超渗透高强度低成本化学防砂技术
花土沟油田化学防砂技术研究与应用
花土 沟油 田从 １５ ９ ８年开 始试 采 ，９ ２ １６ １ ６ ～ ９ ９年 停 产 ．９ ７ １９ １ ７ ～ ９ ９年 又 相 继 进 行 了 调 整 。特 别 是
１９ ９ ６年 以来 ，油 田在加密 井 网和油水 井措 施上 ， 进 行 了较 大规模 的调整 改造工作 ，使油 田产量大 幅度
花 土 沟油 田化 学 防砂技术 研 究 与应 用
一 海
摘
关键词 花土沟油田 出砂 防砂 机 理
静海 一
化 学 防 砂
要 分 析 了花 土沟 油 田 油 井 出砂 特 征 ， 根 据 花土 沟 油 田地 层 特 点 制定 了合理 的防 治 措 施 ， 用 Ｇ Ｙ 并 采 Ｆ —Ｄ Ｐ低 聚 物进 行 了 Ｍ
油井 生产 具有采 油指 数低 ［． ｔｄＩ Ｍ ａ ， ０１ ／ ． ． Ｐ ） 采 ２（Ｔ Ｉ ］
油速 度低 （． ％） 单井 产 量低 （ ００ ， ５ 平均 ３ ｔ ）采 油强 ．／ ， ６ｄ
度低 『． ｔｄｍ １低 产井 （ ２ ｄ 多 “ ０１ ／ ．） ５（ ， ＜ ｆ ） 四低 、 多” 一 开采
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上 升 ， 田开 发 效 果 得 到 很 大 的 改 善 。 油
始， 洞穴 越来 越大 ， 到一 定程 度 ． 有可 能形 成灾 达 就 难性 的地层坍 塌 ， 使油 井套管 变形而报 废 。 根 据花土 沟油 田出砂这一 特征 ，在油井投 产 的
初期或 中期进行 防砂作业 ，油井 产量不 会大 幅度下 降， 合理 的防砂 工艺 ， 可能恢 复油井产 能 。 还
般树 脂类 固砂剂 易堵塞地层 ． 树脂 固结后 ， 造
防砂技术
3．质量要求
（1）下滤砂管前要彻底清洗井筒，尤其要洗 净死油，保持井筒内的液体清澈透明无固相颗 粒。 （2）管柱丈量要准确，记录要清楚。 （3）滤砂管在如井前要严格检查，应无缝无 动。 （4）滤砂管入井时，要逐根下入。因为滤砂 管性脆，连接过长，搬运过程中易弯曲造成折 裂。下放速度要慢，以每小时不超过30根油管 为宜。 （5）要做到清洁施工。
第六节
化学防砂
化学防砂大致可分为两大类： 一类为溶液胶结地层砂，它是将具有对地层砂 一类为溶液胶结地层砂 和粘土矿物有胶结作用及稳定作用的化学溶液 注入地层，达到稳固、防止地层砂运移和排出 的目的。主要有：酚醛溶液地下合成法、树脂 类溶液地下合成法、水玻璃溶液固砂和高分子 聚季铵盐类溶液固砂。 第二类为化学人造井壁防砂，它是将具有一定 第二类为化学人造井壁防砂 粒度的化学材料充填到出砂油层或自身固结或 靠外界条件固结成具有一定强度和渗透能力的 人工井壁，阻挡地层砂进入井筒达到防砂目的， 主要工艺有：水泥砂浆、树脂砂浆、CS—1自 身固结、复合陶粒自身固结、核桃壳、塑料预 包砂等
4．应用条件
适用于油、水井早期防砂，油层井段在 15m 以内的油、水井防砂，地层出砂量 少于500L/m的防砂井，浅井（井深在 1000m左右）防砂。
五、酚醛树脂胶固砂岩
1．防砂原理 酚醛树脂胶固砂岩主要是以苯酚、甲醛 为主料，以碱性物质为催化剂，按比例 混合，经加温熬制而成的甲阶段树脂 （粘度控制在300mPa·s左右），将此树脂 溶入砂岩，以柴油增孔，再挤入盐酸作 为固化剂，在地层温度下反应固化，将 疏松砂岩胶结牢固，防止油、水井出沙。
第四节 滤砂管防砂
一、防砂原理 滤砂管防砂主要是选用具有良好胶结性能的胶 结剂，筛选具有一定硬度的颗粒物质作为骨料， 按比例混合，在一定的条件下固结成型，制成 具有较高强度和滲透性的滤砂管，并与其它工 具组合下入井内，对准出砂层位，阻挡地层砂 进入井筒，以达到防止油井出砂。 选用的胶结剂和骨料不同，可以制成多种不同 的滤砂管。下面是以环氧树脂砂粒滤砂管为例 介绍滤砂管防砂。
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（d50②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。
《化学防砂》课件
第七章 化学防砂技术
（2）树脂胶结液的注入。地层用前置液处理后，再注入胶结液。 胶结液中最好要含有偶联剂，使树脂和砂粒能更紧密地结合在一 起。合适的偶联剂有氨基硅烷等。注入方式有直接注入或配制成 水基乳状液方式。 （3）注入驱替液（增孔液）。注入胶结液后，使地层砂粒表面 敷上一层树脂材料。由于对砂粒起胶结作用的胶结剂是敷在砂粒 接触点处的胶结剂，在砂粒空隙中多余的胶结剂固化后将引起砂 层空隙的堵塞，降低胶结后砂层的渗透率，因此要用驱替液把多 余的胶结液顶替到地层深处。例如用极性胶结剂胶结时，就可以 用煤油、柴油做增孔液。 （4）树脂固化。使树脂固结，形成具有渗透率的胶结地层，可 通过加热和与催化剂接触就能使树脂达到固化。
2、人工井壁防砂方法
该方法是化学防砂中的一大类，属于颗粒防砂。
第七章 化学防砂技术
工艺原理
将胶结剂和一定粒径的颗粒物质按一定比例在地面混合 均匀，用油基或水基携砂液泵入井内，通过炮眼，在油 层套管外堆积填满出砂洞穴，在井温及固化剂作用下， 凝固后形成具有一定强度和渗透性的防砂屏障，即人工 井壁。这些人工井壁阻挡地层砂进入井筒，达到防砂目 的。
3、化学桥接防砂法
第七章 化学防砂技术
是由桥接剂将松散的砂在它们接触点处桥接起来，达到防砂的目的。
桥接剂：是指能将松散砂粒在接触点处桥接起来的化学剂。
该方法主要用于固定粘土级微粒。可以认为该剂是一种粘土稳定剂
常用的桥接剂分两类： （1）无机阳离子型聚合物，如羟基铝、羟基锆等。
（2）有机阳离子型聚合物 支链上有季铵盐结构的有机阳离子型聚合物，如聚季铵盐。
此类方法适用于油井已大量出砂，井壁形成洞穴的油水井防砂。
第七章 化学防砂技术
人工井壁防砂法示意图
人工井壁防砂方法
低温油井覆膜砂人工井壁防砂技术与应用
低温油井覆膜砂人工井壁防砂技术与应用范明福【摘要】为了控制低温油井出砂和提高油井产量,采用覆膜砂人工井壁化学防砂是一种有效期长、施工简单的防砂措施.由于目前常用的覆膜砂在低温(低于50 ℃)或水环境中不发生固结反应,因此需要研制同时满足低温和水环境下能固结的覆膜砂固结体系.研制出以改性环氧树脂为制作覆膜砂的胶结剂、新型水溶性胺类为固化剂的低温固结体系,在25~50 ℃和水环境下形成的固结体具有高的抗压强度、渗透率和良好的耐冲刷性能,满足低温油井人工井壁防砂要求.低温出砂油井采用改性环氧树脂覆膜砂人工井壁防砂技术后,出砂量得到了抑制,单井日产量超出酚醛树脂覆膜砂固结体系的一倍以上,且有效期要延长1年以上.%In order to control sand production and improve productivity of low temperature oil well, using coated sand artificial borehole wall technology is a long valid time and simple construction measure.Because of non-condensable of common use coated sand in low temperature (lower than 50 ℃) and water environment, so it is necessary to develop a coated sand system which can be solidified in these two condition simultaneously.Low temperature consolidation system was developed which uses modified epoxide resin as cementing agent of coated sand and new type of water-soluble amine as solidified agent.In 25~50 ℃ and water environment, the formative consolidation has the ability of high compressive strength, high permeability and strong swashing resistance, satisfied the request of low temperature oil well artificial borehole wall sand ing this technology in low temperature and water environment, sand production volume had beensuppressed, production of single well was more than twice as much as the phenolic resin coated sand consolidation system, and the period of validity can extend more than one year.【期刊名称】《科学技术与工程》【年(卷),期】2017(017)012【总页数】5页(P168-172)【关键词】防砂;低温油井;人工井壁;改性环氧树脂;固结;抗压强度【作者】范明福【作者单位】中石化中原石油工程公司井下特种作业公司,濮阳 457164【正文语种】中文【中图分类】TE358人工井壁防砂法是油田常用来防止油水井出砂的防砂方法，其中以覆膜砂人工井壁法最为有效[1—5]。
化学防砂
化学防砂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。
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。
《完井与井下作业》综合复习资料
《完井与井下作业》综合复习资料一、判断题（对的打“√”，错的打“╳”）1、同一类型的油气藏可采用不同的完井方式。
2、目前射孔作业用的射孔弹一般为高压聚能射孔弹。
3、低渗油气藏的孔隙度和渗透率很低，因此受污染的程度较小。
4、国外常用API度表示原油的密度，API度越大，表示原油的密度越大。
5、分支井技术是对水平井技术的发展和改进。
6、与射孔完井方法，衬管完井对产层的损害较大。
7、孔隙度大于20%的地层称为高孔隙地层。
8、一般砂岩的孔隙度较低，在砂质岩石中易形成孔隙性的油气藏。
泥页岩、碳酸岩等岩石的孔隙度一般都较高，易形成裂缝性油藏。
9、与普通的衬管完井相比，膨胀衬管完井具有更好的预防井壁坍塌及防砂效果。
10、分支井的完井方式分为1～6及6S 共7 个等级，其中1级完井难度最大。
11、在水泥中掺加大量的细石英砂可提高水泥石的抗高温性能。
12、裸眼砾石充填完井是直接在裸眼井筒内充满砾石的完井方法。
13、由于大多沉积岩地层具有层状结构，表现出各向异性，因此，在不同方向上岩石的渗透性具有一定的差异。
14、射孔相位角的大小对油井完善系数无影响。
15、采用衬管完井时，一般都要在衬管外注水泥固井。
16、高密度水泥浆体系可减小水泥浆失重引起的气窜，提高固井质量17、膨胀管柱主要有膨胀套管（或膨胀式衬管）和膨胀式管外封隔器等组成。
18、衬管完井方式属于敞开式完井底结构。
19、目前，化学防砂主要以化学固沙为主。
20、在水平井中广泛采用电缆传输射孔。
21、完井方式与油气层的性质和采油工艺有关。
22、射孔完井法是目前适用范围最广，采用最多的完井方法。
23、产层中的原油粘度在100 mPa.s以下的称为常规油层。
24、钻井液对产层的伤害与固相含量、颗粒大小及失水量有关，与产层性质无关。
25、裸眼砾石充填完井是在衬管与裸眼井壁之间充填砾石。
26、对裂缝型油气藏，最好采用水平井和裸眼或衬管完井方式进行开发。
27、裸眼完井可获得较高的油气产量，因此，它是目前最常用的完井法。
防砂技术
生产油管 套管 由于先期生产时不防砂， 井筒附近被掏成空洞。 炮眼 疏松地层砂
油 层
2、补救防砂---挤入涂脂砾石
生产油管 套管
„空洞’已被涂脂砾石填 充
炮眼
疏松地层砂
3、将套管内的砾石钻掉并清洗干净后投产
生产油管 套管
„空洞’已被胶结砾石填 充
炮眼
疏松地层砂
2 、机械防砂
目前世界上绝大部分防砂井均采用机械防砂方法防砂。 机械防砂法主要有： 1）预充填防砂管 事先将合适尺寸的砾石与树脂混合后，成形到合适的 基管上（基管上有开孔和相应的连接丝扣）为了安全起。 见，有的还在外面安装保护套。
井筒。这样，在筛网里形成了由地层砂本身组成的、经过选 择分类的砾石充填层。
注：见 “ SPE 4014”。1972年10月8～11日美国德克萨斯第47届 SPE年会。 作者：Spurlock J.W.and Demski,D.B. 论文题目:“A new approach to the sand control problem– A multi-layer,wirewrapped sand screen”.
地层砂
三、任何筛管为了有效防砂，开缝/孔选择的基本原则
任何防砂筛管的防砂能力必须等同下列直径砾石所形成 的防砂能力：5～6×d50； 式中： d50--- 地层砂在累积重量为50%点处的砂粒直径（mm）；
5～6×d50--- （防砂用）砾石直径（mm）；
d≈D/6.5 （直径大于“d”的地层砂不能通过此喉道）
■ 基管通径大；
■ 节省了油层部位的生产套管； ■ 由于油层部位不需要固井、不射孔、不需要用完井液进行砾石充
填作业，因此，减少了油层污染；
缺点: ● 严格控制膨胀筛缝的尺寸精度难度大;特别是在那些不规 则的裸眼井里，情况可能会更明显；
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。
化学防砂的方法与原理及其适用性
化学防砂方法与原理及其适用性一概述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。
方法一般分为人工胶结地层和人造井壁两种防砂方法，还有一些其他的固砂方法。
原理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。
适用性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。
二方法1. 人工胶结法人工胶结防砂法是指从地面向油层挤入液体胶结剂及增孔剂，然后使胶结剂固化，在油层层面附近形成具有一定胶结强度和渗透性的胶结砂层，达到防砂的目的。
目前已使用的方法主要有酚醛树脂溶液、酚醛溶液地下合成、脲醛树脂等方法。
1.1 酚醛树脂胶结砂层酚醛树脂胶结砂层是以苯酚和甲醛为主料，以碱性物质为催化剂，按比例混合，经加热熬制成的树脂，将其溶液挤入砂岩油层，以柴油增孔，再挤入盐酸作固化剂，在油层温度下反应固化，将疏松砂岩胶结以防止油水井出砂。
防砂方法——精选推荐
防砂⽅法防砂⽅法⼀、项⽬简介防砂管结构：精密复合防砂筛管具有防砂效果好，结构简单、使⽤时效长、渗流⾯积⼤、出油率⾼、作业⽅便等特点。
该产品从内到外由中⼼管、防砂过滤套、不锈钢外保护套等组成。
中⼼管采⽤API标准套管或油管，防砂过滤套可分别⽤⾦属丝编织⽅孔⽹、⾦属丝编织密纹⽹，也可根据实际技术要求为⽤户设计过滤⾯积⼤，可⾃洁、不宜堵塞的滤材结构。
产品可⽤于各类油、⽓、⽔井的防砂，以达到保护井下及地⾯设备的⽬的，提⾼出油率延长油井的使⽤寿命。
性能特点：这种筛管具有极佳的整体强度和抗变形能⼒。
空隙度最⾼可达90%，抗堵塞能⼒强，渗透率⾼、耐⾼温、抗腐蚀、防砂范围⼴，适⽤于各种不同油层。
有效的控制砂的粒径，过滤效率达99.5%.。
使⽤性能可靠，是机械防砂领域中的⾼新技术之⼀。
⼆、以准噶尔盆地出砂分布情况为例予以简要说明浅层稠油藏处于准噶尔盆地西北缘油⽓富集区，属砂岩油藏，由于地层本⾝结构疏松，加上采取的注⾼温⾼压蒸汽的强采⽅式，致使在油⽥开发的同时就伴随着不同程度的出砂，随着开发的延续，出砂井⽇益增多，出砂情况也更趋复杂、加剧。
油井出砂致使油井⽣产周期缩短，油井产量⼤减，甚⾄造成油井停产、报废，严重制约了油井潜能的充分发挥，同时也使开采设备、地⾯⼯艺情况迅速恶化，严重影响了油⽥的⾼效稳产。
三、机械防砂⼯艺应⽤现状1、防砂技术现状及应⽤情况对于出砂油藏，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为主。
浅层稠油所采⽤的机械防砂⼯艺按挡砂程度的不同可分为：机械防砂⼯艺和机械排砂⼯艺。
1.1、机械防砂⼯艺（1）砾⽯充填防砂：将筛管下⼊井内后，⽤⾼渗透砾⽯充填于筛管和套管的环空之间，有的还将⼀部分砾⽯通过射孔孔眼挤⼊周围地层中，形成多级过滤屏障，阻⽌油井出砂。
油井出砂的危害及防砂技术分析
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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：
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[3]
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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
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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
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
化学防砂的概念
化学防砂的概念化学防砂是一种通过使用化学物质来预防或减少沙尘暴对人类、环境和设施的危害的方法。
沙尘暴是一种由强风将大量细沙和尘土携带并卷起的自然现象，通常在干燥沙漠地区或沙质土壤较多的地方发生。
这些沙尘暴造成的可见和不可见的颗粒物污染空气，对人类健康、社会经济和环境可持续性造成严重影响。
化学防砂方法通过使用化学物质来控制沙尘暴的产生和扩散，以减少其对人类和环境的危害。
以下是几种常用的化学防砂方法：1. 沙尘固化剂：沙尘固化剂是一种特殊的化学物质，可以与沙尘结合并形成坚固的团聚体，从而减少沙尘暴的产生。
它可以通过喷洒或撒播在沙地表面，与沙尘颗粒反应形成结实的表面层，防止沙尘的飞扬。
沙尘固化剂具有良好的抗风蚀性能，可以显著减少沙尘飞扬和扩散范围，提高空气质量和人类舒适度。
2. 表面覆盖剂：表面覆盖剂是一种在裸露的土壤或沙地表面覆盖的化学物质。
它可以形成一层薄膜覆盖在沙尘表面上，防止沙尘的飞散和扩散。
表面覆盖剂可以减少土壤和沙尘的侵蚀，保持土壤湿度，增加植被覆盖，改善土壤质量，减少沙尘暴的发生。
3. 抗风蚀栽培：抗风蚀栽培是一种通过种植适合干旱和风沙环境的植物来防止沙尘暴的发生。
这些植物可以抵抗风蚀和沙尘侵蚀，并在沙漠地区形成一个稳定的植被覆盖层。
植物的根系可以固定土壤，防止沙尘的飘散。
抗风蚀栽培对于改善土壤质量、保护地下水资源、减少沙尘暴的频率和强度具有重要意义。
化学防砂方法具有以下几点优势：1. 快速有效：化学防砂方法可以快速形成效果，减少沙尘暴的发生和扩散。
喷洒沙尘固化剂或覆盖表面覆盖剂只需几小时到几天的时间就能起到显著的防护效果。
2. 灵活可控：化学防砂方法可以根据实际需要进行施工和管理。
可以根据沙尘暴的时间和地点选择合适的方法和化学物质。
此外，可以根据具体情况调整化学物质的用量和施工方法，以获得最佳的防砂效果。
3. 环境友好：化学防砂方法通常使用的化学物质对环境无毒无害，并且可以被自然降解。
防砂
防 砂
5、含水上升。生产中，由于底水锥进和边水单向凸进，
油井含水上升。一是为了提高产液量，会进一步增大采油 强度；二是水的相对渗透率高，渗透阻力小，渗流流速大， 对砂粒的冲刷作用力大，也会造成出砂。
6、固井质量不合格。固井质量不合格，套管外缺少或
没有水泥环支撑，射孔后易引起出砂。这是油井工程原因。
于0.5 m3/min，待返出液清洁，目测无泥砂， 油污为止。
防 砂
循环充填施工
反循环充填砾石 充填。记录循环压力。如循环压力不大于4～
5MPa（对井深1500m的油井）说明充填管路循 环畅通。如压力过高，说明局部堵塞，应反复 洗井，直到循环压力降到符合要求为止，再开 始加砂充填。
防 砂
防
砂
2、造成油井减产停产。油井出砂，极易造成砂埋产 层，砂堵塞油管。清除堵塞，恢复油井生产，既增 加了作业工作量，增加采油成本，又影响了油井的 生产，如果不根本解决，就会形成一种恶性循环， 生产周期大大缩短。 3、加快磨损井下管柱、工具和地面设备。地层砂粒， 主要是含二氧化硅的石英晶体，硬度高。当砂粒与 流体一起流动时，对井下泵阀、泵筒、柱塞、油管 及地面管线、弯头、闸阀极易造成点蚀、刺穿、卡 阻等破坏。 4、增加原油处理难度。由于原油含砂，造成集油站 输油管线、分离器和储油罐积砂，影响设备的工作 和利用率。
1.控制井底压力和流速影响产能 2.砂拱稳定性不好 1.不能防细粉砂 2.防砂管柱易堵塞，影响产能 3.防砂管柱易受冲蚀，寿命短 1.井内有留物，修井复杂费用高 2.不适用于细粉砂地层防砂 3.多层，异常高压及斜井费用高 4.管内砾石充填影响产能，未预 充填或挤压充填井的产能减少率 为射孔井的11～33%
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。
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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．
四、施工程序
1、起出井内原管柱，下冲砂管柱，探砂面，有砂冲砂，冲砂至人工井底，
并大排量冲洗炮眼洗净井筒，直至反出液无固相颗粒为止。
2、下通井规通井，通至人工井底，如果套管有问题，及时与主管单位联系，
说明情况，看是否可继续施工。
3、下填砂管柱。
（见井身结构示意图）
4、如果所选防砂井出砂非常严重，施工当天上午，作业队再探一次砂面，
看砂面是否上升，防止砂埋油层。
（探完或冲完砂后，将管柱上提原位置）
5、连接施工管线，灌套管、填砂、顶替、关井固化、钻塞、投产。
五、施工设备准备
1、水泥车辆
2、配液罐
3、混砂车
4、拉砂车
5、拉水车
6、现场搅拌设备
7、装料桶
8、现场计量设备
五、施工注意事项
1、搅拌出料速度保持连续不停泵
2、依据施工总体时间控制稀释剂的加入量
3、注意固化时间需在初固化时间前泵送完配料，并顶替到位候凝48小时以上。
超渗透高强度砂低成本防砂技术庄海1-3井防砂施工总结
天津市金科源石油技术服务有限公司
庄海1-3施工总结
一、施工简况：
，搬家上井，做准备，加深管柱探砂面：1913.23m。
，用清水40m^3采用连续冲砂作业方式反冲砂至灰面（2100.76m），井段：1913.23m-2100.76m，返砂2.25m^3，无漏失，试油层吸收量，泵压12MPa，5min，吸收0.54m^3，提管20根，关井沉砂。
，加深管柱探砂面：2091.10m，提出井内管柱及工具（完好）,核实原井管柱数据无误。
下φ116mm×2m通井规通井遇阻1965.42m，清水反冲洗至1967.42m，证实遇阻位置为砂面，彻底洗井后，提出井内管柱及工具（完好）。
，下笔尖探砂面1967.35m，清水反冲砂至灰面（2100.76m），井段：-2100.76m，返砂1.6m^3，提出冲砂管柱及笔尖（完好）。
，下试压管柱清水对油、套管分别试压合格，提出试压管柱及工具（完好）。
，下喇叭口复探砂面2090.12m，上提喇叭口至1899.25m，完成防砂施工管柱，并做防砂施工准备。
，配置防砂液160 m3，，其中SJ防膨液加入量 t配制浓度25%、表面活性剂加入量 t配制浓度15%、增乳胶结剂加入量4 t配制浓度
20%、瓜胶加入量配制浓度%。
防砂施工，正挤前置液30m^3，正挤携砂液90m^3,加砂2.5 m^3，砂比5-6%，正顶替清水6.2m^3，关井，候凝。
，加深管柱探砂面：2050.32m，提出井内管柱及工具（完好）。
（甲方通知取消原设计的钻塞工序，增加对灰塞试压工序），下管底带封隔器及笔尖，使封隔器完成于1965.88m，座封，负荷：80KN。
对防砂遗留灰塞试压12MPa，10min，无压降合格。
解封提出井内管柱及工具（完好）。
，按设计要求下入完井，试抽憋压合格，收尾交井。
二、油井产量分析
该井于06年4月投产，层位沙三，井段-2113.14m，初期日产油，含水%，
末期日产油，含水%；06年10月换层东营，井段-1953m，日产油，含水%，07年8月因砂卡停，检泵后初期日产液34吨日产油，含水90%，后稳定在日产液25吨日产油，含水94%，07年11月不出东西，待作业，08年2月作业恢复，初期日产，含水85%，最高达到，含水77%，末期日产，生产22天后不出东西，恢复初期产量上升的原因分析：
8月份检泵恢复产量上升分析，该井7-8月份由于道路和出砂原因一直无法正常生产，油气重新运移聚集，再加上该区属无注水枯竭式开采，能量有所恢复，导致检泵后产量有所上升。
07年11月-08年2月份待作业，2月份大修后恢复，产量上升原因是长达3个月的停井，油气的重新运移聚集，地层能量的恢复，产量有较大的上升。
三、防砂效果
2008年4月14日防砂后开井，初期日产液35吨日产油，含水99%，目前日产油，含水92%，基本恢复正常生产，防砂见到了一定的效果，。
超渗透高强度砂化学防砂技术通过在庄海1-3井防砂施工取得初步效果。
说明：1、该技术能在水下存有油水，潮湿等环境下固结且具有一定强度。
在生产压差较大的情况下能够保证油井正常生产，
2、通过防砂施工后油井产液量不降说明该技术具有良好的渗透率。
3、超渗透高强度砂化学防砂技术其产品与地层砂固结性能良好，能够挡住地层砂（包括细粉砂）在油井出砂比较严重的情况下通过该技术的实施能够保证油井正常生产。
2008年5月8日。