砂岩油藏排砂采油工艺研究
第一章疏松砂岩油藏出砂机理及出砂预测方法讲解
第一章疏松砂岩油藏出砂机理及出砂预测方法判断油层是否出砂，对于选择合理的完井方式、对经济有效地开采油田是非常重要的。
要判断生产过程中是否出砂，必须对影响出砂的因素、出砂机理、出砂预测方法的准确性有比较清楚的认识。
通过室内实验和理论研究，搞清油层出砂机理和规律，制订合理的生产制度和防范措施也就显得非常有意义。
1.1油气层出砂原因影响地层出砂的因素大体划分为三大类，即地质因素、开采因素和完井因素。
第一类因素由地层和油藏性质决定（包括构造应力、沉积相、岩石颗粒大小、形状、岩矿组成，胶结物及胶结程度，流体类型及性质等），这是先天形成的，当然在开发过程中，由于生产条件的改变会对岩石和流体产生不同程度的影响，从而改善或恶化出砂程度；第二、三类因素主要是指生产条件改变对出砂的直接影响，很多是可以由人控制的，包括油层压力及生产压差，液流速度，多相流动及相对渗透率，毛细管作用，弹孔及地层损害，含水变化，生产作业及射孔工艺条件等。
通过寻找这些因素与出砂之间的内在关系，可以有目的地创造良好的生产条件来避免或减缓出砂。
地层砂可以分为两种，即：骨架砂和填隙物。
骨架砂一般为大颗粒的砂粒，主要成分为石英和长石等，填隙物是环绕在骨架砂周围的微细颗粒，主要成分为粘土矿物和微粒。
在未打开油层之前，地层内部应力系统是平衡的；打开油层后，在近井地带，地层应力平衡状态补破坏，当岩石颗粒承受的应力超过岩石自身的抗剪或抗压强度，地层或者塑性变形或者发生坍塌。
在地层流体产出时，地层砂就会被携带进入井底，造成出砂。
图1-1 炮眼周围地层受损情况图1-1是射孔造成弱固结的砂岩破坏的示意图。
射孔使炮孔周围往外岩石依次可以为分颗粒压碎、岩石重塑、塑性受损及变化较小的较小受损区。
远离炮孔的A区是大范围的弹性区，其受损小，B1~B2区是一个弹塑性区，包括塑性硬化和软化，地层具有不同程度的受损，C区是一个完全损坏区，岩石经受了重新塑化，近于产生完全塑性状态的应变。
孤岛油田砂岩稠油热采井出砂机理及配套工艺
要课题 。 １稠 油油藏 状况 １ ｊ 地质特 征 ． 孤 岛地 区所辖 勘探 区域主 要包括 “ 凸 、两洼 、三 斜坡 含油面 积 １６ 三 ， ３． ９ ｉ２地 质 储量 ４ ０ ｌ× １４， 含油层 系来看 ， 岛地 区 已发现 ９ 含油 层 ｋ ， ｎ ９５ ０ｔ从 孤 套 系 ， 上古生 界 、沙四段 外 ， 除 其它 ７ 套含 油层 系均上 报探 明石油 地质储 量 。从 探 明储量 的油藏 类型 来看 ， 构造 油藏 占９ ％， ３ 岩性 油气 藏 占７ 油层 为河 流相 ％。 沉积， Ｌ 高 、高 渗 、强亲水 、非 均质性强 、胶 结疏松 、出砂严 重 ， 和压 力高 ， 饱 原 油粘 度高 变化 大 ， 部为常 规稠 油 ，边 部 为环状 分布 的特 稠 油。孤 岛油 田 顶 １７ 年 投入 开发 以来 ， 田开发大 致经历 了 四个阶段 。 １７ ～１７ 年 的 产量 ９１ 油 ９ ｌ ９７ 增 长阶段 ｌ９８ ９ ３ 的稳步上产 阶段 Ｉ９４ ９５ ７ 一ｔ８年 １ ８ ～１９ 年的高产 稳产 阶段 ｌ９６ １ ９ １ 年 至今的持 续稳定 发展阶段 ， 采油 厂的发展与 中石化 及胜利油 田勘探开 发技术 进 步与 自主 创新 密切相 关 。 １ ２ 稠 油开 发存在 问题 ． 目前 占采 油厂 产量 １ ３的稠 油 热采单 元 ， ／ 靠加 大 工作量投 入产 量基 本稳 定 ， 难度 越来 越大 。 十五 ”以来 ， 但 “ 平均 每年投 产新 井 ６ 口， 均当年 产油 ９ ８ 平 ． ９ ０ｔ近 年措施 工作 量 已达 ２ ０口、年 增油 达到 １ ｔ 以上 依靠技 ６Ｘ １ ， ５ ６× Ｏｔ 术 攻关 ， 已建成 Ｎｇ 、Ｎ ６ ｇ － 和 Ｎ ５ ６四个 稠油环 。 目前挖潜 已转 向 Ｓ 套 、Ｎ ３ ４ ｇ－ 油藏条 件较 差的零 散块 ， 足现有 技术 ， 立 上产 难度 越来越 大 。从 不同热 采稠油 环 产 能构成 来看 ， 目前主体 为 Ｎｇ ５和 Ｎｇ － 稠 油环 ， 量 占 ６ ％。 由于不 同 ３４ 产 ７ 稠油热 采带 油藏特 征和开 发 阶段不 同， 其开 发趋 势有较 大差异 。 要保 持 热采产 量 稳定 ， 目前经济 技术 条件下 ， 在 除每 年 ６ ０口新 井投入 以外 ， 需要 依靠 比较 还 成熟稠 油 热采工 艺 技术 ， 现稠油 产量 的稳 定。 实 ２ 稠 油热采 并 出砂 机理 热 采对 出砂 可能造成 的影响注蒸 汽热采造成地 层岩石 胶结疏松 ， 并产生 裂 隙从 而导致 出砂 的可 能 ， ①储层胶 结疏松 ， 胶结 物 以粘土为 主 注蒸 汽后 ， 愿油 粘度急 剧下 降， 泥质 胶结物 容易被破坏 ， 砂岩 结构变为 松散状态 ； 汽结束 回 ②注 采时 ， 生产压 差较大 ， 一般 排液 速度极大增 加 ， 引起 出砂 ； 将 ③蒸汽吞 吐开采 ， 注 汽强 度大 ， 吞后吐 ， 先 液流双 向反复 ， 导致 岩石 颗粒更 加松 动 ； ④高温蒸 汽对 油 层岩 石 的溶蚀 及粘 土的膨 胀解 体作 用。注 蒸汽锅 炉 出口水相 的 ｐ Ｈ值 普遍 很 高 ， 高温 下 ， 石英 溶解作 用很强 ， 在 对 造成 岩石 结构破 坏 。 ⑤蒸 汽窜流导 致 油井 出砂严 重 。 些油 藏或 区块 。 蒸汽吞 吐开 采期间 ， 有 在 由于注 汽压力 及注 汽强度 过高 ， 油层 非均质性严 重等 ， 以及 发生汽窜 现象 ， 导致这些 井在进行 蒸汽吞 吐回 来时， 出砂 严重 。⑥注蒸 汽热力 采油 的注采 强度大 这种 突出的 特点 ， 仅导致 不 油 井易 出砂 ， 且防砂难 度极 大 。 而 虽然某些 热采 油井 采取 了绕丝筛管 砾石 充填 防砂方法 ， 经过多周 期蒸汽吞 吐作业后 ， 但 防砂砾石 层及 筛管被局部 冲毁 ， 化学 固结层 被破 坏 ， 引起油 井重新 出砂 严重 。 ３ 稠油 热采 配套 工艺 ３ １ 热采井 机械 防砂 ．
疏松砂岩气藏水平井出砂机理研究
1.6 实现途径
①调研气井出砂的机理类型，以某气田气井出砂的现场实例，具体分析气井出砂特 点和出砂机理。 ②结合地质和生产特征，总结影响气井出砂的原因。 ③调研国内外气井出砂压差预测模型，并根据某实例气田建立气井出砂预测模型， 根据该模型计算该气田气井的临界出砂压差。
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2 涩北气田的地质特征
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1 绪论
1 绪 论
1.1 研究的目的及意义
疏松砂岩油气藏一般具有埋藏较浅、成岩作用差、胶结疏松等特点，这类油气藏在 全世界都有分布，因此在开采过程中经常会发生出砂的现象。在油气藏开采过程中出砂 是影响油气井产能的一个重要因素,这是一种在油气生产过程中砂粒随流体的运动从地 层中被流体携带出来的现象,这种现象制约着油气田的高效开发， 同时在油气开采的过程 中也需要重点解决该问题。地层出砂受到很多因素的影响，并且在油气井出砂严重的时 候将会产生以下危害：油、气井的减产甚至停产；井下设备、管线磨蚀和堵塞；地层的 原始结构遭到破坏，地层平衡被打破，引起近井地带地层渗透率下降等。在疏松砂岩油 气藏开采过程中经常会使用到水平井， 因此研究水平井的出砂机理对研究气藏防砂的方 法很重要。而目前关于疏松砂岩气藏水平井方面的研究较少，所以该课题的研究很有必 要。 对疏松砂岩油气藏水平井出砂机理的研究可以更加准确的预测出砂，并可以根据所 研究的机理制订相应的油气田合理开采原则、提高油气井产量、防止地层出砂的对策, 以达到油气田开发的最终的目的，即实现油气田的高效开发。
1
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1 绪论
胶结强度越高的地层越容易出砂，这类地层出砂的情况可能是间断的出砂；④具有高水 平构造应力和胶结性好的地层出砂，地层的强度会随着孔隙度的减小而变高，同时由于 地层的运动会使沿着该地层方向上的应力增加，而较高的应力差，这个应力差会破碎井 眼造成油气井出砂；⑤井眼表面周围高压力梯度的出砂，井眼表面附近的高压力梯度， 在射孔过程中射孔弹会使孔眼附近地层的胶结性变差，同时流体会产生拖拽力以及摩擦 力，这些力的作用会使气井出砂，如果地层出水则会导致出砂加剧 [ 2 ] 。 Hall, C.D.Jr. 和 Harrisberger 等人首先应用岩心三轴试验来研究在不同的载荷和油、 水两相作用下砂拱的稳定性问题。通过岩心三轴试验总结出砂拱所表现出的一些性质， 当润湿相浓度小于某个临界值时，砂拱稳定；当润湿相浓度等于这个临界值时，砂拱会 被破坏，砂拱的存在需要有润湿相，并且其稳定能力也与砂拱的尺寸有关，并指出稳定 的砂拱必须具有一定的外界应力和自身凝聚力 3 。 L.C.B. Bianco 和 P.M. Halleck 等人总结了 Hall,C.D.Jr. 和 Harrisberger 等人根据岩心 三轴试验得到的成果，并以此为根据对砂拱行为和稳定性做了试验，通过试验验证了润 湿相浓度变化对砂拱行为和稳定性有一定的影响。 2002 年，Vaziri H.H 等人将地层的出砂类型分为两种，第一种是初期压力引起的， 另外一种是后期压力衰竭引起的。第一种出砂一般发生在油气藏开发的初期，地层出砂 的原因是在油气藏的初期油井周围压力梯度相对来说会比较高，岩石受到的有效应力也 会较大，因此在塑性应变的作用下砂粒被剥离下来，同时流体也会产生拖拽力以及摩擦 力，在这两个力的共同作用下剥离出来的砂粒流入井内导致出砂；第二种类型的出砂发 生在油气藏开采的中后期，导致出砂的主要原因时在开采的中后期地层应变软化，以及 开采过程中地层出水，它们破坏了砂粒间的毛管力，在这些因素的作用下砂粒随流体运 移至井底，引起地层出砂。
探讨孤东油田稠油井出砂机理与防砂工艺
后形成 具有 一定强 度和 渗透 性的 人工井 壁 ， 防止油 层 出砂 。 （ ２ ） 水带 干灰 砂。 是 以水泥 为胶 结剂 ， 以石英 砂为 支撑剂 ， 按 比例在地 面 拌和均 匀 ， 用水 携至井 下 ， 挤 入套管 外 ， 堆积 于 出砂部 位 ， 凝 固后形 成具有一 定强度 和渗透性 的人工 井壁 ，
理论广 角
Ｃ ｈｉ ｎａ ｓ ｃ ｉ ｅ ｎ ｃ ｅ ａ ｎ ｄ Ｔｅ ｃ ｈ ｎ ｏ ｌ ｏ ｇ ｙ Ｒ ｅ ｖｉ ｅ ｗ
■Ｉ
探 讨 孤 东 油 田稠 油 井 出 砂 机 理 与 防 砂 工 艺
纪树 军
（ 中石化胜利油由孤东采油厂作业一大队）
【 摘 要］ 孤东油 田是典型的疏松砂岩油藏 ， 油层埋藏浅， 压实程度差， 胶结疏松 ， 易出泥砂。 本文针对孤东油 田稠油油藏特点， 分析井下作业防砂技术工艺措 施， 合理控 制 稠油 油井 出砂 ， 降 低稠油 井 出砂 的危害 ， 增 强稠油 井注 汽采 油效 果和 生产 周期 。 ［ 关键 词］ 稠油 ； 防砂 ； 工 艺
化学 防砂 可用 于油井 的先 期防砂 ， 也可用 于后 期防 砂 ， 它 对地 层砂 物性 范
围范 围适 应大 ， 对 于深 层 比较合 适 ， 但它 在高温井 、 长 井段 、 老井防砂 ， 不如机 械 防砂效果 好 。 （ １ ） 水泥砂 浆人工井 壁 。 以水泥 为胶结剂 ， 以石 英砂为支 撑剂 ， 按 比 例混合均 匀 ， 拌 以适量 的水 ， 用油 携至井 下 ， 挤入套 管外 ， 堆积于 出砂部位 ， 凝固
孤 东油 田位于济 阳坳陷沽化 凹陷东北 部 ， 孤东构 造是—个 被断层复 杂化 了
油井出砂和出砂油井的采油方法
油井出砂和出砂油井的采油方法油井在生产过程中，有些油井在产油的同时，往往会有地层的砂子随油产出，石油工作者称此为油井出砂。
凡是出砂的油井其产油层都是砂岩。
砂岩是由砂粒经粘土、碳酸钙及其他物质在高温高压下粘结而成的岩石。
易出砂的砂岩一般都成岩差，胶结强度低，地下产出油的拖曳力就足以破坏砂粒之间的粘结，使砂子随油流出。
还有，易出砂的地层，粘结砂粒的主要成分之一是粘土，一但油井见水，粘土易膨胀，岩石受到破坏，油井出砂将更为严重。
油井生产过程中，地层产出的砂如果不能全部被带至地面，部分砂会沉入井底，日积月累，将会砂埋油层，致使油井停产。
因此对这类井必须采用特殊的采油方法。
目前成熟的方法有两种，一种是防砂采油，即用人工方法将砂阻隔在油井以外，不让油井出砂，其专业用语叫防砂；另一种方法是排砂采油，即不控制地让地层在生产过程中自然出砂，并使地层产出的砂随油流采至地面进行处理。
目前使用范围最广的是防砂采油。
防砂的方法很多，归纳起来为两大类：一类是化学防砂，指用化学方法，向地层挤注可使地层砂粘结在一起的各种液体化学物质，在井筒周围形成一道坚固的人工井壁，将可移动的砂阻隔在油井以外。
新形成的人工井壁有比地层大得多的强度，可抗住油流的冲刷，从而达到防止地层出砂的目的；另一类方法为机械防砂，这一方法是在油层部位设置一个可挡住地层砂通过的网状工具，通常使用绕丝筛管，并在工具以外填充砾石，见砾石充填防砂示意图。
这些工具耐冲刷强度远大于地层，又有着允许油通过的极好能力，可达到防砂采油的目的。
最近几年又发展了一种压裂防砂工艺，这种方法将压裂和防砂相结合，不但可防止油井出砂还可提高油井产量。
排砂采油：排砂采油的关键是采用耐砂磨的抽油泵，让油井以最大能力产油，将地层产出砂带至地面。
有资料报道，一口井在生产期出砂可达千方以上，大量砂的采出，使近井地带油流通道增大，原油产量可数倍于防砂采油（见防砂采油和排砂采油日产对比表）。
排砂采油初期，油井出砂有个上升期，然后就逐渐降低，然后维持在一个轻微出砂情况下生产。
油田开发防砂工艺研究
油田开发防砂工艺研究摘要：砂岩油藏开采过程中存在的主要问题是油井易出砂，油井持续出砂最终会导致油井停产甚至报废，影响油井的正常生产，因此出砂的油井必须采取防砂措施。
因油层出砂严重，油井必须进行先期防砂才能投产，自开发以来先后采用过绕丝管管内砾石充填防砂、涂料砂防砂和复合防砂工艺，取得了一定效果。
但随着油田开发的深入，地层出砂情况越来越复杂。
关键词：出砂严重先期防砂中图分类号：tg231.7一、油藏基本概况林樊家油田构造位于济阳坳陷东营凹陷与惠民凹陷之间的林樊家凸起东斜偏南，东部以尚店油田沙一段地层超覆线为界，北部和西部过渡在林樊家构造上，是一个上第三系馆陶组的大型披覆构造。
本区自1957年开始进行地球物理勘探，1986年投入开发，共分5个开发单元：林东主体、林中9块、林中3块、林17块和林南1块。
主力油层为ng组，油层埋深1050m，含油面积32.0km2，探明石油地质储量3302×104t，动用地质储量2581×104t。
1油藏地质特征（1）、构造特征林樊家油田构造简单，馆陶组底面为微弱北东倾的单斜构造，构造幅度小，块内无明显断层。
主力油层在林樊家油区大面积分布，主要受不整合面和岩性控制，为岩性地层油藏。
（2）、储层特征馆陶组油层具有厚度薄、埋藏浅、含油井段集中的特点，纵向上可分为4个砂层组，其中1-2砂层组无油层，仅少数井见气层，3砂层组主要在林东分布，分3个小层，仅2-3小层含油；4砂层组为主要含油层段，共分7个小层，其中1、4小层无油，2-3小层为零星分布的稠油，5小层个别井点有油层，6、7小层广泛分布，其中ng46主要分布在林东，ng47主要分布在林中9块。
二、防砂现状林樊家地区因油层出砂严重，油井必须进行先期防砂才能投产，自开发以来先后采用过绕丝管管内砾石充填防砂、涂料砂防砂和复合防砂工艺，取得了一定效果。
但由于储层岩性主要为细-粉细砂岩，颗粒直径最小只有0.05mm，防砂困难，防砂后渗流阻力增大，油层供液能力下降。
砂岩油藏特征及剩余油开采技术研究
砂岩油藏特征及剩余油开采技术研究砂岩油藏是指埋藏在砂砾岩层中的油藏，砂砾岩是一种具有较大孔隙和渗透性的岩石，可以容纳大量的石油。
在砂岩油藏开采过程中，通常能够通过自然压力向井口输送石油，但是开采时间较长之后，自然压力会逐渐降低，石油开采效率也会下降。
因此，需要采用一些剩余油开采技术来提高采收率。
砂岩油藏的特征主要包括储层特性和流体特性两个方面。
首先是储层特性，砂岩油藏通常具有较高的孔隙度和渗透率，这使得储层能够容纳较多的石油。
此外，砂岩储层中的孔隙结构通常比较复杂，存在着不同尺度的孔隙，从亚微米到毫米级别，这使得石油在储层中的分布非常复杂。
此外，由于砂岩储层中的孔隙与颗粒之间存在着一定的连接性，石油在储层中的流动性较好。
其次是流体特性，砂岩油藏中的石油一般为原油，通常具有一定的粘度，并且含有一定的气体和溶解的油酸气。
这些流体特性会对开采过程中的产出率和流动性产生一定的影响。
在剩余油开采技术方面，常见的技术包括常规压裂、水驱、聚合物驱、气驱等。
常规压裂技术主要通过注入高压液体向储层进行压裂，使得砂岩储层中的裂缝扩张，增加石油的渗流面积，提高石油的采出率。
水驱技术是通过注入大量的注水以增加储层内部的水压，使得石油被迫向井口移动，从而提高采收率。
此外，通过合理的水驱方式和水驱剂的选择，还可以调节储层中的流体饱和度和流体流动性，提高石油的采出率。
聚合物驱技术是通过注入聚合物溶液来改变储层中的流体流动方式，从而提高石油的采出率。
聚合物溶液具有较高的黏度，在注入储层后能够形成较大的屏障，减缓水和石油的混合，增加石油的采集效果。
气驱技术是通过注入气体，如二氧化碳或天然气，将石油推向井口。
气体具有较低的粘度，能够提供较大的驱动力，推动石油的流动。
此外，气驱技术还具有溶解石油并降低黏度的作用，从而提高石油的流动性和采出率。
总之，砂岩油藏的特征独特，储层结构复杂，流体特性复杂，需要采用一定的剩余油开采技术来提高采收率。
疏松砂岩衰竭油藏完井工艺技术优化研究
５ ．６ ６４ ｌ ９７ １ ．
５ ．４ ５９
７ ．７ ３１ １ １６ ７ ．
８ ．３ １Ｏ
２ ．６ ９５ ４ ．４ ３３
４ ．５ ４８
Ｆ２ ８
Ｆ３ ３
式中 ＿ ， ——采油指数 ，ｍ３ （ ＭＰ ） ／ ｄ・ ａ ；
平 均
５． ５２ ２
７． ３８ ７
根据前期 开发经验 以及理论研 究结果 ，砾石充填 是绥 中 ３ 一 油 田较好 的防砂完井方式 。砾石充填方式 ６Ｉ
特点 。疏松砂岩 由于其成 岩作用较 差 ，岩 石胶结程 度 低 ，钻井 、射孔 、注水等过程会对岩石结构造成破坏 ，
导致生产层 出砂 ，影 响生 产井正 常生产 …。
摘 要 ：地层疏松和储层 压力衰竭 ，是 目前渤海油田在调 整开发过程 中遇到的 突出问题 。针 对这 类油藏完井作业过程
中，防砂与储层保护的技 术难 点，根据适度防砂的理念 ，采 用 了 “ 量体裁衣”式的防砂设计 ， 创新发展 了简易Ｐ ＲＤ射孔 液
技术及其配套完井工艺，达到 了 “ 适度防砂 ＋储层保护”的双效 目的。在绥 中３ — 油田的现场应 用表 明，此项技 术有效地 ６１ 解决 了砾石充填与防止 漏失之 间的矛盾 ，大幅度提 高 了单 井产能 ，为 同类油田的完井工艺技术提供 了重要 的依据 。 关键词 ：疏松砂岩 衰竭油藏 储 层保 护 完井工艺 绥 中 ３—１ ６
渤海油 田绥 中 ３ — 区块为典型 的疏松砂岩稠油油 ６１
包括 常规砾 石充 填 、高速水 流砾 石充填 、压裂 充填 ３
种 。由于绥 中 ３ — 油 田地层渗 透率 高 、裂缝 短 、导流 ６１ 能力 差 ，因此 ，不宜 利用压 裂 充填方 式 。
高含水期疏松砂岩油藏治砂研究
１ 出砂 机 理
范 兴 沃等 在前 人 的基 础上进 行 分析 、总结 ，将 出砂 机 理 分成 为 ５类 ：① 根 据 地 层 特 点 分 析 力 的作 用分 析 出砂 ；③根 据 砂拱 稳定 机理 分 析 出砂 ；④ 根据 砂粒 从 骨架 脱 附情况
ｄ ｉ ０ ３ ６ ／．ｓｎ １ ７ —４ ９（ ｏ ：１． ９ ９ｊ ｉ ． ６ ３１ ０ Ｎ）． ０ ２ ０ ． ２ ｓ ２１ ．３ ０２
高含 水 期 疏 松 砂 岩 油 藏 治 砂研 究
李 源 平 。潘 益 民 （ 石油大庆油田 中 分公司第八采油厂， 黑龙江 大 １３ ４ 庆 ５ ） ６１
胶结 物 分析 。如 果 岩心 出现 一触 即碎 ，或用 指 甲就 能在 岩 心上 刻痕 ，或岩 心遇 水浸 泡后 很 快松 散 ，或 取
出 的岩 心停 放一 段 时 间后 自行破 裂 等现 象 ，就 能直 接判 断油井 出砂 可能性很 大 。岩 心疏松 与胶结物种 类 、
［ 稿 日 期 ］ ２ １ —１ —２ 收 ０１ ０ ７ ［ 者 简 介 ］ 李 源 平 （ ９ ５一 ，女 ，２ ０ 年 大 学 毕 业 ，助 理 工 程 师 ，现 主 要 从 事 油 气 田开 发 方面 的 研 究 工 作 。 作 １８ ） ０７
指 出预 测 方 法 和 防砂 技 术 的 不 足 之 处 。
［ 键 词 ］ 高 含 水 期 ；治 砂 ； 出砂 机 理 ； 出砂 预 测 ； 防砂 技 术 关
［ 图分类号 ］ＴＥ ５ 中 ３８
［ 文献标 识码］Ａ
［ 文章编号］ １ ７ —１ ０ ２ １ ）０ ６ ３ ４ ９（０ ２ ３一Ｎ ６ ０ ０ ５— ３
桩西疏松砂岩油藏防砂工艺现状及下步攻关方向
１桩 西 防砂工 艺现状
桩西疏松砂岩油藏主要包括老 １８ ６ 、老 １３ ６ 、桩１６ ０ 、桩 １９ ３ 等区块 ， 主要处于滩海 区，含油面积３ ． ｉ ，地质储量３ １ × ０ 吨 ，可采储量 ２ ｋ２ ７ｎ ５５ １４ ６ ７×１４ ，占全厂２ ．％，日油水平８７ ，占全厂３．％；开发层 系 ９ ０吨 ６ ４ ５吨 ６２ 以馆陶组为主，油层埋深在１５ － ６０ ３０ １５ｍ；储层岩性主要为细砂岩、粉细 砂岩 ，地层胶结疏松易出砂 ；纵向上发育多套油层，区块和油层之间差 异较大 ， 油藏类 型多 ，油井 出砂机理、出砂程度 、油层物性 、生产制度 等各不相同，单一的防砂工艺难 以满足多类型出砂油井的防砂需要。 根据油井储层物性 、砂体分布、注采对应关系、冲砂情况及油井井 况等实际有针对性地实施分类防砂 ， 逐步形成了适合桩西油藏开发的防 砂工艺技术系列 ，即以充填防砂 、化学 防砂 、滤砂管防砂为主 ，裸眼防 砂、压裂防砂和携砂采油为辅。 １１充填防砂工艺现状 ． 充填防砂因其具备防砂强度高 、 能保护地层骨架不被破坏， 能提高近 井地带渗透率、降低生产压差 、 缓解地层出砂 ，防砂有效期长等优势 ，目 前已成为桩西疏松砂岩油藏的主导防砂工艺 。２０ ＿ ０９ ０ ４ ２０ 年共实施充填 防 砂ｌ 井次， ｌ ５ 有效率ｌ ％，主要分布在桩１６ ０ ｏ ０块、Ｌ ６块 、 １ 块 、桩１ １３ 桩 ３ ９ 等 区块。截 止到２０年ｌ月底 ，充填有效期平均为５０ （ ｏ９ １ ８天 见表１ ）。 表１２ｏ －０ ９ ０ ４ ２０ 年充填防砂井防砂有效期统计 防砂有效期 １ 年以内 ２ 年以内 ３ 年以内 ３ 年以上 合计 井数 平均有效天数 ４ ６ ２３ １ ３ ５ ５８ ３ ２ ０ ８１ ９ １ ４ １４ ４９ １９ ０ ５０ ８
油藏开发地质类型问题研究
油藏开发地质类型问题研究油藏开发是对地下油气资源进行勘探、开采和开发的过程。
在这个过程中，地质类型是一个非常重要的问题。
因为油藏的地质类型，会直接影响到开发的难度、工艺、成本以及开采效益。
本文就探讨一下油藏开发地质类型问题。
一、油藏地质类型油藏有多种不同的地质类型，主要包括沙岩、碳酸盐岩、页岩和砂岩等。
每种地质类型都有其特殊的性质和特点。
1、沙岩油藏沙岩油藏主要是由石英砂岩、页岩和泥岩组成的。
在沙岩油藏中，油气主要储存在孔隙和裂缝中。
沙岩油藏多分布在陆相盆地和海岸沉积环境中。
2、碳酸盐岩油藏二、油藏开发难度不同的油藏地质类型，开发难度也会不同。
其中，碳酸盐岩油藏和页岩油藏的开发难度比较大。
碳酸盐岩油藏的开发难度比较大，主要是因为碳酸盐岩的特殊性质。
碳酸盐岩的孔隙和溶洞分布不均，而且孔隙和溶洞连接性比较差，导致油气的流动性较差。
此外，碳酸盐岩油藏在地质构造和层序上复杂，开发难度也相对较大。
页岩油藏的开发难度更大一些，主要是因为页岩具有无法见孔和裂缝网络的特点，导致其渗透能力非常差，而且开采难度和成本较高。
不同的油藏地质类型，需要采用不同的开发工艺。
沙岩油藏主要采用常规油田开发技术，包括地面注水、人工压裂、水平井等技术。
碳酸盐岩油藏的开发工艺包括注水、酸压裂、气体气液替代等技术。
四、油藏开采成本和效益沙岩油藏的开发成本相对较低，因为沙岩油气储层渗透性较好，开采难度较低。
碳酸盐岩油藏的开发成本相对较高，主要是因为碳酸盐岩的孔隙和溶洞分布不均，导致采收率相对较低。
页岩油藏的开采成本较高，主要是因为开采难度大，需要采用复杂的技术手段，而且未来价格和供需关系也难以预测。
综上所述，油藏开发地质类型问题对于油田的开采效益、开发成本以及开采难度都有着重要的影响，因此必须对油藏的地质类型进行全面深入的研究和评估，以保证油气资源的开发能够取得最优的效果。
疏松砂岩油藏防砂技术新进展
疏松砂岩油藏防砂技术新进展作者：陈刚来源：《教育科学博览》2014年第02期摘要：本文介绍了疏松砂岩油藏防砂新技术及应用效果，在分析所面临难题的基础上提出了下步打算。
指出要立足解决油田开发难题，引领防砂技术发展方向，充分发挥疏松砂岩油藏开发的支撑作用，提高防砂技术在采油工程油田贡献率的目的。
关键词：防砂新技术新进展应用1 疏松砂岩油藏防砂技术现状1.1 形成了具有弥补地层亏空、增大防砂层挡砂强度等功能的高压挤压充填防砂工艺技术该技术在井筒一定半径范围内形成密实的高渗透带，弥补地层亏空，提高近井地带渗透率，增加导流能力，降低生产压差，缓解地层出砂；并且形成了砾石阻挡地层砂，筛管阻挡砾石的二级挡砂屏障，达到良好的防砂目的；另外，施工时携砂液排量高，流速大，可有效解除近井堵塞，达到增加油井产量的目的；地层挤入大量的砾石在弥补地层亏空的同时，缓解因地层亏空导致上部盖层出现压实效应，减小套管受到的轴向压力，预防套管变形。
目前以成为了疏松砂岩油藏防砂领域的主导防砂技术，得到了大面积的推广和应用，每年仅胜利油田即可实施二千余井次。
1.2 形成了以水平井裸眼筛管顶部注水泥防砂完井技术为主导的复杂结构井防砂工艺技术系列裸眼筛管防砂完井技术以其减小油层与井筒之间流动阻力、增大油井泄油面积、提高单井产能、降低作业的技术优势成为水平井提高储量动用率、油田采收率和单井产能的有效手段，以每年200余口水平井的数量在增加。
2 疏松砂岩油藏防砂技术新进展2.1 小井眼侧钻井机械防砂技术系列截止到2011年4月，全油田实施各类小井眼侧钻井1490余口，累计产油1200×104t，取得了可观的经济效益和社会效益。
小井眼侧钻井机械防砂技术研究是针对侧钻井小套管固井射孔完井化学防砂有效期短、机械防砂留井通径小、风险高等问题，从小井眼侧钻井防砂完井方式优选入手，通过攻关研究形成了7in和51/2in套管内侧钻井滤砂管防砂和砾石充填防砂配套工艺及侧钻裸眼水平井盲板式和内管法两种侧钻井防砂完井工艺，较好的解决了常规侧钻井化学防砂有效期短、机械防砂留井通径小及后期处理难等问题。
砂岩储层物性研究对油田开发的指导意义
砂岩储层物性研究对油田开发的指导意义引言砂岩储层是目前石油勘探开发中最主要的储层类型之一，对于石油勘探和开发具有重要意义。
合理、全面地研究砂岩储层的物性特征，能够为油田开发提供科学的指导。
一、砂岩储层物性的研究方法1. 岩石力学测试方法岩石力学测试通过测量砂岩储层的力学特性，如抗压强度、弹性模量等，揭示了储层的变形和破坏特性。
这对于选择合适的井场开采参数、评估砂岩储层的稳定性具有重要意义。
2. 岩石物性测试方法岩石物性测试主要包括密度、孔隙度、渗透率等的测定。
这些物性参数对于储量评估、渗透性分析等有着重要的作用。
近年来，随着成像技术的发展，电子探针显微镜和扫描电镜等工具也被广泛应用于岩石物性研究中。
二、砂岩储层物性研究的意义1. 增加油田开发成功率砂岩储层物性研究能够帮助确定油层储量、开采效果等重要参数，从而提高油田开发成功率。
通过合理选择井位、解释地震资料以及分析储层物性特征，可以准确预测储层分布，提高勘探开发的效率和效益。
2. 提高油藏描述精度砂岩储层物性研究对于油藏描述的精度很高。
通过对储层的岩石力学、物性等特征的分析，可以更加准确地刻画储层的属性。
这对于评估储层的流体性质、预测储层的物性分布等都具有重要意义。
3. 指导工程设计砂岩储层物性研究还能够为油田开发的工程设计提供指导。
通过研究储层物性特征，可以确定合适的采油方法、优化生产参数等，从而提高开发的效率和经济效益。
4. 引导油田管理和调整砂岩储层物性研究对于油田的管理和调整具有指导作用。
通过定期监测储层的物性参数变化，可以判断油田开采状态以及油水井的动态情况。
这为合理调整生产方案、优化开采工艺提供了科学依据。
结论砂岩储层物性研究在油田勘探开发中具有重要的指导意义。
通过研究储层的力学特性、岩石物性等参数，可以提高油田开发成功率，提高油藏描述精度，指导工程设计，引导油田管理和调整。
因此，在油田勘探开发过程中，充分重视砂岩储层物性研究是十分必要的。
疏松砂岩油藏先期防砂工艺技术浅析
均 单井油层厚度 平均只有６ ７ ，但初 期平 均 ．米 单 井产 能 达 到了 ７ ５ ，在 油 气层 开 发 的同 ．吨 时，实施 先期 防砂 工艺技 术措 施 ，取 得 了 良 好效果 。 ５ 结 论 与 建 议 、 先 期 防砂 工艺技 术适 宜于 红柳 油 田馆 陶 组 疏松砂 岩油 藏 。它不但 防砂 效果好 ，而 且 有 效地 改 良油 层 ，能够减 少井底 液流 阻力 ， 提 高 油 层 的导 流 能 力 ，增 大 油流 的 泄 流 面 积 ， 确 保 油 气 井 的 产 能 。 同 时 ， 在 此 防 砂 经 验 的 基 础上 ，建议 推广试 验压 裂防砂 工 艺，对 油 层 的解堵 、产 能的大 幅度 提高 、采油 速度 的 加快、 降低开采成本会有更大 帮助 。
参 考文献
１ 张琪 ， 采 油 ＿ 程 原 理 与 设 计 。 石 油 大 ． Ｔ － 学 出版 ． ０ ０ ３ ２０． 。
（ 上接２ ２ ）还影 响到动作的协调和 用劲发 ６页
力 ，关 节 肌 肉 柔 韧 性 差 ， 不 能 伸 展 或 放 松 到 位 ，动 作 发 力 时 便 会 形 成 “ 阻 ” 。 训 练 柔 力
韧 性主 要方法 有爆 发式 （ 骤然 拉 长）和慢 张 力 法 （ 力 性 拉 长 ）两 种 ，慢 张 力 法 比爆 发 静 式 较 好 些 ， 因 为 相 对 不 易 受 伤 ， 静 张 力 时 有 意识地放松对抗肌 ，使之慢慢伸长 。 ３ ５ 灵 敏 素 质 灵 敏 素质 是 一 种 综 合 素 ． 质 ，它与 人对 空间 定位和 对时 间感觉 的能 力 有 关 ，也 与 速 度 和 力 量 有 关 。 各 种 复 杂 多 变 动作 、转 换动 作、变 换方 向动作 都能 训练灵 敏 素质 ，一些武 术动 作本 身就是 很好 的灵敏 素质 训练 ，如 武术运 动 中的闪展 腾挪 就是灵 敏 的动作 ，久练 此类 动作其 灵敏 素质 必将大 有提 高，而ｌ 一 ４ 前是发展灵敏 素质的最佳 ３ｌ岁 时期 。
石油工程中的油藏开采技术
石油工程中的油藏开采技术一、引言石油工程是指将地下的石油资源开采出来，加工成能源化工产品的过程。
油藏开采技术是石油工程中最核心的技术之一，它关系到石油开采的效率、成本以及石油资源的可持续性利用。
本文将从油藏类型、井型设计、采油方式、增产技术等方面介绍油藏开采技术，旨在深入掌握石油工程中的采油技术。
二、油藏类型油藏根据其地质构造特征可以分为岩性油藏、构造油藏和虚拟油藏。
其中岩性油藏常见于砂岩、泥岩、灰岩等岩石地层中，通常属于非均质性油藏，采用水平井等技术进行开采。
构造油藏是指石油储藏在构造变动较大的区域中，如地裂带、断裂带、褶皱带等，通常属于均质性油藏，采用正常井、斜井等技术进行开采。
虚拟油藏是指石油储藏在孔隙或裂缝中，通常分布在石灰岩、砂岩、深水碳酸盐岩等地层中，采用酸化、压裂等技术进行开采。
三、井型设计井型设计是指根据油藏类型、开采方式，设计出最适合开采的井的类型。
传统的井型设计通常有正常垂直井、定向井、斜井、水平井等。
随着石油技术的不断发展，深水钻井技术等先进技术的应用，横向井、分支井、压力维持井等井型也不断涌现。
在井型设计中，还需考虑井口设施、钻井施工技术以及现代化技术应用等因素。
四、采油方式采油方式是指在不同地质条件下，选择合适的采油方式进行开采的技术。
常见的采油方式有自然采油、人工提高采收率和注水采油等。
其中自然采油是指自然压力将石油推向地表，并通过管道输送到加工厂进行加工；人工提高采收率则是通过减小油井储量，增加油井出油速度，提高采油效率；注水采油是指通过向井中注入水或人工化学药剂，降低油井储量的同时，增加油井出油量，使油藏得到更加高效的开采。
五、增产技术增产技术是指为了提高采油效率，延长油藏寿命而采用的技术手段。
常见的增产技术有酸化处理、压裂技术、水驱技术、蒸汽吞吐采油等。
其中酸化处理是指将化学药剂注入油井中，降低地层渗透系数，提高油井采油效率；压裂技术则是在岩石中打入高压液体使沟槽扩大，使原本流动受限的油被释放出来；水驱技术是通过喷水或注入水与油混合形成乳状液，降低油井压力，提高采油效率；蒸汽吞吐采油则是将高温高压蒸汽注入油井中，使原本粘稠的油变得流动，提高采油效率。
细粉砂油藏防砂新技术研究与应用
细粉砂油藏防砂新技术研究与应用摘要：本文针对细粉砂岩油藏的大洼油田出砂严重，通过分析地质特征、开发存在问题、油藏出砂情况等，探讨出砂机理和防砂措施，并进行了出砂预测。
提出了地质和工程结合、综合防砂、系统治理的技术攻关思路，通过应用高强度井壁造型固结工艺技术，达到较好的防砂和生产效果。
对同类细粉砂岩复杂油藏具有推广应用价值，并具有较为广泛的应用前景。
关键词：细粉砂岩油藏出砂机理防砂措施大洼油田大洼油田为复杂断块油田，油藏类型多，成岩作用差，泥质含量高，地层胶结疏松。
从宏观上看，油井出砂具有区域性、多样性、长期性、复杂性等特点。
尤其是油井出细粉砂和泥浆，常规防砂措施或单一的防砂措施无法奏效，导致部分区块开发效果差，甚至无法动用[1]。
多年来大洼油田粉细砂岩的油井防砂一直没有得到有效解决。
油井大量出细粉砂已经成为制约开发的主要因素[2]。
针对大洼油田油层特征，结合实际出砂情况，分析了油藏出砂机理，提出预测出砂方法及综合防砂的技术方案，并进行现场实际应用，防砂效果显著，实现了大洼油田的稳产、高产。
该技术对细粉砂岩油藏综合防砂具有较好的推广与应用价值。
一、油藏出砂特征与机理分析该油田油井出砂普遍，单井累积出砂量大于4m3的油井占到了总井数的79.4%。
其中，细粉砂出砂严重，占到了出砂井总数的67.6%。
并且出砂有严重趋势，造成疏松砂层细粉砂不断进入井筒且日益严重。
大洼油田经历20多年的开发，细粉砂现象一直制约着油田开发效果，分析其原因，主要有以下几个方面：1.储层岩性因素大洼油田储层岩性为中－细粒岩屑质长石砂岩，地层压实作用小，以泥质胶结为主，胶结比较疏松，其储层胶结物主要为泥质，平均含量为9.7％，胶结类型以孔隙式为主。
2.水敏和速敏因素胶结物中泥质含量高，水敏性较强，易导致地层出砂[3]。
快速提液工作方式，导致油井出砂尤其是细粉砂出砂严重。
3.开发方式因素油层激动出砂。
油井在生产过程中，生产压差的急剧建立，将加大流体对细粉砂的拖曳力，造成砂粒的运移，也突出表现为油水井地层出砂。
(1)油层出砂机理研究综述
项目资助:中石油中青年创新基金“渤海湾盆地油田地质灾害分布规律及控制因素研究”(04E7041)项目资助 收稿日期:2007-03-02;修订日期:2007-03-23;作者E-mail:Xushouyu@第一作者简介:徐守余(1968-)男,江苏东台人,教授,2004年获中国地质大学理学博士学位,从事油藏表征、油气地质工程的教学和科研工作油层出砂机理研究综述徐守余,王宁(中国石油大学(华东)地球资源与信息学院,山东 东营 257061)摘 要:油藏开发中出砂问题是影响产能的重要因素,了解油藏出砂机理对有效控制出砂以及选择合理的防砂方法具有重要意义.综合国内外文献及大量实例认为,地质因素和油田开发工程因素是影响油层出砂的2大因素.进一步分析油层出砂的力学机理,将油层出砂的力学机理分为剪切破坏和拉伸破坏两类.研究成果对进一步研究油层出砂机理及改善防砂工艺措施具有重要的意义. 关键词:出砂;机理;砂岩;油藏;综述油层出砂是油田开发过程中经常遇到的问题,不仅给采油工艺带来许多麻烦,而且影响储层采油速度及油气采收率,严重时甚至造成井壁坍塌、套管损坏,乃至油井报废.目前,国内外在防砂工艺方面均有长足发展,但在出砂机理方面研究成果相对较少.笔者在研究大量文献基础上,对油层出砂机理进行了深入分析和总结,以期为更好地防砂、控砂及提高油井经济效益等提供保障.油层出砂影响因素,从大方面可分为地质因素和工程因素2大类.地质因素主要包括沉积相、构造应力、砂岩颗粒大小及形状、岩矿组成、储层敏感性、润湿性、压实情况、胶结物类型及胶结程度、油层压力、流体性质及分布等.在开发过程中,生产条件的改变会对地质因素产生不同程度的影响,从而改善或恶化出砂程度;工程因素包括开采因素和完井因素,这些因素在多数情况下受工程活动控制,包括生产压差、液体流动速度,多相流动及相对渗透率、毛细管作用力、含水变化、完井类型、井深结构、生产工艺等.这些因素相互作用、相互影响,只有深入研究油层出砂机理,找出这些因素与出砂之间的内在联系,才能达到防砂、控砂及出砂,提高油田开发效益.1 地质因素与出砂机理1.1 构造应力的影响在砂岩地层中钻井后,会在井壁附近形成一个塑性变形地带,由岩石力学理论可知,塑性带的稳定条件是:βσtan 2001S p =−式中:σ1——最大主应力,MPa ；P 0——地层孔隙压,MPa ；S 0——岩石固有剪切强度,MPa ； β——破坏角.其中:42παβ+=α——内摩擦角.左端是岩石颗粒承受的有效径向应力.通常,若径向应力σ1>2 MPa,则会破坏其稳定条件,使塑性半径向外扩张,即骨架结构失去平衡,开始出砂[1].断裂带及地层破碎带部位,受构造应力的影响较大,导致地层内部岩石骨架遭受破坏,降低S 0,是最易出砂的部位或出砂最严重的地区,而远离断裂带及地层相对完整区域出砂程度相对缓和.因此,在油藏开采早期,应尽量避免油井靠近这些地区,或尽早采取防砂措施,以防止严重出砂情况的发生. 1.2 砂岩性质通常,地层埋藏越深,压实作用越强,胶结程度越好,岩石压实紧密,地层不易出砂.砂岩胶结程度是影响出砂的主要因素.胶结性能与埋藏深度、颗粒大小及形状、胶结物类型和胶结方式等密切相关.钙质胶结为主的砂岩较致密,地层强度高,不易出砂;以泥质胶结为主的砂岩较疏松,强度低,较易出砂.砂岩颗粒接触关系是影响油层出砂的另一重要因素,研究表明:如果砂岩颗粒为点接触,油层压实作用较弱,地层则容易出砂.出砂模拟实验表明:对于疏松砂岩,出砂过程的开始阶段是从胶结最弱处先开始出砂,然后出现砂体结构变化和破坏,使得渗流场变化,形成高渗区域,流284新疆地质体集中在高渗区域流动,使砂体结构破坏而大量出砂,形成出砂道,继而砂道进一步扩展增大形成砂窟.1.3储层敏感性与流体性质1.3.1 储层敏感性储层中的自生矿物与原始油层中的流体通常处于平衡状态,当不同流体进入时,原始平衡会遭到破坏,对出砂产生影响.速敏性因流体变化而引起地层微粒运移,堵塞喉道,导致流体渗流阻力局部增大,增大了流体对岩石的拖拽力,未被阻挡的更细微粒随流体进入井筒造成出砂.酸(碱)敏性酸(碱)液进入储层后与某些敏感性矿物及流体发生反应产生沉淀或者颗粒,这些颗粒一方面作为地层砂被携带进入井底,另一方面堵塞喉道,造成流体对岩石的拖拽力增大,使更细微粒进入井筒造成出砂.水敏性地层中粘土矿物在接触低盐度流体时,可能产生水化膨胀、分散,大大降低地层强度,导致出砂.盐敏性盐液进入储层后,由于粘土矿物的水化和膨胀导致地层出砂[2].鉴于储层敏感性对油层出砂的影响,在油气开采过程中,要严格控制入井液中的固相颗粒入侵.尽量采用较低的注采速度,对注水井采取防膨措施,可选用有机聚合物类防膨剂.酸化时慎重选择用酸,入井液的pH值应控制在8.5以下,达到防止出砂的目的.1.3.2流体性质流体粘度王凤清等通过实验模拟流体粘度与出砂量的实验表明,油层开始出砂的临界流速随流体粘度的升高而下降.也就是说,流体粘度越大,越容易出砂[3].当流速高于出砂临界流速时,在相同流速下,流体粘度越大,出砂量越大.流体的粘滞性在出砂过程中表现出2种机制:一是悬砂、携砂;二是携砂流体对砂体的冲刷和剥蚀.流体粘度升高,携砂、悬砂能力增强,流动过程中的拖拽力也就增大,对砂体的冲刷和剥蚀就更加严重,最终导致出砂加剧.由此可见,在油藏开采过程中,应尽量保持地层压力高于饱和压力,防止由于脱气改变原油性质,流体粘度增大,导致出砂.流体pH值汪伟英等通过实验研究表明,注入流体的pH值对出砂有一定的影响,pH值增大,临界出砂流速减小[4].当pH值达到14时,出砂量急剧增大.出现这种现象的原因是pH值的升高,使岩石粘土矿物中晶层间斥力增大,导致粘土矿物更易分散、脱落,随流体的流动而运移,造成出砂.另外,pH值同样会改变非粘土颗粒表面的电荷分布,使颗粒与基质间的范氏力减弱,那些胶结基质不好或非胶结的颗粒将被释放到流体中去,导致自由颗粒的数目增多,出砂可能性增大.因此,在钻井、完井以及井下作业过程中,应注意控制入井流体的pH值,以防由于pH值过高造成油井严重出砂.2 油田开发与出砂机理2.1地层压降及生产压差对出砂的影响地层压力是原油从地层流向井底的动力.上覆岩层压力是靠孔隙内流体压力(即地层压力)和岩石本身的强度(有效应力)来平衡的.即:σ+=pPP式中:P0——上覆岩层压力;P p——地层压力或地层孔隙压力;σ——骨架之间受到的接触应力.当油层未打开时,P p保持不变,岩层处于稳定状态.随着开采进行,地层压力P p下降.若为衰竭式开采方式,地层压力会急剧下降.因上覆岩层压力不变,地层压力的下降将导致岩石颗粒上的有效应力越来越大,当大到超过地层强度时,岩石骨架就会遭受破坏,地层颗粒被流体携带至井底,引起出砂.朱彩虹等人在对胜利油田永八块油层出砂机理的研究中,通过岩心驱替流动出砂实验,在模拟油藏及井眼周围岩石性质的情况下,对不同生产压差下的出砂量进行了预测,得出的结论是:在其他条件相同的情况下,生产压差越大,出砂量越多[5].所以在实际的油藏开采过程中,要将生产压差控制在临界生产压差之内,以防止生产压差过大导致出砂.2.2流速对出砂的影响流体导致出砂的关键是流体拖拽力能否克服砂岩基质的阻力.流体流经砂岩时,拖拽力主要是粘滞力(体积力).砂岩基质的阻力基本上是面积力,表现为胶结力、吸附力和接触力.这些面积力结合起来与体积力抗衡.出砂机理研究中将使充填砂运动的流速定义为门限流速,而将使骨架砂变为自由砂的流速定义为临界流速.当流速大于临界流速时,其后果只能是加剧出砂.通过对埕岛油田馆上段油层出砂和流速的关系模拟实验可以看出(图1),随着流速的增加,出砂量也随之增大[6].因此,在油藏的开采过程中,要尽量将流速控制在临界之内,从而在一定程度上减小出砂的机率.2.3含水饱和度或注水对出砂的影响①含水饱和度上升使支持砂粒粘合的毛细管力图1 流速与阶段出砂量柱状图Fig.1 Phase sand producing bar chart at different flow rate下降,导致地层强度降低,引起出砂;②矿化水与某些矿物间的化学反应产生沉淀堵塞喉道,加剧出砂;③胶结物被水溶解,特别是一些粘土矿物,如蒙脱石遇水膨胀、分散,岩石结构被破坏,导致地层强度降低,颗粒运移,加剧出砂;④注水对地层的冲刷作用导致地层强度的降低,引起或加剧出砂.在对胜利油田东辛采油厂出砂因素的研究中,分析了地层含水饱和度对油层出砂的影响(图2).由图可见,含水饱和度对油层出砂的影响存在一个饱和度的临界值区间.低于该饱和度条件下,射孔眼的扩展半径随饱和度的增加而降低,而一旦含水饱和度超过此临界值,孔眼半径几乎线性地增大,累积出砂量也加速地增大.因此,在油藏开采的实际工作中,为防止含水饱和度上升所带来的出砂问题,应提早采取措施将含水饱和度控制在临界饱和度以下,并配合防砂堵水一体化工艺,减小出砂的机率.图2 含水饱和度与射孔眼扩展半径关系曲 Fig.2 The rating curve about water saturation andexpanded radius of perforating eyehole2.4 完井因素射孔孔道充填物对出砂的影响 弹孔尺寸对油流阻力会产生巨大的影响.弹孔内压降表达式为:2)(131.9888.0Aql E kA q L p βρµ−+=∆ 由上式,弹孔流动阻力与弹孔尺寸及孔内充填物之渗透率K 有密切关系:弹孔内充填物渗透率是决定弹孔压降的关键因素,若其渗透率高,压降就小.对于极限情况,若弹孔畅通无阻(K =∞)则阻力最小,若其渗透率K →0,则阻力最大,弹孔完全堵塞.射孔参数对油层出砂的影响 弹孔流道面积直接影响弹孔压降.对每个弹孔而言,要提高孔径;对整个井段而言,是要增加孔密.增大孔径、提高孔密的综合效果是提高了有效流动面积,降低了流动阻力,也降低了流速,从而有利于减缓出砂.井斜的影响 当井斜倾角小于45°时,仍可把它当作垂直井,不会对出砂产生重大影响.只有当井斜大于45°时,对高倾角斜井,甚至水平井,由于与油层段接触面大大增加,在保持相同产量的条件下,将使出砂减缓.这就是为什么超长的水平井出砂轻微的原因.射孔相位角 研究表明90°时最好,这是由于地层流线以井轴为中心,相对对称,减少了流线的弯曲和收缩,阻力最小,有利于减少出砂[7].总之,为防止油井中后期出砂,应该在早期钻井阶段和完井阶段进行预防,如尽量采用大套管、高密度射孔完井,用较小的流速和压差采油.同时可利用包括现场预测法、经验公式及经验图表法、实验室法、理论分析模型、数值模型、数值计算以及神经网络法等一系列出砂预测方法对油井出砂进行预测,针对油井的地层条件、井身结构及施工因素,综合考虑出砂的原因,选择具体的防砂工艺,从而达到防砂的目的.3 油层出砂力学机理油层出砂通常是由于井底附近岩层结构遭受破坏引起的.从力学角度分析,油层出砂有2个基本机理:剪切破坏机理和拉伸破坏机理.前者与地层压力和生产压差有关,后者与流体性质和开采速度有关.剪切破坏机理 破坏是大多数现场出砂的基本原因.它是由于炮孔或井眼周围岩石所受应力超过岩石本身强度,使岩石产生剪切破坏而出砂.主要原因是油藏压力的衰减或生产压差的过大.剪切破坏将造成大量突发性出砂,严重时砂埋井眼,造成油井报废.拉伸破坏机理 流动作用于炮孔周围地层颗粒上的拖拽力过大,使炮孔壁岩石所受径向应力超过其本身的抗拉强度,脱离母体而导致出砂.这与过大的286新疆地质开采流速与流体性质有关.拉伸破坏引起的油层出砂量小,出砂使孔穴通道增大,而孔穴增大又导致流速降低,从而使出砂有“趋停”趋势,具有稳定效应[8].微粒运移机理是一个单独的砂粒或者砂的集合体从砂的骨架上脱离,运移到一个流动的流体中的过程.一方面,在流体流动拖拽力作用下产生移动进入井眼造成出砂;另一方面,导致井底周围地层的渗透率降低,增大流体的拖拽力,加剧出砂.砂拱稳定出砂机理力学理论认为,射孔后在井眼附近形成一塑性变形区.在流体压力作用下,该区单颗粒开始脱落,并随流体进入井底,孔眼变成一较大且稳定的球形,颗粒在球形孔腔壁附近聚集形成砂拱[9].研究表明,当润湿相浓度小于某个临界值时,砂拱将保持稳定;如果润湿相浓度达到某个临界值时,砂拱将被破坏[10].另外,砂拱的稳定能力与砂拱的尺寸、润湿相大小有关,围绕在孔眼周围的砂粒必须具有一定的润湿相才能形成砂拱,稳定砂拱必须具有一定的外界应力和自身的凝聚力.润湿相浓度与砂拱稳定性的关系如下:①单相浓度的砂粒构成不了稳定的砂拱;②强烈的引力使孔眼增大;③两相环境下的砂拱稳定性好,在实验条件下:S w大于3%形成稳定的砂拱(S w为润湿相饱和度);S w小于20%有出砂的迹象;当S w大于20%而小于32%时,连续出砂;当S w大于32%有大量流砂产生;④在两相区环境下,仅润湿相携带砂粒;⑤在润湿相饱和度较小的环境下,液流速增加,砂拱尺寸也随之增加,随流速的降低砂拱保持稳定;⑥润湿相浓度超过某一临界值时,砂拱将发生坍塌破坏.4 总结(1) 油层出砂是多种因素综合作用的结果.(2) 油层出砂通常是因井孔附近地带的岩层结构破坏引起的.笔者认为,油层出砂的2大主控因素是地层压力和多相流体的作用.(3) 从力学角度分析,油层出砂机理可分为剪切破坏机理和拉伸破坏机理.参考文献[1] 何生厚,张琪.油气井防砂理论及其应用[M].北京:中国石化出版社,2003,4-5.[2] 孙焕泉,曲岩涛,房会春,等.胜利油区砂岩储集层敏感性特征研究[J].石油勘探与开发,2000,27(5):72-75.[3] 王凤清,秦积舜.疏松砂岩油层出砂机理室内研究[J].石油钻采工艺,1999,21(4):66-67.[4] 汪伟英,王尤富,王孝忠,等.流体性质对出砂的影响及控制[J].特种油气藏,2003,10(5):79-80.[5] 朱彩虹,吴建平,衣春霞,等.胜利油田永八块油层出砂机理及预测[J].石油钻探技术,2002,30(2):66-67.[6] 王建,吕成远,李奋,等.预测油层出砂状况室内模拟实验方法的建立与应用[J].西北地质,2000,33(2):10-11.[7] 何生厚,张琪.油气井防砂理论及其应用[M].北京:中国石化出版社,2003,9-10.[8] 沈琛,邓金根.胜利油田弱胶结稠油藏岩石破坏准则及出砂预测[J].断块油气田,2001,8(2):19-22.[9] 李占军,杨芳,等.官195断块出砂机理与防砂技术[J].石油钻采工艺,2002,24(6):64-65.[10] 范兴沃,李相方.国内外出砂机理研究现状综述[J].钻井工艺,2004,27(3):57-59.RESEARCH ON RESERVIOR SAND PRODUCTION MECHANISMXU Shou-yu,WANG Ning(China University of Petroleum, College of Geo-Resources and Information, Dongying ,Shandong,257061 China) Abstract: Sand production is an important factor affecting productivity of reservoir exploitation. Understanding the mechanism of sand production is meaningful to sand control effectively and choose the rational methods. Through summarizing many examples and literature both home and abroad, the two factors of sand production are geo-factor and engineering factor, further more, in the view of mechanics, the factors can be included shear damage and tension damage. This research has important meaning to further studies on sand production mechanics and improving the craft measure of sand prevention.Key word:Sand production; mechanism; sandstone; reservoir; review。
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砂岩油藏排砂采油工艺研究
【摘要】我国的砂岩油藏储量大、分布广，是重要的油藏产出类型，在砂岩油藏中，油井出砂问题严重的影响到了油井的产量和油井生产设备的寿命。
疏松砂岩的油藏深度较浅，含有很大比例的泥质，遇水后性质变化大，具有较大的开发难度。
许多油井最初不会出现出砂现象，但是随着油井含水量的上升，油井的出砂现象不断的加剧，严重的影响到了油井的高效生产。
文中通过调研研究，分析了砂岩油藏出砂机理及防砂技术现状，提出了一种利用水力喷射泵排砂采油的技术工艺，通过现场试验验证了该工艺技术的可行性和有效性。
通过研究为砂岩油藏排砂采油提供了技术支持。
【关键词】砂岩油藏排砂采油机理水力喷射泵
疏松砂岩油藏的地层的埋藏深度不深，储层岩石的强度较低，随着生产时间的增长，油井出砂的现象越来越严重。
通过防砂措施来防治油井出砂，已经在各大油田应用。
随着防砂新技术、新工艺的不断出现，油井防砂的措施也有了较大的发展，现场应用的效果也较好。
但是常规的防砂工艺对于颗粒较大的砂粒具有较好的防治效果，但是对于粒径较小的砂粒则防治效果不好，而且粒径较小的砂粒容易堆积在井筒附近，阻碍了原油进入到井筒中的通道，井筒附近地层的渗透率越来也低，严重的影响了油井的产液量，导致油井的减产。
因此开展新型的砂岩油藏排砂采油技术研究，对于保持油井高产，保护油井生产设备具有重要的意义。
1 油井出砂机理分析
油井出砂的影响因素很多，地层岩石的性质、孔隙度、胶结情况、储层的深度、储层压力、油井产液量、储层流体的物性等都会影响到油井的出砂。
在油井生产的过程中，随着地层流体的不断流向井筒，当井筒附近的地层结构受到破坏时，就容易出现油井出砂的现象，这种现象在强度低、胶结差的地层中会更加普遍，在这些地层中，一旦井筒附近的地层发生破坏，破坏产生的砂粒就会随着地层流体流向井筒，随着流向井筒的砂粒越来越多，井筒附近岩石的强度也在逐渐降低，进而会导致附近地层结构的破坏，这样流向井筒中的砂粒会越来越多，油井出砂现状更加严重。
油井出砂的原因主要包括三个方面的因素，地质条件、完井条件和开采条件。
完井和开采条件是指由于油井生产作业改变了地层的原始状态，在完井和开采过程中，很多因素是可以实现人为控制的，通过调整完井和开采工艺参数和措施，可以尽量的减少油井出砂的现象。
而地质条件是由油藏的先天条件决定的，是人为无法改变的。
储层中的砂粒来源为地层岩石的骨架砂和填充物，骨架砂是岩石中一些粒径较大的砂粒。
而填充物为颗粒细小的一些粘土类颗粒。
在地层没有钻开之前，地层的结构是完整的，压力是平衡的。
当地层在外界的作用下打开后，井筒附近的岩石原有的结构和压力平衡状态会被打破，当岩石的强度较低时，就容易出现地层变形甚至坍塌的现象，当地层的中岩石的强度不能够承受受到的应力时，地层会发生破坏。
地层出砂也会受到地层流体的影响，地层流体将砂粒带向了生产井筒中，从而导致了油井的出砂，地层流体的粘度、成分等因素也会影
响到地油井出砂。
2 油井防砂技术研究
油井防砂技术经过不断的发展，出现了各种各样的防砂的技术，主要包括机械防砂、化学防砂和携砂采油技术。
化学防砂工艺指的是，通过化学反应的作用，将地层的进一步的胶结起来，提高地层岩石的强度。
通过这种方式在井底井筒周围建立的强度高、渗透性好的人工井壁，防止了井筒处地层结构的破坏，阻止了砂粒进入到井筒中，保证了油井的正常生产。
油井化学防砂工艺开始于上世纪中期，得益于新型材料和新工艺的不断发展，先后研发了多种防砂化学药剂。
近年来发展起来的树脂防砂工艺，现场应用后防砂效果较好，防砂有效期长、质量高，同时该工艺操作简单，具有良好的应用前景。
机械防砂工艺主要包括砾石充填防砂、防砂管防砂和高压预充填防砂等，砾石充填防砂技术可以将地层的砂粒阻挡在砾石以外，保证了地层岩石的机械强度，防砂的寿命长。
防砂管防砂技术，操作简单施工成本低，但是有一定的范围限制，防砂管防砂一般不适用于小粒径的砂粒防砂。
高压预充填防砂技术，是指在下入防砂管柱之后，通过对地层压裂的方式，将充填的砾石压到远处，这种防砂技术，防砂效果较好，而且在防砂的同时还能提高油井的产量，具有良好的应用前景。
在稠油细砂岩油藏开发中，采用常规的防砂技术开展油井防砂后，在井底井筒附近地层的渗透率明显的降低，本来稠油油藏的原油流动性差，渗透率降低后，原油更难以进入到井筒中，容易出现油井低产，甚至不出油的现象。
如果采用
渗透率较高的防砂工艺，就没有办法阻止粒径较小的砂粒进入到井筒中，严重的影响到了油藏正常的生产。
近年来出现了一种新型携砂采油的新技术，通过将携砂泵送到井底，并配合井口的油砂分离器进行原油的开采，该技术保证了原油的正常生产，而且可以提高井筒处地层的渗透性，在一定程度上增加了油井的产量。
其中水力喷射泵排砂采油技术就是一种防砂效果较好的排砂采用工艺，该技术通过将井口的动力液与地层液体之间的能量转换，利用高压动力液驱动井下排砂采油装置，从而实现排砂采油的目标。
该工艺的动力系统为井下水力排砂泵，在作业过程中，采用液力作业，施工方便，成本低，具有良好的推广应用前景。
水力喷射泵排砂采油技术现场试验后，与其他的举升采油方式相比，油井出砂问题得到了有效的控制，而且不会出现对井筒处地层结构的破坏，该工艺施工操作简单，有效的防止了油井出砂，降低了油井的生产作业成本，该技术具有广阔的应用前景。
3 结束语
砂岩油藏油井出砂的问题，严重的制约了出砂油藏的开采，因此开展油井防砂技术的研究，对于提高油井设备的寿命和油井的产量具有重要的意义。
文中通过调研分析，研究了油井出砂的机理及出砂的过程，分析了油井出砂原因的三个因素，地质条件、完井条件和开采条件。
油井防砂技术经过不断的发展，出现了许多油井防砂技术，主要包机械防砂、化学防砂和携砂采油技术。
该技术施工操作简单，成本低，能够有效防治油井出砂，具有广阔的应用前景。
研究对于促进油井防砂技术的发展具有重要意义。
参考文献
[1] 邱亚玲，景步宏，裴楚洲，等.油田出砂因素及防砂措施分析[j].钻采工艺，2009
[2] 李志军.疏松砂岩油层出砂影响因素分析[j].油气田地面工程，2008
[3] 马英，李临华，郭林园.排砂采油技术适应性分析[j].特种油气藏，2008。