出砂严重、防砂井段长、夹层大的油井，该工艺一趟管柱可以完成3层以上的油层挤压充填施工，挤压时封闭其它层而只对施工层高压施工，很好地解决了疏松砂岩油藏层间非均质性的防砂难题，又降低了作业成本，缩短了施工周期，减少了油层伤害。
目前该项技术已较成熟。
其第一口试验井尚9-13井为2003年6月份施工，距今已三年半的时间，防砂仍然有效且保持了较高的产量，其后完成的施工井至今没有一口防砂失效，说明了该工艺的突出优势。
该项防砂工艺技术的研究成功填补了国内防砂工艺技术的空白，为海上及陆地长井段、多油层、非均质严重的油井防砂提供了坚实的技术支撑。
该技术是我采油院独有的技术，外面人很难模仿，2007年将对工艺管柱进行进一步完善配套，加大对海上等油田多层井的推广应用力度。
压裂防砂工艺技术。
压裂防砂是防砂观念和防砂工艺的重要突破，它通过压裂改造技术，使油层产生短、宽裂缝，并向油层挤入高强度的砾石作为支撑剂，增大了油井的充填半径，解除了近井地带泥质、泥浆以及原油胶质、沥青质带来的污染，改善了近井地带流体的渗流方式，提高了地层导流能力，该项技术适用于地层较深、中高渗、出砂严重及存在一定污染油藏的油井防砂。
我院在石油开发中心难动用稠油储量的开发上得到了较大量的推广应用，相对于高压充填在提高油井产量上有明显的效果。
一步法压裂防砂在施工成本和施工效果上相对两步法有其相当的优势，根据调研，目前除美国必捷公司外，是我院的独有技术，下步在不断改进
和配套压裂防砂施工设备的基础上，进一步完善压裂防砂工艺软件和压裂防砂一体化工艺管柱。
优化施工参数，提高油井防砂后的产能。
水平井管内绕丝筛管砾石充填防砂工艺技术。
随着水平井的不断开发利用，老区含水升高，油层出砂加剧，大泵采液造成液流流速增加，单一的滤砂管防砂局限性逐渐暴露出来，对一些高泥质、粉细砂和一些稠油油藏，生产中极易堵塞滤砂管，含水上升快，无法满足地质配产要求。
利用高渗砾石地层充填以后，在炮眼附近可显著改善近井地带流通能力，提高油井产量和延长防砂有效期。
为了进一步扩大水平井防砂技术应用范围，提高水平井防砂综合效果，目前已完成了一次性水平井砾石充填工艺管柱、低密度充填材料、清洁携砂液以及施工参数的优化研究，并进行了先导试验，均取得了较好的防砂效果。
围绕油田开发形势，利用油田重视防砂工艺技术应用的契机，在做好油田防砂工艺技术现状调研及辽河油田防砂技术规范编制的基础上，努力筹办好油田防砂专题会，为实现油田区块防砂综合治理奠定良好的基础。
加大同采油工艺所的结合力度，扎实了解、摸清影响油田疏松砂岩油藏开发的瓶颈问题，为针对性的攻关研究明确方向。
做好防砂效果的跟踪、评价、分析，为工艺技术的改进，区块防砂水平的提高提供可靠的基础数据。