油井出砂的危害和预防
油井出砂的危害及防砂技术
油井出砂的危害及防砂技术作者：石磊来源：《中国科技博览》2016年第28期[摘 ;要]现阶段，随着我国科学技术水平的不断提高，对于整个油井出砂防砂技术提出了更高的要求。
本文针对目前油井出砂防砂技术的现状以及存在问题，提出几点有效的措施和建议，从而提高整个油井出砂防砂技术的质量和水平。
[关键词]油井出砂;存在问题;防砂技术;有效策略中图分类号：TE358.1 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2016）28-0029-01就目前而言，我国油井出砂防砂技术虽然得到了一定的发展，并且有了实质性的突破，但是在实际应用的过程中，仍然存在诸多难以解决的问题，这就需要广泛应用石油井出砂防砂技术，从而优化整个油田的效果。
一、油井出砂防砂技术概述传统的油田石油钻井设备主要是会出现崩塌等问题，严重者还会导致整个工程无法正常平稳的运转，从而导致其出现严重的施工问题，但是如果使用配套的石油钻井机器和钻具能够进一步优化整个油田石油施工的质量和水平，增强整个石油施工的效果。
（一）技术准备就一般油井出砂防砂技术而言其原理就是将动力传递给防砂设备然后再将动力传递给机械部分，结合相关套管书将钻井和下套管二者有机结合，这样才能够弥补其中的缺点，发挥其优势，与此同时，在这个过程中还能将这种技术应用于整个施工的过程中，确保整个防砂技术的安全性和稳定性，在这个过程中需要将液压装置与控制开关二者进行调整，从而优化整个油井出砂防砂技术应用效果。
（二）技术施工在整个技术施工部分主要是为了能够实现油井出砂防砂技术优势，将防砂设备放下然后在下面安放一个连接的装置，将其二者进行螺旋装置，在连接的部分增加一个锁紧设备，这样能够将其进行固定，从而实现连接装置安装轴将二者有机和结合，能够防止出现不必要的设备损伤，这也是整个油井出砂防砂技术应用的关键和核心。
（三）技术应用在整个油井出砂防砂技术应用，其主体部分和普通部分二者是不相同的，其不同之处就是在于整个套管内部存在一个平段，其目的就是为了将二者有机结合，这样才能够实现防砂和套管之间的连接，提高整个油井出砂防砂技术技术质量和水平。
油井出砂因素分析与防砂技术对策探讨
油井出砂因素分析与防砂技术对策探讨1. 引言1.1 背景介绍油井是石油工业的重要设施，其稳定运行对于石油开采具有至关重要的意义。
在油井生产过程中，可能会产生出砂现象，给油井的正常运行带来一系列问题和危害。
油井出砂不仅会导致设备损坏，增加生产维护成本，还有可能造成油层污染，影响油气生产效率及开采周期。
出砂现象的出现是由于地层中的砂粒被生产流体冲蚀或者地层压力下降引起，随着地层深度加深和压力下降，这种现象可能进一步加剧。
深入研究油井出砂的原因和对策具有重要的理论和实践意义。
通过总结分析油井出砂的原因，制定有效的防砂措施，可以提高油井的运行稳定性和生产效率。
本研究旨在深入探讨油井出砂的原因和影响，分析防砂技术对策及其有效性，为今后的油井生产提供科学依据和技术支持。
希望通过本研究，能够为油井出砂问题的解决提供参考和借鉴，推动油气田开发工作的顺利进行。
1.2 研究意义油井出砂是在石油钻采过程中常见的问题，导致油井设备磨损加剧、生产效率下降、生产工艺受限等一系列严重后果。
针对油井出砂问题进行深入研究具有重要的意义。
油井出砂问题直接影响着油田的开采效率和经济效益。
油井出砂后，砂粒会随着油体进入管道系统，造成管道磨损、堵塞等问题，影响油田生产的正常进行。
研究油井出砂因素并采取有效的防砂技术措施，可以提高油田的开采效率，减少生产成本，增加经济效益。
油井出砂问题也涉及到环境保护和安全生产。
砂粒的堆积和磨损会对设备和工作环境造成损坏和安全隐患，甚至可能引发事故。
研究油井出砂因素并采取相应的防砂技术对策，可以保障油田的安全生产，减少环境污染，维护生态平衡。
深入研究油井出砂因素及其防治技术对策具有重要意义，不仅可以提高油田的经济效益和安全生产水平，还有利于环境保护和资源可持续利用。
本研究对于探讨油井出砂因素分析与防砂技术对策具有重要的科学价值和实际应用意义。
1.3 研究目的研究目的是为了深入探讨油井出砂的原因和影响，找出有效的防砂技术对策，从而提高油井的生产效率和运行稳定性。
简论油井出砂的危害及防砂技术_杨晨
与工程技术产业经济油组先期防砂工艺在我厂有所突破，为下一步浅层出砂严重井的开发挖潜探索了一条新的途径。
如在港7-38井进行了先导性实验，在浅层明工程技术产业经济与图1泵上管柱沉砂器图2泵下水力冲砂器图3双柱塞抽油泵2.2.2自旋转柱塞采油配套技术液压涨缩自旋转柱塞抽油泵是一种新型抽油泵，当泵工作时，利用液流流动所产生的力使柱塞作旋转运动，消除了对泵筒的定向磨损，延长了泵的使用寿命，具有防柱塞偏磨、防砂卡的特点。
图4自旋转柱塞抽油泵运行图技术改进：（1）固定凡尔装置：清洁刷将球座的密封带刷洗干净，旋转接触，减少撞击，延长泵的使用寿命。
（2）万向旋转器：柱塞在泵筒内做匀速旋转下行。
总体效果：有杆泵携、排砂采油配套技术以提高系统采收率为目标，通过液力冲砂器、管柱沉砂器、自旋转柱塞等机具合理匹配，集携砂、冲搅砂和排砂为一体，解决了泵上砂堵、卡泵及沉砂口袋小、油井易砂埋问题，使面临不能正常生产的油井举升环境得到了有效改善，达到延长检泵周期和降低生产成本的目的。
该配套技术在井筒举升携、排砂技术上是一个新的突破，出砂停产井有所减少，有效地降低了维护性作业费用。
3存在问题及认识3.1防砂配套技术此技术主要存在以下问题：（1）油井防砂效果较好，但资金投入高，风险性大。
（2）覆膜防砂后油井存在一定的共性，即抽油泵存在着开启不灵、泵工作状况不好现象。
分析原因，与在泵入井中的携砂液添加的稳定剂有一定的影响。
开井后泵生产状况不稳定。
取得的认识：（1）覆膜防砂是一种新型复合防砂技术，尤其针对目前存在的侧钻、套变等特殊结构出砂井，利用该技术对地层预处理后采取“远稳近挡”防砂法，既保障地层渗透率，又延长了防砂周期，是一种较好的防砂工艺。
（2）针对防砂后的油井在举升工艺泵型选择上优选大流道抽稠防磁泵生产，进油口以喇叭口设计，目前现场应用效果较好。
3.2携、排砂配套技术有杆泵携、排砂采油配套技术着意于在井筒内对具有一定防砂卡功能的井下机具的合理配套和应用，实现了“挡、携、排”一体化治理的综合治砂目的，解决了因出砂严重不能正常生产的油井检泵周期短的问题，具有投资少、效益大的特点，对油田开发后期砂卡、砂埋频繁停产治理有一定的指导意义。
石油工程技术 井下作业 油水井出砂危害
油水井出砂危害油水井出砂是国内外各油田普遍存在的一个自然现象。
从油、水井完井开始到采油、注水或修井过程中，每一步施工作业对地层出砂都有影响，其中有些因素可以避免，有些则无法避免。
如果地层出砂得不到有效防治，油水井出砂会越来越严重，致使油、水井减产、减注甚至停产、停注，严重时还可能造成砂卡、套管损坏或油、水井报废。
因此，分析油水井出砂原因，掌握油水井出砂规律并适时采取有效的防砂措施，控制油水井不出砂或砂面基本保持稳定，以减少冲砂、检泵及大修作业，是油田开发过程中必须解决的一个至关重要的问题。
1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、流体流动时的拖拽力和生产压差。
地层被钻开后，井壁岩石原始应力平衡状态首先被破坏，并且在整个采油过程中始终保持最大应力。
因此，在一定的外部条件作用下，井壁岩石将首先发生变形和破坏。
地层强度大小则主要取决于地层岩石结构、胶结强度、孔隙度、渗透率及其他地层物理特性。
当地层应力超过地层强度时，地层结构受到破坏，油水井就有可能出砂。
由上可知，油水井出砂原因是多方面的，根据内外因可划分为两大因素：地质因素与开发因素。
地层出不出砂与地质因素有关，什么时候出砂则取决于开发因素。
1.1地质因素1.1.1地层胶结疏松地层胶结疏松时，地层流体在生产压差作用下向井眼方向渗流，致使岩石颗粒间的胶结力不断削弱，地层结构破坏引起出砂。
流体密度粘度越高、含气量越大，流动阻力越大，就越容易出砂。
地层疏松与否主要取决于岩石颗粒间胶结力的强弱，胶结强度与胶结物的种类、数量及胶结方式有关。
容易出砂的地层主要是接触胶结，胶结物数量少，而且泥质较多。
当其他条件相同时，渗透率越高，岩石强度越低，地层越容易出砂。
1.1.2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，极易引起地层出砂。
简论油井出砂的危害及防砂技术
２ ． ２携 、 排砂配套技 术 ２ ． ２ ． １有杆泵 高效携、 排砂采油配套技术 该技术主要对地层 出液富含细粉砂 ，且不能被抽油泵 同
２ ． １ 防砂 配套 技 术
针对不同油井地质 出砂 的机理进行深入分析，应用 了砾 步抽 至 井 口、 砂 埋 油层 ， 砂 堵 井 筒 和 泵 下尾 管 、 频 繁 作 业 冲 砂 石充填割缝管防砂 、 循环充填防砂、 Ｃ Ｓ ． １ 新型固结剂 防砂 ， 还 检泵 的出砂井， 在井 内配置合理 的井下工具 ， 达到延长油井检 引进了 Ｐ Ｃ Ｓ Ｑ覆膜 砂新型防砂工艺，该种新型覆膜砂 防砂工 泵 周期 的 目的 。 艺的机理决定了具有 防砂效果好， 有效期长， 防砂后 油井 的渗 高等优点， 还可 以在侧钻井小井眼 内实施防砂 ， 这是以往 防砂 对不同油井出砂情 况有 的放矢选择适应性较强 的防砂工 艺。 主要机具构成及工作原理：系统配套硬件主要组成一抽 泵上管柱沉砂 器： 通过虹吸管沉砂 ， 解决砂卡泵 问题 。在 柱 内的沉砂沉积入抽油泵磨擦副 ，相对减少了砂卡抽 油泵 的 透率高， 施工后井筒 内可以不 留塞 ， 形成 的挡砂人工井壁强度 油泵 、 泵 上 管 柱沉 砂 器 、 泵下水力冲砂器。 工艺都实现不了的。同时我们根据不同的防砂工艺机理 ，针 油井停抽或生产过程， 率先挡砂 并积砂 ， 防止抽 油泵上部油管
废 等。目前 ， 油田常用 的油井防砂方法一般分为三类： （ １ ） 机械 防砂 ； （ ２ ） 化学防砂 ； （ ３ ） 砂拱 防砂。通过对疑难 出
砂井的配套工 艺研 究与分析， 有针对性地采取 配套技术措施， 挖掘疑难 出砂井生产潜力 ， 延长检 泵周 期， 起 到明
显效果。
关键词 ： 油井 出砂 防砂技术 防砂 配套技术
油井防砂
冲砂过程中所用的冲砂液要具有 一定的粘度、比重、又不损坏油层。 一定的粘度、比重、又不损坏油层。 常用的冲砂液有： 乳化液、 常用的冲砂液有：油、水、乳化液、 汽化液等。为防止油层污染， 汽化液等。为防止油层污染，在液体 中可加入表面活性剂。 中可加入表面活性剂。 冲砂的方法一般有正冲、反冲和 冲砂的方法一般有正冲、 正反冲三种。 正反冲三种。 如图A为联合冲砂管拄示意图， 如图A为联合冲砂管拄示意图， 是根据正反冲的优点而设计。 是根据正反冲的优点而设计。 在冲砂过程中应注意中途不能停 泵，以免被冲起的砂子下沉将冲砂管 卡住或堵死； 卡住或堵死；冲砂过程中应尽量使其 进出口排量大致平衡，防止井喷。 进出口排量大致平衡，防止井喷。
3
二、油层出砂的原因
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 油层出砂是由于井底附近地带的岩层结构破坏所引起的， 与岩石的胶结强度、应力状态和开采条件有关。 与岩石的胶结强度、应力状态和开采条件有关。 （一）、岩石的胶结强度主要取决于胶结物的种类、数量和胶结 ）、岩石的胶结强度主要取决于胶结物的种类、 岩石的胶结强度主要取决于胶结物的种类 方式。 砂岩的胶结物主要为粘土、碳酸盐和硅质三种。 方式。 砂岩的胶结物主要为粘土、碳酸盐和硅质三种。硅质 胶结物的强度最大，碳酸盐次之，粘土的胶结最差。 胶结物的强度最大，碳酸盐次之，粘土的胶结最差。对同一类型 的胶结物，其数量越多，胶结强度越大。 的胶结物，其数量越多，胶结强度越大。砂岩的胶结方式分为基 底胶结、接触胶结和孔隙胶结。 底胶结、接触胶结和孔隙胶结。 1、基底胶结是指胶结物数量大于岩石颗粒数量，颗粒完全浸 基底胶结是指胶结物数量大于岩石颗粒数量， 没在胶结物中。这种砂岩的胶结强度最大。 没在胶结物中。这种砂岩的胶结强度最大。 2、接触胶结是指胶结物数量不多，仅存于颗粒接触的地方。 接触胶结是指胶结物数量不多，仅存于颗粒接触的地方。 这种砂岩的胶结强度最低。 这种砂岩的胶结强度最低。 3、孔隙胶结是指胶结物不仅存于颗粒接触的地方，还充填于 孔隙胶结是指胶结物不仅存于颗粒接触的地方， 部分孔隙中。胶结强度处于上述两种之间。 部分孔隙中。胶结强度处于上述两种之间。 易出砂的油层岩石主要以接触胶结方式为主， 易出砂的油层岩石主要以接触胶结方式为主，但这种储油层 的孔隙度大，渗透率高。 的孔隙度大，渗透率高。
油井出砂
地质条件 完井因素 开采因素
ห้องสมุดไป่ตู้
内因：
1、应力状态：砂岩油层在钻井前处于应力平衡状态。钻开油层后，井壁附 近岩石的应力平衡状态遭到破坏，在其他条件相同的情况下，井壁附近的岩 石就越容易变形，从而引起在采油过程中油层出砂。
2、岩石的胶结状态：油层砂岩的胶结物主要有粘土、碳酸盐和硅质、铁质 三种。对于同一类型的胶结物，其数量越多，胶结强度越大。容易出砂的油 层主要以接触胶结方式为主，而且其中含有较多的粘土胶结物。
能阻止油井出砂，起到防砂作用。
2）加强出砂层油井的管理，开、关操作要求平稳，防止因生产压差突然增 大而引起油井大量出砂。
3）对胶结疏松的油层，酸化、压裂等增产措施要以不破坏地层结构为前提 。
4）根据油层条件和开采工艺要求，正确选择完井方式和改善完井工艺。
机械防砂 化学防砂 砂拱防砂 焦化防砂
筛管防砂、滤砂管防砂、割缝衬管防砂、砾石充 填防砂、压裂防砂、预充填砂管、膨胀式筛管等。
3、油井工作制度：在其他条件相同的时，生产压差越大，流体渗流速度越 高，则井壁附近流体对岩石的冲刷力就越大。另外，油井工作制度的突然 变化，使得油层岩石受力会发生变化，也容易引起油层出砂。
油层出砂是砂岩油层开采过程中的常见问题 之一。对于疏松砂岩油藏，出砂是提高采油速度 的主要障碍。
1）制定合理的油井工作制度，通过生产试验所确定的生产压差不会造成油 井大量出砂。
树脂胶结法、预涂层砾石法、人工井壁法、水泥 砂浆、氧化有机化合物固砂、氢氧化钙固砂、焦 化固砂等。 砂粒在炮眼口处形成具有一定承载能力的砂拱， 达到防砂的目的。
向油层提供热能，促使原油在砂粒表面焦化，形 成具有胶结力的焦化薄层。
防砂原则 油井状况、井筒条件、储层特点、经济和费用条件
油气井防砂及出砂机理研究
3、开采因素的影响
1)地层压力的下降超过了极限， 从而使岩石发生塑性变形，破坏 岩石结构，引起出砂。
由于压降主要发生在 近井地带，故主要引起 近井地带出砂。
第一节 出砂 原因及危害
第一节 出砂 原因及危害
2)流体流向井底，对岩石颗粒产生拖拽力； 稠油粘度大，因此容易出砂；
3)油井工作制度的改变方式 在同样的压差下，地层是否容易出砂还取决于建立压 差的方式(急剧、缓慢)；
b.细粉砂到中等地层砂，地层垂向渗透性好。 对于粘土和粉砂含量高、受钻井泥浆污染的地层，在固砂前要
进行酸洗处理；
c.套管射孔完井的垂直小井眼井（侧钻井）、高压井防砂。 d.高含水期不宜适用。不适用于裸眼井、热采井和老油井；适用 于低含水井。
缺点：
成功率偏低，费用相对较高；对地层的渗透性有一定的伤害，并 且存在老化现象。
二、化学防砂
（4）HY液体防砂工艺 HY防砂剂是液、固两相材料组成。液相为一种良好的
粘结剂，在特定的催化剂作用下能与地层砂和固相材料很好 固结，且固结后有一定的收缩性，能保证较好的渗透性。固 相为分散状的纤维材料，密度与液相相近，确保了施工中被 均匀地携带至地层。防砂材料被泵送到地层，固相材料填充 已亏空地层后堆积于井壁附近；通过液相胶结剂把固相材料 和井壁附近地层的疏松砂粒固结住，形成具有较高抗压强度 和良好渗透性能的挡砂人工井壁，达到有效防止地层出砂的 目的。
二、化学防砂
（3）固结砂防砂工艺 经多次干灰和涂防无效的注聚井的防砂问题而引进应用的一种
化学颗粒防砂新工艺，其主要有以下特点： ⑴防砂材料本身部分水化后胶结固化，使其具备较强的固结强度， 且受地层泥粉砂混杂的影响较小。 ⑵其固结强度受地层温度影响很小，在350℃以内均能水化固结， 达到防砂所需的抗压强度，因此其比涂料砂的适用性更广。 ⑶固化胶结致密，但仍有较好的渗透性，室内试验的渗透率为 3.0μm2左右，比涂料砂要低，但比干灰砂要高得多。因此其对水 井地层的吸水能力影响不大。
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。
油井出砂的危害及防砂技术分析
(10):184.
（上接第 94 页）
备较高施工难度与复杂工艺的技术，只有不断提升从
上了一个新台阶，这项新型技术近些年被人们广泛应
业人员的实践技能并制定与之相符合的应急程序，才
用，不仅使得储层采收率得到显著提高，而且勘探开发
能确保钻井工作的顺利进行。
收益也不断增大。虽然欠平衡钻井技术所带来的综合
效益非常高，但也伴随着很高风险。在实际钻井过
程中，要从安全工程系统角度入手，优化钻井设计，实
钻过程中进行细致分析，有效辨别危险源并采取相对
参考文献：
[1]
[2]
[3]
[4]
杨晨.简论油井出砂的危害及防砂技术[J].科协论坛(下半
月),2013(2):42-43.
王培凇.浅析油井出砂的危害及防砂技术[J].科技创新与应
用,2014(28):87.
袁伟伟,韩耀图,龚宁,陈彬.油井出砂影响因素及防砂分析研
究[J].能源与节能,2017(1):6-7,19.
1
断增加，出砂的问题就可能发生。地层中有胶结较弱
油井出砂的危害
油井在建产的初期其基础比较薄弱，出砂的几率
的时候也会出现出砂的现象，地层的不断出水，原有固
比较大，一旦油井中进入砂石，就会导致抽油泵严重磨
结砂粒毛管力逐渐下降，是导致油井出砂的主要因素
损，可能引发油井出现重大安全事故。经过我们对油
之一，地层砂在地层流体的作用下，切应力变得越来越
化学防砂技术的主要原理就是将一定量的化学药
越严重，我们想要解决油田出砂问题的同时，还要保障
剂与砂浆进行混合，已达到加强地层强度的目的，化学
出砂及防砂
目录1.出砂简介 (2)2.出砂机理理论基础 (3)2.1内因—砂岩油层的地质条件 (3)2.2外因—开采因素 (3)3.防砂方法和工艺技术综述 (5)3.1机械防砂技术 (5)3.1.1绕丝筛管砾石充填防砂 (7)3.1.2滤砂管防砂 (9)3.1.3割缝衬管防砂 (20)3.2化学防砂技术 (21)3.2.1树脂砂浆防砂 (22)3.2.2涂敷砂防砂 (24)3.2.3干灰砂防砂 (26)3.2.4树脂核桃壳人工井壁 (26)3.3复合防砂技术 (26)3.4防砂方法的选择——技术适应性评价和经济评价 (28)3.5防砂工艺技术的新进展 (29)3.5.1高压水充填——PS防砂技术 (29)3.5.2压裂充填防砂技术 (31)3.5.3“一次管柱”多油层砾石充填防砂工艺 (34)3.5.4射孔防砂技术 (36)3.5.5水平井或大斜度井防砂技术 (37)3.5.6特殊滤砂管防砂技术 (39)1.出砂简介出砂是由于油气井开采和作业等综合因素造成井底附近地层破坏，导致剥落的地层砂随地层流体进入井筒，而对油气井生产造成不利影响的现象。
出砂的危害：☐减产或停产作业：油、气井出砂最容易造成油层砂埋、油管砂堵，地面管汇和储油罐积砂。
沙子在井内沉积形成砂堵，从而降低油井产量，甚至使油井停产，因此，常被迫起油管清除砂堵、清洗砂埋油层，清理地面管汇和储油罐。
其工作量大，条件艰苦，既费时又耗资。
即使这样，问题也还没有最终解决。
恢复生产不久，又须重新作业。
☐地面和井下设备磨蚀：由于油层出砂使得油、气井产出流体中含有地层砂，而地层砂的主要成分是二氧化硅（石英），硬度很高，是一种破坏性很强的磨蚀剂，能使抽油泵阀磨损而不密封，阀球点蚀，柱塞和泵缸拉伤，地面阀门失灵，输油泵叶轮严重冲蚀。
使得油、气井不得不停产进行设备维修或更换，造成产量下降，成本上升。
☐套管损坏，油井报废：最严重的情况是随着地层出砂量的不断增加，套管外的地层孔穴越来越大，到一定程度往往会导致突发性地层坍塌。
油井出砂原因及防砂预测分析
油井出砂原因及防砂预测分析摘要：在油田开采过程中，随着油田开采的不断进行，地层能量也会随之不断下降，此时油井内部的压差就会不断增大，进而导致油井出砂的问题不断严重，油井出砂会对其产能造成比较大的影响。
地层出砂会进入到井筒中，可能会造成管线和设备堵塞情况的出现，或者对泵造成破坏，甚至可能会导致井壁坍塌的问题，造成套管变形损坏，最终使油井不能够继续生产，而且会影响后续开采和最终的采收率，因此加强对油井出砂机理的研究，针对油井出砂机理采取有效的防砂措施来对油井出砂问题进行预防，对于保证油田产能的稳定，提高最终采收率具有重要的意义。
关键词：油井；出砂机理；因素分析；防砂技术1、油井出砂及危害油井出砂是油田的油井在生产过程中，因为储油层的岩石较为脆弱，或是在开采过程中，因为不合理的操作，导致储油层的岩石结构遭到破坏，导致岩石脱落。
脱落后的岩石随着原油一起进入采油设备中。
因为岩石体积较大，最终导致采油设备的损坏。
岩石脱落严重时还会对油井内的岩石稳定结构被破坏，导致油井坍塌，最终停产。
常见的油井出砂会导致油井减产，只有当油井出砂越来越严重时才会发生油井停产现象。
2、油井出砂原因分析油井出砂的原因并不都是一样的，不同区域的油井在出砂原因方面可能有一定的差异，但是总的来说油井出砂主要是两类原因导致的，一方面原因是油藏本身的地质条件，另一方面则是开采因素，这两方面因素是导致油井出砂的主要原因，下面就对这两方面因素进行分别的分析：2.1地质条件的影响开采区域内岩层的自然因素是导致油井出砂的主要原因。
在进行石油开采的过程中，原油输出会导致开采区域土层外部压力不断增大，引起岩层的松动，严重时会导致区域内的岩层脱落，进而出现油井出砂问题。
在石油开采的过程中，开采区域内岩层应力的分布是导致油井出砂的内因，随着开采深度的增加，开采石油需要的压力不断加大，此时油井内开采区域内的岩层应力状态平衡状态被打破，破坏了开采区域内的结构，引起岩层脱落，产生油井出砂问题。
油井出砂因素分析与防砂技术对策探讨
油井出砂因素分析与防砂技术对策探讨
油井出砂是指井底产生砂层，导致油井表面油砂交界面合并，从而使产油量减小，甚至完全失效。
油井出砂的原因主要有以下几个方面：
1. 油层压力过高：如果油层中的压力超过油井的承受能力，就会导致油层破裂并产生大量砂粒，从而引起油井出砂。
2. 油井设计不合理：油井的设计是否合理也是导致油井出砂的一大原因。
井筒直径过大或过小、水泥固井不牢固等都会导致井底砂层破裂和砂粒进入井筒。
3. 井下操作不当：井下作业过程中，如果操作不当，比如在油井中进行泥浆冲洗的时候冲击力过大，就会引起井底砂层的破裂和砂粒进入井筒。
为了防止油井出砂，可以采取以下技术对策：
1. 合理设计井筒和固井工艺：在设计油井时要合理确定井筒直径，确保井底砂层的稳定性。
在进行固井工艺时要选择适合的水泥和添加剂，确保固井质量。
2. 定期清砂和抑制砂层破裂：可以定期进行清砂作业，清除井底的砂粒。
可以适当使用阻砂剂和粘土等材料进行砂层的抑制，防止砂层破裂。
3. 加强井下作业管理：加强井下作业管理，确保操作规范，减少不必要的冲洗和冲击力，避免砂粒进入井筒。
4. 加装防砂设备：在油井井口或井下适当位置加装防砂设备，如梁式过滤器、单向阻砂器等，可以有效防止砂粒进入井筒。
油井出砂是油田开发中常见的问题，为了保持油井的正常生产，需要综合考虑设计、工艺和操作等方面的因素，并采取相应的技术对策进行防治。
采油井出砂原因及防砂技术
（3）合理生产压差 防砂井存在人工井壁结构破坏而重新大量出
砂可能。防砂后，要先保持防砂前生产压差，定 期取样分析，观察油井出砂情况，经一段时间证 明油井不出砂，油层本身又具有潜力时可适当放 大生产压差，增加采油量。
出砂机理与预测
一、地层出砂机理
• 1、拉伸破坏机理
随内外压差增大， 流体流向井内的流速也 增大，对岩石的拖曳力 增大，岩石承受拉伸力 也增大，当该力超过岩 石抗拉伸强度时，岩石 就会遭受拉伸破坏。
出砂机理与预测
一、地层出砂机理
• 2、剪切破坏
上覆岩层压力由孔 隙压力与骨架应力共同 平衡。随开采进行，油 藏压力逐渐降低，施加 在岩石骨架上的压力越 来越大，当该力超过岩 石的抗剪切应力，岩石 就会被剪切破坏。
谢谢
后 ②水泥砂浆人工井壁
期
油
防 砂
水泥 + 石英砂 + 水
③树脂核桃壳人工井壁
出砂部位 固化剂
早
油
期
防 酚醛树脂 + 粉碎的核桃壳颗粒 + 柴油
砂
中性水
④树脂砂浆人工井壁
后期防砂
酚醛树脂 + 石英砂 + 柴油
防砂方法与技术
3、焦化防砂的机理
• （1）物理方法固砂
原油中重质部分尤其沥青，在低温下可凝固成半固态物质，不再溶于原油， 可以将疏松砂岩胶结在一起，形成具有一定渗透性的挡砂屏障。
出砂机理与预测
一、地层出砂机理
• 3、精细颗粒的影响 地层中存在诸如粘土之类精细颗粒，会随产出液一起
油气井防砂及出砂机理研究
三、焦化固砂：
原理：向地层提供热能，使原油在高温裂解生成 焦炭，从而将地层砂胶结。主要有热空气固砂和 短期火烧固砂两种。
焦化固砂
注热空气固砂 短期火烧固砂
适应条件：它主要用于以火烧油层或注蒸汽开采
的密度大于0.934g/cm3的疏松砂岩稠油油藏；防砂 井应远离油水边界，含油饱和度较高(大于40％)， 防止热量过分损失。
四、机械防砂
全焊接绕丝筛管的优点：
a.耐腐蚀；工作寿命长； b.筛缝外窄内宽，具有一定的自洁作用； c.缝隙最小可达0.1mm，适应任何尺寸的砾石要求； d.流通面积大，施工中不宜堵塞，作业成功率高。
由于上述优点，绕丝筛管应用广泛。
缺点：造价高，通常为割缝衬管的2－3倍。
b.割缝衬管：
可直接用铣刀铣削套管壁 而制成。缝隙的尺寸取决于铣 刀的宽度，因此0.3mm以下的 缝宽加工困难。
分层化学防砂管柱结构
对于两套油层的分层防砂管柱（见图一）
三套油层的分层防砂（见图二）
化学防砂施工工序
干灰（涂防、固结砂、地填）：
压（洗）井→起原井→探冲捞→探冲砂 →通井→套管试压→下防砂管柱→干灰 （涂防、固结砂、地填） →候凝→探 钻塞→通井。
适用条件：
a.油层均质性好、油层厚度小(3m左右)的油层。油层厚度较 大（多层）时应分段（分层）施工，否则挤注不均匀，降低 防砂效果；
1、绕丝筛管砾石充填防砂
四、机械防砂
1、绕丝筛管砾石充填防砂
四、机械防砂
1、绕丝筛管砾石充填防砂
四、机械防砂Biblioteka 1）适用条件：适宜于井斜<45°，套管无变形破损 的油井；原油粘度<3000mpa·s(热采井除外)；至 少二年内不进行油层改造或分层措施。一般地层砂粒 度中值<0.1mm的油井，选用筛隙为0.2mm的绕丝 筛管，采用0.3-0.6mm的砾石充填；地层砂粒度中 值≥0.1mm的油井，选用筛隙为0.3mm的绕丝筛管， 采用0.4-0.8mm的砾石充填。
油井冲砂作业技术措施
油井冲砂作业技术措施技术应用与研究当油井出砂的时候，由于砂石颗粒的影响，导致油井的产量下降，无法达到高效开采的效果。
有必要实施油井的冲砂作业，提高油井水力冲砂作业施工的质量，通过水力冲砂作业，解决油井出砂的技术难点问题。
优化油井的水力冲砂作业技术措施，保证油井的水力冲砂质量，为油井增产提供依据。
一、油井出砂的原因及危害油井的出砂一般是由于疏松地层的影响，也可以是由于油井的生产压差控制的不合理，采出液流中携带砂石颗粒，在井筒上升的过程中，导致砂石颗粒沉降在井下，引起油井出砂，无法正常生产。
由于地层的出砂以及井下作业施工中的井下积砂等，都会引起油井中形成砂柱，影响到油井的正常生产。
应用常规的的冲砂作业施工程序，对油层的伤害极大，需要优化油井的水力冲砂作业施工程序，保证油层的冲砂作业质量达标，才能及时恢复油井的正常生产运行状态，达到油田开发的经济效益指标。
油井出砂后，给油井的开采带来巨大的难度。
油层中出砂，会堵塞油层的孔隙通道。
降低油流的渗透能力，严重的情况导致油层的坍塌，会引起套管的损坏，增加修井作业的频次，相应地增加油田生产管理的成本。
油井出油中携带大量的地层砂，会加剧采油生产设备的磨损，增加采油生产设备的维护保养成本，降低机械设备的使用年限，给油田生产带来不利的影响。
对油井产油中的携砂的分离技术的研究和应用，增加了油田油气集输分离处理的难度，需要合理控制油井的出砂状况，才能避免出砂给油田生产带来的严重危害。
二、油井冲砂作业技术措施针对油井出砂的状况，实施动态分析，确定油井出砂的部位，采取最有效的冲砂作业施工程序，提高油井水力冲砂作业的效果，清除砂石给油井生产带来的不利影响。
１．油井水力冲砂的作业施工程序。
分析油井出砂的情况，对油井的生产运行参数进行解释和分析，确定油井出砂的部位，实施最佳的水力冲砂的作业施工程序，保证清砂的效果。
做好油层冲砂的各项准备工作，作业机安装于井场，并对冲砂泵机组进行调试，确定最佳的冲砂液，为了保证冲砂作业的施工效果达标，进行作业施工前的用品的维护保养，保证机械设备处于正常使用的状态，各种物料的质量达到标准。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
不断沉积在井 底，直至埋掉 生产油层，使 油井产量不断 降低，含水不 断升高，油井 失去生产能力。
4、出砂对油井的危害
例子：W#12 在2009年2月15日发现含水由
91%上升到100%，原油产量有1100桶/日降 到零，在油样中发现细粉砂，该井与2月17日 关停；同时管线泵由于砂的影响频繁故障
Minihydrocyclone
砂 子
4、出砂对油井的危害
油流中的砂子流经电潜
泵，磨损叶轮，降低泵 效； 当生产状况改变时如油 井关停，油流中的砂子 就会在生产头阀门等较 低部位沉积，堵死管线 （W#12 生产头阀门4 月关停时）
W#12 生 产头阀门
4、出砂的危害-油井
油流中的砂子
油井出砂的危害和预防
惠州26平台
张思勤
提纲
一、惠州26出砂情况回顾
二、油井出砂对生产系统和设备的危害 三、出砂的预防措施
油井出砂的危害和预防
一、惠州26出砂情况回顾
1、2008年5月21日 2、2009年2月20日
3、2009年4月关停
二、油井出砂对生产系统和设备的危害 三、出砂的预防措施
砂子容易沉积 况；生产状况改变（如调频率，修井后开 井等）及时取砂样监测出砂情况
预防措施
4. 严格遵守开井程序，控制开井速度，降低
油流速度的急剧改变对油层的刺激； 5. 合理控制油井的产液量，降低油流对砂子 的携带能力。
6.油井井下和地层防砂，如砾石充填完井防
口过滤器和出口单向阀 等部位沉积，降低了备 用管线泵的排量；如果 堵死进出口，则使备用 泵无法启用。
3、出砂的危害-损害管线泵
砂子
砂子将出口单
向阀赌死，使 单向阀失去作 用，将严重损 害管线泵。
管线泵出口单 向阀
3、出砂的危害-损害管线泵
砂子不断在mini
hydrocyclone 冷却管线中沉 积，直至堵死， 使机械密封失 去冷却，温度 升高直至损坏
三、出砂的预防措施
出砂对分离器的危害
1、砂子在分离 器（油罐） 中不断沉积， 减少了分离 器的油水处 理能力
测试分离器 中的砂子
生产分离器中 的砂子
出砂的危害-堵塞分离器的液位计
砂子不断沉积
在分离器液位 计的连通管中， 使液位计工作 不正常，液位 显示失真。
砂子容易沉积 在这里
2、出砂对油水管线的危害
2009年4月关停时生产分离器中的砂
美丽的 沙滩
2009年4月关停时生产分离器中的砂
2009年4月关停时生产分离器中出的砂
从生产分 离器中共 清理出12 吨砂子
2009年4月关停时生产分离器水出口管线中的砂
2009年4月关停时低压火炬罐v120中的砂
2009年4月关停时测试分离器V100中的砂
油砂
2009年4月关停时生产缓冲罐V200
从缓冲罐 V200中共清 理出5吨 （50袋） 沙子
油井出砂的危害和预防
一、惠州26出砂情况回顾
二、油井出砂对生产系统和设备的危害
1、砂子对生产容器的危害
2、砂子对生产管线的危害
3、砂子对生产设备—管线泵的危害 4、砂子对油井的危害
2008年5月21日从管线泵A 排出的砂
2008年5月20日从管线泵B 排出的砂
管线泵进口过滤器 中的砂
管线泵进口过滤器 中的砂
2009年2月18日从管线泵A casing 排出的砂
管线泵A 机械密封冷却管被砂子堵死
砂 子
砂 子
2009年2月18日从管线泵B casing 排出的细粉砂
砂，绕丝筛管防砂等。
各种典型的防砂完井类型
单独下筛管 裸眼砾石充填 管内砾石充填 管内压裂充填 /高速水充填 选择性射孔 /定向射孔
膨胀筛管
-干净的 -分选差 -便于分层 分选好的 -产能高 -分选好至差 -产能高 -无敏感粘土 -中等投资
-便于分层 -分选好至差 -投资大
-压实地层/ -分选好 含弱胶结地层 -产能高 -避气或避水
3、出砂的危害-损害管线泵
砂子流经管 线泵，磨损 叶轮和机械 密封；
3、出砂的危害-损害管线泵
砂子不断在CASING和
阀门等部位沉积，降低 了管线泵的排量 (上图2009年02月18日 从管线泵A中排出的； 下图2009年02月18日 从管线泵B中排出的）
出砂的危害-损害管线泵
砂子不断在备用泵的进
砂子在油水管 线中不断沉积， 减少了管线的 有效容积和油 水处理能力， 甚至堵死管线， 使生产中断。
生产分离器 水出口管线
W#12生产头 阀门
2、出砂对生产管线的危害
砂子随油水在管线中流动，加速了管线的磨
损，特别在管线弯头、阀门等油水流动方向 改变的地方，砂子加剧了油流对管线的冲刷 力，使管线漏油而不得不更换。如W16、 W#18,W20的管线。
W12 含水和原油产量变化情况
含水100%
原油日产量1100桶
含水91%
原油日产量0桶
油井出砂的危害和预防
一、惠州26出砂情况回顾 二、油井出砂对生产系统和设备的危害
三、出砂的预防措施
1.管线泵定期排砂
从管线泵B排 出的砂子
管线泵排砂口
预防措施
2.分离器
（V110,v20 0)液位计每 周反冲洗