防砂技术调研
防砂技术调研
国内外防砂决策及工艺技术调研报告1.出砂机理理论基础1.1地层出砂的影响因素油层出砂是由于井底附近地带的岩层结构破坏所引起的，它是各种因素综合影响的结果，这些因素可以归结为两个方面，即地质条件和开采因素，其中地质条件是内因，开采因素是外因。
1.1.1内因—砂岩油层的地质条件(1)应力状态砂岩油层在钻井前处于应力平衡状态。
垂向应力大小取决于油层埋藏深度和上覆岩石的密度；水平应力大小除了与油层埋藏深度有关外，还与油层构造形成条件及岩石力学性质和油层孔隙中的压力有关。
钻开油层后，井壁附近岩石的原始应力平衡状态遭到破坏，造成井壁附近岩石的应力集中。
在其它条件相同的情况下，油层埋藏越深，岩石的垂向应力越大，井壁的水平应力相应增加，所以井壁附近的岩石就越容易变形和破坏，从而引起在采油过程中油层出砂，甚至井壁坍塌。
(2)岩石的胶结状态油层出砂与油层岩石胶结物种类、数量和胶结方式有着密切的关系。
通常油层砂岩的胶结物主要有粘土、碳酸盐和硅质、铁质三种，以硅质和铁质胶结物的胶结强度最大，碳酸盐胶结物次之，粘土胶结物最差。
对于同一类型的胶结物，其数量越多，胶结强度越大。
油层砂岩的胶结方式主要有三种(图9-1)，一是基底胶结，砂岩颗粒完全浸没在胶结物中，彼此互不接触或接触很少，其胶结强度为最大，但由于其孔隙度和渗透率均很低，很难成为好的储油层；二是接触胶结，胶结物的数量不多，仅存于岩石颗粒接触处，其胶结强度最低；三是孔隙胶结，胶结物的数量介于基底胶结和接触胶结之间，胶结物不仅存在于岩石颗粒接触处，还充填于部分孔隙中，其胶结强度也处于基底胶结和接触胶结之间。
图1-1 油层砂岩胶结方式示意图a—基底胶结；b—接触胶结；c—孔隙胶结容易出砂的油层岩石主要以接触胶结方式为主，其胶结物数量少，而且其中往往含有较多的粘土胶结物。
(3)渗透率的影响渗透率的高低是油层岩石颗粒组成、孔隙结构和孔隙度等岩石物理属性的综合反应。
实验和生产实践证明，当其它条件相同时，油层的渗透率越高，其胶结强度越低，油层越容易出砂。
大庆西部稠油开采适用防砂技术研究
大庆西部稠油开采适用的防砂技术研究摘要:稠油油藏防砂是目前稠油开采过程中必须面对的技术难题。
油井出砂也将成为大庆西部稠油油藏投入开发之后要面对的一个重大问题。
经过早期的地质研究和防砂技术调研,我们对西部稠油油藏有了初步的地质认识,并且针对该地区的油藏和储层岩石特征进行了防砂技术适用性研究。
根据国内外油田防砂技术的应用情况,结合大庆西部稠油油藏开发的实际需要,作者对各种稠油油藏防砂技术进行了认真的调查研究,选出了适用于大庆西部稠油油藏开发的防砂技术。
关键词:稠油油藏大庆西部防砂适用性中图分类号:te3 文献标识码:a 文章编号:1674-098x(2011)07(b)-0050-01大庆西部稠油开发作为大庆油田的一个新领域,但在开采工艺上尚不成熟。
稠油开采防砂技术也是我们面临的一个新研究课题。
为了保证西部稠油开发的顺利进行,作者对当前的防砂技术和国内外各个油田防砂技术做了详细的调研,结合早期的油藏地质研究,对西部稠油各区块的出砂情况进行了预测并提出了适用的防砂技术[1]。
适用的防砂技术对我厂稠油油藏开发具有重大的技术和经济意义。
1 大庆西部稠油油藏出砂程度预测1.1 储层岩石类型及岩石物性(图1,2)一般来说,细砂和粉砂级碎屑对油层出砂的影响最大,而中砂级以上碎屑对油层出砂影响较小[2]。
因此,确定地层中细砂及粉砂碎屑与油层出砂之间的关系是研究岩性对油层出砂影响程度的关键。
根据测井原理可知,随着地层中细砂及粉砂级碎屑含量增高,岩性变细,声波时差值相应增大。
可以判断声波时差值越大,表明岩性越细,细砂及粉砂级碎屑含量越高,油层越容易出砂。
因此根据储层的粒度分布特征,我们可以对西部稠油油藏各个区块出砂趋势进行初步的预测。
由声波测井曲线图可以看出江桥地区该口井萨尔图油层容易出砂,江55-38-38井全井取心显示萨二、三组油层主力含油井段为466.3～472.5m,岩性主要为棕褐色油浸、富含油粉砂岩、极细砂岩和细砂岩。
化学防砂技术的研究与应用
从当前的发展趋势来看，该油田油层水敏性状况不佳，注水开发期间黏土矿物遇水膨胀迁移，增加了出砂的概率，继而对原油生产水平带来不利影响。
为了尽可能降低油井出砂情况出现的概率，该油田从开发到现在就已经将目光放在了化学防砂技术的研究与应用之中，并经过反复试验得到了良好的效果。
1 化学防砂技术及应用情况1.1 该油田采用化学防砂技术思路通常树脂类固砂剂很容易堵塞地层，当树脂完全凝固以后，还会致使地层渗透率不高，只有维持以往渗透率的40%～60%。
所以相关人员将目光放在了GFY-DMP低聚物这一防砂技术的研究上面，经过反复实验可以看到，该低聚物体系有着显著的优势，黏度不高、在砂岩表面存在着较强的吸附性能；与此同时，无论是在中低矿化度还是在高含水砂岩地层当中都可以达到聚合的效果，逐渐变成相应的体型链，最大限度地把松散砂岩牢固地胶结起来，同时胶结强度高，不单单在无形当中优化了井底流体的环境，而且还从根本上促进油井产液能力的全面提升。
1.2 具体应用1.2.1 产量恢复幅度大的井对于A11下井来说，相关人员在对其开展检泵工作以后，直到经过半年以后才对其进行二次检泵，因为干抽开展酸化施工作业，这个时候冲砂为53.63m3。
紧接着，相关人员在指定的时间内开展了化学防砂施工作业，这时冲砂为2.85m3。
在进行防砂施工作业的前期阶段，该井日产油是4t，含水为40%。
但开展玩化学防砂施工作业以后，该井日产量可以达到5.7t，含水量也从原来的40%减少到了20%。
现阶段该井日产油为3.5t，含水量为30%，这一数据与去年日产油最高水平比较相似。
由此可见，化学防砂剂用量规范，可以起到一定的固结作用，同时还能使得产量恢复到最初的状态。
就B15斜井而言，其和A11下井存在着某些相似之处，该井是在2018年7月18日开展了压裂施工，同时检测到其日产油量为2.5t。
不仅如此，相关人员还在2018年10月23日开展了化学防砂工作，该井从原来的2.5t慢慢降到0.6t，但采取GFY-DMP低聚物化学防砂技术以后，日产油慢慢复原到以前的4t。
防砂工艺及配套技术研究
防砂工艺及配套技术研究摘要：胜利油田部分油田、区块属于胶结疏松的常规稠油出砂油藏，油层埋藏浅，出砂严重，随着油田开采时间的延长，地层出砂加剧、防砂难度逐年增加。
为了提高这部分油田的开发效果，引进了新型的一次性高压充填防砂工艺，并在应用过程中不断对防砂配套技术、防砂施工工艺进行完善和改进应用，取得了良好的防砂增油效果。
关键词：出砂严重防砂新工艺应用效果前言随着油田开采时间的延长，部分地层出砂加剧、防砂难度逐年增加，如何根据地层状况的变化进行防砂工艺的优选就显得尤为重要。
2005年以来，为了提高油田开发效果，引进了新型的一次性高压充填防砂工艺，并在应用过程中不断地进行改进、配套和完善，取得了良好的防砂增油效果。
一、新型一次性高压充填防砂技术的应用及完善新型一次性高压充填防砂工艺是将防砂管柱及充填工具一次性下入井内，使地层预充填和管内砾石充填一次施工完成。
其主要优点是：将地层预充填和绕丝管充填两道工序合二为一，减少了施工工序和作业占井时间，单井施工周期平均比复合防砂缩短3～5天。
在该工艺的现场应用中，我们不断总结经验，对充填工具、施工工艺、防砂器材等进行了改进，同时加强了防砂配套技术的研究应用，进行了四项防砂技术的配套，并于2005年以后进行了大规模推广，有效提高了油田防砂效果。
二、防砂施工工艺的改进和创新1.加砂前大排量（每分钟1.2m3以上）挤前置液：（1）起到类似于压裂造缝的作用，提高加砂量。
（2）清洗炮眼内及近井地带的地层砂，将其推入地层深处，防止充填过程中地层砂与充填砂交混。
2.采用高性能的携砂液在高压充填施工过程中，若砂比过低，地层砂容易与充填砂交混，形成混砂带，会产生地层堵塞；同时，油井防砂投产后，由于近井地带铺砂浓度低，随着生产时间的延长，大量地层砂也容易进入充填层，降低近井地带渗透率，产生堵塞。
充填砂中若混入25%的地层砂，则堵塞率明显上升，在有粘土影响的情况下，堵塞更为严重。
针对这种情况，我们研究应用了高性能的羟丙基瓜胶水基溶液作为携砂液以提高携砂比，达到提高近井地带铺砂浓度，抑制地层砂运移，减少地层砂与充填砂交混的目的。
治沙防沙调研报告怎么写
治沙防沙调研报告怎么写治沙防沙调研报告一、调研目的本次调研的主要目的是了解当前沙漠化情况，分析沙漠化的主要原因及对社会经济发展的影响，并提出有效的治沙防沙对策。
二、调研方法本次调研采用问卷调查和现场实地考察相结合的方式进行。
问卷调查主要针对当地居民，了解他们对沙漠化的感受及生活受到的影响。
实地考察则是前往沙漠化严重的地区进行观察，深入了解沙漠化的现状以及影响。
三、调研结果1. 沙漠化现状：调查表明，近年来沙漠化现象逐渐严重化。
大片土地被沙丘覆盖，原有的植被遭到严重破坏，导致生活环境变差。
2. 沙漠化原因：主要原因包括气候变化、不合理的土地利用和人类活动等。
气候变化导致降水量减少，造成土壤水分严重不足；不合理的土地利用加剧了地表的裸露，造成沙土风化和侵蚀；人类活动中的过度开垦、过度放牧等也是沙漠化的重要因素。
3. 影响：沙漠化不仅使农田减产，导致农民生活水平下降，也对生态系统和生物多样性造成严重破坏。
此外，由于沙尘暴的频繁发生，对人体健康和交通运输等方面也带来了巨大的威胁。
4. 沙漠化治理：本地居民普遍认为，治理沙漠化是当务之急。
要加强土地保护，合理利用土地资源，加大植被恢复力度，同时推行生态农业，减少化学农药的使用。
四、调研分析通过以上调研结果，可以看出沙漠化的严重性及其对经济社会发展带来的负面影响是不可忽视的。
气候变化、人类活动等诸多因素导致了沙漠化的加剧，需要采取综合措施进行有效治理。
五、对策建议1. 加强法律法规建设：建立健全相关法律法规，规范土地利用行为，加强土地保护。
2. 推行节约用水政策：加大水资源的节约利用力度，减少土地水分的流失。
3. 加强防风固沙工作：加大植被恢复力度，修建沙障，有效防止风沙侵蚀。
4. 推行生态农业：鼓励农民转变种植观念，采用生物有机肥料和生态农业技术，减少化学农药的使用。
5. 加强科技创新：加大治沙防沙技术研发力度，探索更有效的治理方法。
六、结论沙漠化对社会经济发展带来了巨大的压力和威胁，必须采取综合措施进行治理。
防沙治沙 调研报告
防沙治沙调研报告在当前全球气候变化和环境保护的背景下，防沙治沙工作扮演着重要的角色。
为了更好地了解防沙治沙的现状和发展趋势，本次调研报告将主要从三个方面进行分析和讨论。
首先，我们将探讨防沙治沙的重要性和意义。
随着环境问题的日益严重，沙尘暴灾害已成为威胁人类生存和发展的重要因素之一。
沙尘暴剥夺了农民的耕地，破坏了生态环境，威胁了人民的生命安全。
防沙治沙工作可以有效地减少沙尘暴发生的频率和影响范围，保护土壤和水资源，维护健康的生态环境，从而实现可持续发展。
其次，我们将分析目前防沙治沙工作的主要措施和应用技术。
防沙治沙的方法主要包括植树造林、固沙造地和整地复绿等。
植树造林是最直接有效的防沙治沙方式之一，通过植树造林可以固定沙土，调节气候，提高土壤肥力。
固沙造地是将沙地转化为耕地的一种手段，利用适应沙地环境的植物种植和土壤改良等方法，将沙地转化为具有较高生产力的耕地。
整地复绿是通过植被恢复和土壤改良等手段来提高土壤抗风蚀能力和水分保持能力，从而实现防沙治沙的目标。
此外，应用技术在防沙治沙中也占据着重要的地位，如遥感技术、GIS技术和遗传工程等，它们能够提供沙地分布状况的准确数据和科学的防沙治沙方案。
最后，我们将探讨防沙治沙工作的瓶颈和未来发展趋势。
目前，防沙治沙工作面临着资源投入不足、技术创新不足和政策推动不足等问题。
在未来的发展中，我们应加大对防沙治沙的投资力度，加强科学研究和技术创新，促进相关政策的落地实施。
同时，应加强国际合作，共同应对全球气候变化和环境问题，共同推进全球防沙治沙事业的发展。
总之，防沙治沙是一项非常重要的工作，对于保护生态环境、维护可持续发展具有重要意义。
通过分析防沙治沙的重要性、主要措施和应用技术、瓶颈和未来发展趋势，我们可以更好地认识到防沙治沙工作的重要性，并为进一步推动防沙治沙事业的发展提供参考和指导。
完井防砂技术研究毕业设计【优秀】
19.51
22-1-3
下层系
N2Y1I
1488-1495
16.32
7.99
22-1-5
下层系
N2Y1II
1599-1608
12.78
5.63
平均
16.60
8.92
15-1-4
II
1480-1496
17.84
9.13
15-1-4
III
1610-1628
18.06
稠油开采防砂技术及影响因素的探讨
稠油开采防砂技术及影响因素的探讨稠油开采是指对粘度较高的稠油进行开采和生产的一种技术，稠油一般指原油的粘度在1000mPa·s以上的一类原油。
稠油储量较大，但开采难度也较大。
在稠油开采过程中，砂是一个常见的问题，因为砂会造成管道堵塞、设备磨损和生产能力降低。
防砂技术在稠油开采中显得尤为重要。
本文将就稠油开采防砂技术及其影响因素进行探讨。
一、防砂技术1. 物理方法物理方法是指利用物理手段来防止砂进入生产设备。
物理方法通常包括沉降器、旋转器和筛网等装置。
沉降器通过重力和液体的阻力将砂颗粒沉降到底部，以达到过滤的目的。
旋转器则通过离心力将悬浮颗粒分离出来，起到分离砂和液体的作用。
筛网则是通过网孔的大小来阻止砂颗粒进入管道，达到过滤的效果。
2. 化学方法化学方法是指利用化学药品来改变砂颗粒表面的性质，使其在液体中难以悬浮或沉淀下来。
常用的化学方法包括表面活性剂和聚合物等。
表面活性剂可以使颗粒之间的吸附力减小，从而使粘合在一起的沙粒被分散开来，减小对设备的损害。
而聚合物可以增加液体的黏度，使得砂颗粒在液体中难以分散，从而减少对设备的侵蚀。
3. 机械方法机械方法是指通过机械装置来对砂颗粒进行分离和处理。
常用的机械方法包括离心分离、筛选和除磁等。
离心分离是通过离心力将砂颗粒和液体分离开来，从而防止砂颗粒进入生产设备。
筛选则是利用筛网将砂颗粒分离出来，达到过滤的效果。
除磁则是利用磁场将磁性颗粒分离出来，减少对设备的磨损。
二、影响因素1. 地质条件地质条件是稠油开采防砂技术的重要影响因素。
地质条件包括地层结构、岩性和沉积环境等。
不同的地质条件会导致砂含量、颗粒大小和分布不同，从而影响防砂技术的选择和实施。
3. 生产设备生产设备是稠油开采防砂技术的重要影响因素。
生产设备包括沉降器、旋转器和筛网等。
不同的设备对砂的分离效果不同，从而影响防砂技术的实施效果。
稠油开采防砂技术是稠油开采中至关重要的一环。
物理方法、化学方法和机械方法是常用的防砂技术，而地质条件、生产工艺和生产设备是影响防砂技术选择和实施的关键因素。
压裂封口防砂技术调研报告
压裂封口防砂技术调研压裂气井在返排过程中和生产过程中，有两种情况可能导致出砂：裂缝还未完全闭合或裂缝中只部分填充了支撑剂，还留有部分流动的余地。
如果有部分支撑剂未能被裂缝壁夹住, 还自由地悬浮着。
液体的回流可能将这些支撑剂带回井筒。
如果液体还维持有足够的黏度，裂缝还未闭合时就开始返排，就可能出砂。
从压裂角度出砂分析：（1）煤层的杨氏模量较常规砂岩小，易形成较宽的水力裂缝，而煤层的闭合压力一般较低，这些特性造成煤层压后支撑剂回流严重（2）关井时间过短，未破胶的高粘度液体，易携支撑剂返排。
为了加速返排，通常采用液氮拌注增能压裂、泡沫压裂液作业，提高压后返排速度，但此类方法增加了流体动能，使得支撑剂容易返吐，一定程度上限制了返排速度的进一步提高。
同时破坏了压裂施工原有的人工裂缝的铺砂剖面。
针对上述问题对大粒径、纤维、覆膜砂尾追技术进行了调研。
1. 大粒径尾追压裂技术1.1 定义在一次压裂施工中按一定次序添加多种尺度的支撑剂, 分别利用不同尺度支撑剂的各自特性, 在裂缝端部或空间狭窄的区域添加小粒径支撑剂, 在缝口或造缝质量良好的区域添加大粒径支撑剂, 保障施工成功、防止支撑剂返吐、提高裂缝质量, 使裂缝导流能力达到最佳。
1.2 作用原理（借鉴压裂防砂原理）流体对颗粒的冲刷与携带能力主要取决于其流速，流速越大，对地层的冲刷作用越厉害，出砂就越严重。
大粒径支撑剂的支撑孔隙要高于小粒径支撑剂的支撑孔隙，使井筒附近流体流速降低，从而降低了对小颗粒的冲刷和携带作用，大大减轻出砂程度。
1.3 支撑剂分类1.4 施工难点由于一般采用低黏压裂液，沉砂剖面上的动态平衡高度较小，上边的流速快。
因此，常规尾追大粒径支撑剂的方法很难在近井筒处实现(见下图)。
此时应该采用变排量方法，降低沉砂高度，增大砂堤上的过流端呵高度，才能使后续加入的大粒径支撑剂按预期那样堆积在征井筒处。
2. 尾追纤维压裂防砂技术2.1 纤维压裂工艺定义将拌有纤维的携砂液注入裂缝后，通过纤维缠绕来包裹支撑剂颗粒，压裂施工结束而裂缝闭合时,裂缝中的支撑剂因承受侧限压力，颗粒间以接触的形式相互作用而达到力学平衡，从而达到防砂的工艺。
氟硼酸防砂技术研究与应用
氟硼酸防砂技术研究与应用海外河油田属注水开发稠油油田。
主力层东营组为砂岩泥质胶结。
由于泥质含量高、成岩作用差，岩石颗粒以点接触为主，储层胶结强度低，生产过程中油井出砂普遍。
对出细粉砂以及出泥质的油井，常规防砂方法受到限制，影响油井正常生产。
本文从配方组成、作用机理、室内评价、现场试验对氟硼酸防砂体系进行了研究。
在海外河油田进行了39井次的现场试验，取得较好的防砂效果。
标签：稠油油田氟硼酸防砂实验研究应用海外河油田储集层为砂岩泥质胶结，由于泥质含量高（泥岩蒙脱石相对含量高达76.5%）、成岩作用差，岩石颗粒间又以点接触为主，造成储层胶结强度低。
由于产出的为细粉泥砂或粘土类物质，且这些产出物呈悬浮状态悬浮于产出液中，造成卡泵和作业频繁。
对这种出砂，常规的防砂方法难以成功。
89年开发以来，油井在生产过程中出砂普遍。
筛析结果表明：砂粒度中值一般在0.14-0.16mm之间，属细粉砂范畴。
为能达到防砂目的，又不使油井产能下降幅度太大，针对海外河油田的岩性特点，开展了氟硼酸防砂研究工作。
1 氟硼酸防砂剂组成及作用机理1.1 配方组成主剂为6%～8%的氟硼酸。
辅助添加剂：粘土稳定剂、缓蚀剂、铁离子稳定剂、破乳剂、胶束溶剂等成份。
1.2 反应机理氟硼酸水解反应为多级水解且反应可逆。
HBF4+H2O → H3O++ BF4-BF4-+H2O → BF3OH-+HFBF3OH-+H2O → BF2（OH）2-+HFBF2（OH）2-+H2O → BF（OH）3-+HFBF（OH）3-+H2O → H3BO3+HF +OH-氟硼酸水解动力学方程：单位为（mol/L）-1min-1，T为K。
1.3 主要作用机理1.3.1 深部解堵氟硼酸缓慢水解生成HF可达到地层内较大范围，溶解粘土和地层微粒恢复、改善地层的渗透性。
HF与砂岩中的粘土和颗粒反应表达式为：高岭石与氢氟酸反应式：AL4[Si4O10]（OH）8 +48HF → 4H2SiF6 + 4H3ALF6 + 18H2O （2）蒙脱石与氢氟酸反应式：AL4[Si8O20]（OH）4 +72HF → 8H2SiF6 + 4H3ALF6 + 24H2O （3）石英与氢氟酸反应式：SiO2 + 6HF → H2SiF6 + 2H2O （4）1.3.2 脱敏生成的氢氧氟硼酸、硼酸与岩石发生离子反应，生成硼硅酸盐和硼酸盐，使粘土颗粒或地层微粒稳定化。
油气藏防砂技术研究与应用
油气藏防砂技术研究与应用针对疏松砂岩油气藏普遍出砂，出砂严重的问题，调研国内外的有关疏松砂岩油气藏防砂工艺技术，分析出砂机理，重点介绍目前主要的防砂工艺技术，与特定的油气田相结合，进行适用范围条件的试验分析，效果比较评价，优选出更适合指定油气田的防砂方法。
标签：疏松砂岩防砂适应性研究引言国内油气井防砂先后采用了绕丝筛管砾石充填、陶瓷滤砂管防砂、酸化固砂和直接固砂等防砂工艺，但是防砂效果没有达到预期效果。
之后逐渐摸索出从单一方法防砂向复合防砂转变，先后实施了纤维复合、高压充填、端部脱砂、CS-2固结剂等防砂工艺技术试验研究，并在典型多层、薄层、气水层间互气藏的出砂井中取得了一定的效果。
同时对防砂材料和防砂工艺进行了改进和完善，逐步形成了较为适合疏松砂岩油气藏的防砂的工艺技术，即端部脱砂、高压充填、纤维复合三种防砂工艺技术。
国外油气井防砂主要采用管内绕丝筛管砾石充填，其次是预充填绕丝筛管、树脂胶结、涂层预包砂充填等工艺技术。
对于疏松砂岩油气藏，目前主要是绕丝筛管砾石充填、双层预充填绕丝筛管防砂工艺。
对于砂粒粒度中值相对较粗、分选性较好的地层，防砂效果比较理想，对于砂粒粒径较细的地层，采用过树脂砂浆人工井壁化学防砂工艺，取得过不同程度的防砂效果。
1 疏松砂岩出砂机理分析油气井出砂通常是由于井底附近地带的岩层结构遭受破坏引起的，其中弱胶结或者中等胶结地层的出砂现象较为严重。
由于这类岩石胶结性差、强度低，一般在较大的生产压差时，就容易造成井底周围地层发生破坏而出砂。
1.1渗流砂的流动疏松砂岩油气藏在开发过程中，因地层本身胶结弱，储层中存在大量细小、弱胶结微粒，这部分微粒的最大特点是易于启动，即使产量很低的情况下也难以克服它们在储层中产生的运移，这种原始地层微粒称为“渗流砂”[1]。
不同类型岩石中“渗流砂”颗粒的含量不同，相对于泥质粉砂岩和细砂岩中高，主要原因是这类岩石中不仅杂基含量高，而且物性好，为颗粒启动提供了足够的空间;相反其它类型的岩石中尽管有足够的杂基颗粒含量，但是由于泥质含量过高，粘土间相互作用，易于呈集合状产状，且单个孔隙体积小，不利于颗粒的启动。
纤维复合防砂技术的机理研究及应用
纤维复合防砂技术的机理研究及应用
近年来，纤维复合防砂技术逐渐受到人们的重视，由于其具有良好的复合性能，更有
利于抵抗砂漫侵蚀。
它是将纤维和复合材料加入粘接剂形成多层结构，利用物理作用阻挡
砂粒的冲刷，抑制砂漫侵蚀的影响。
砂漫侵蚀的使用方法主要有：第一步是实施坡度保护；第二步是将粘接剂与纤维复合
材料混合，将其均匀填充于坡度保护位置，创造形成保有饱满的多层结构；第三步是将喷
涂物添加涂刷通压缝，这会更有利于砂漫侵蚀的阻断，同时创造出强大的空气摩擦力，抵
抗水流穿墙；第四步是覆盖防护材料和落地材料，使被保护面具有波动砂漫抗力。
纤维复合防砂技术具有良好的抗磨性，可以有效阻挡砂漫的侵蚀作用，起到让结构表
面减少流动性的作用。
纤维可以有效阻挡砂漫的侵蚀，有效减少结构表面的流动性，减缓
坡度。
复合材料可以抑制感应磨损，使结构表面强度更高，使结构更具耐砂漫侵蚀性。
纤维复合防砂技术在现实应用中表现良好，如在水利工程中采用该技术进行砂漫侵蚀
防护，可以显著提高防护效果，使结构受侵蚀的时间大大减少，从而有效防止砂漫的侵蚀。
同时，纤维复合防砂技术也在低压防渗护坡等场合应用，发挥出良好的应用价值。
因此，可以说，纤维复合防砂技术的应用，不仅能满足砂漫侵蚀的防护需求，还可以
显著减少结构耐久性的耗费。
究其原因，正是由于纤维复合防砂技术本身具有自主全面耐
侵蚀性能，以及其它优良性能而得以支配。
化学防砂技术的现状及其进展
用防砂胶结剂将松散砂粒胶结起来（见下图）。
防砂胶结剂对砂粒的胶结
人工胶结砂层防砂方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 具有一定胶结强度及渗透性的胶结砂层，达到防砂的目的 的方法，目前已使用的方法主要有酚醛树脂溶液及酚醛溶 液地下合成等方法。 步骤： (1)地层的预处理 (2)胶结剂的注入
出砂预测方法
岩心室内实验预测方法 主要包括流动破坏性实验，抗压强度试验及孔隙 度、渗透率测试等。几种静态资料可作为出砂判 断的辅助资料加以应用，而岩心流动实验则直接 反映生产动态条件下压差、流速与出砂之间的关 系。改变通过岩心的流量、测试出口含砂量变化， 排除砂粒粒度分布及粒级相结合，根据油井配产 指标，可判断在正常生产时是否出砂或出砂程度， 从而决定防砂的必要性和防砂时机。
出砂预测方法
JI.G.MeДK等人推导出防止油井出砂的最低流动压力方程， 即： Pmin ≤ ρgβHcosφ{2μ/（1-μ）-α}-c 式中 Pmin——最低油井井底流压，MPa； ρ—岩石 密度，kg/m3； β—岩石导压系数，1/MPa； g—重力加速度； H—产层厚度，m； φ—地层倾角，（。） μ—岩石泊松比，无量纲； c—岩石颗粒的内聚力， MPa。 计算出保证产层不出砂的油井最低流压。根据实际生 产要求的配产量及生产压差，求出实际流压。若实际流压 大于计算得到的最低流压，则生产过程中不会出砂，反之 生产过程中就会出砂。
国内外防砂技术现状与发展趋势
本科生毕业设计（论文）论文题目：油井防砂工艺技术研究学生姓名：×××学号：系别：石油工程系专业年级：指导教师：目录第一章绪论 .................... 错误！未定义书签。
1. 研究的目的和意义....................................................................................... 错误！未定义书签。
2. 国内外研究现状........................................................................................... 错误！未定义书签。
3. 研究的目标、技术路线及所完成的工作................................................... 错误！未定义书签。
3.1 研究的目标......................................................................................... 错误！未定义书签。
3.2 技术路线............................................................................................. 错误！未定义书签。
3.3 本文所完成的工作............................................................................. 错误！未定义书签。
第二章出砂原因和出砂机理 ...... 错误！未定义书签。
1. 出砂因素....................................................................................................... 错误！未定义书签。
机械防砂调研
防砂对于出砂油藏有着重要意义，防砂的成功与否直接关系到油气藏是否能够正常开发。
随着新科技和新材料的不断发展和完善，机械防砂技术也获得了日新月异的进展。
特别是20世纪90年代以来各种新的防砂技术在油田现场应用均取得了良好的效果。
论述了20世纪90年代以来机械防砂技术的现状及发展趋势。
1 防砂技术的现状对于出砂油藏，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作用。
进入20世纪90年代以来，在旧的防砂工艺不断完善的基础上，积极研究开发防砂新工艺、新方法，特别是在机械防砂方面，取得了飞速的发展。
目前防砂技术主要以机械防砂为主。
国外机械防砂工艺技术研究起步较早，1932年就开始采用砾石充填法防砂，此法目前在国内外防砂方面仍占主要地位，约占防砂作业的90％以上。
其中绕丝筛管砾石充填法经过完善和发展，已经成为一项较成熟的技术。
如常规砾石充填防砂、振动砾石充填防砂、分层砾石充填防砂和旁通砾石充填防砂等。
随着防砂技术的研究和发展，滤砂管防砂技术也日趋成熟，-形成一系列先进、适用的防砂技术，如不锈钢金属棉滤砂管、金属毡滤砂管、陶瓷管等。
2．4 不锈钢金属棉滤砂管不锈钢金属棉主要由内、外管和不锈钢丝压制的金属片组成，因为金属棉有很高的弹性，不同的生产压力会形成不同的孔喉通道，不同的地层砂会通过相应的孔喉通道进入井筒内，根据油层的地质情况可压制相应的金属棉，形成良好的挡砂能力。
其特点是：抗压强度高、渗透率高，流通面很大，施工工艺简单，作业周期短。
胜利石油管理局采油工艺研究院研制的整体式不锈钢金属棉在埕岛油田应用，收到了很好的防砂效果；中原文留油田对20余口抽油出砂井应用金属棉滤砂管防砂，有效率达86．9％，平均检泵周期达278天。
陶瓷防砂滤管这种滤砂管是利用烧结的陶瓷管阻挡地层砂的侵入，挡砂精度和渗透率可由选择陶粒尺寸来实现，其结构与环氧树脂滤砂管大致相同，不同的是在陶瓷管外面又加了一层割缝套管，避免下井时碰撞，提高了滤砂管强度。
国内外防砂工艺技术现状及新进展
另外，将热溶材料加工成外径80 mm、内径60 mm的油管, 用AG25T
电子万能力学试验机测定了抗拉强度，结果表明，其抗拉强度完全可 以满足油田井下生产和作业的要求。
混纤维砂浆压裂充填
作用机理 将一定量的纤维材料（如玻璃纤维、 石棉纤维、金属纤维、聚合物纤维等）混 入支撑剂中，随压裂液一起挤入地层，使 纤维在颗粒之间构成网络，限制支撑剂的 移动，减少支撑剂之间的碰撞，达到理想 的压裂充填效果。
光纤精密筛管(左)和光纤分流筛管(右)剖视图
新型滤砂管——光纤适配筛管
用途 · 监测水平井筒温度； · 裸眼井砾石充填； · 裸眼井独立筛管完井； · 分流筛管作业。
基管外径 重 量 筛管外径 偏心
光纤精密筛管(左)和光纤分流筛管(右)剖 视图
护套外径 角度 角度 公差
无分流管的筛管外径尺寸接近。
投产后日产油15-35t/d，井口不含砂。
新型滤砂管——光纤适配筛管
是斯伦贝谢公司原有标准绕丝筛管和分流筛管基础上开发的产品。具有 改进的保护外套和内嵌式设计，以固定和密封扁平双控制线在筛管的嵌 槽内，并隔一定距离采用焊接在外套上的夹具进行固定，另外还在每一 接头处采用特殊夹具固定。它能测取井筒内每隔1m的温度，能够与湿 式接头精确匹配以实现层段密封，能在生产管柱下入后提供地面到筛管 鞋之间（往返）控制线连续和通讯。
适度防砂，求得 防砂与产能平衡
四项新技术的形成
新技术一：高压挤压充填防砂工艺技术 新技术二：压裂防砂工艺技术 新技术四：分层注水防砂一体化技术
不同胶结和出砂 类型，不同开发 阶段，采取相应 措施
新技术三：水平井为代表的复杂结构井防砂技术
国外对防砂的认识
独立筛管完井：表皮系数较低，初期产能高，但经常在初期大量出砂后，出砂量 降低（仍可能有间歇性大量出砂）。随着含水上升，出砂量上升，最终失效侧钻。 膨胀式筛管完井：表皮系数较低，与裸眼砾石充填防砂效果相当，初期产能高， 针对一个油田，很难找寻到一套普适规律或标准来推广和应用， 但水窜后长期可靠性变差。许多膨胀筛管井短期投产后都改为转注井，但也有持 实际防砂中，人为经验更加重要。 续5年不出砂的井。
深井试油防砂工艺技术研究的开题报告
深井试油防砂工艺技术研究的开题报告一、研究背景及意义在油田开发过程中，深井试油是必不可少的一项工作。
但由于岩石里的砂粒容易随着油流进入井管，砂粒的进入会影响油井的正常产量，甚至会造成油井的破坏。
因此，如何防止油井砂粒的进入，保证油井的正常产量就成为了一个重要的问题。
针对这个问题，石油工作者们通过多年的探索和实践，研究出了一系列的深井试油防砂工艺技术。
这些技术包括人工重质物防砂、堵隔水层防砂、增粘凝胶防砂等等。
这些技术的研究和应用，对于油田的稳定生产和开发具有重要的意义。
二、研究内容本研究的主要内容是针对深井试油防砂技术进行深入研究，重点研究以下几个方面：1. 人工重质物防砂技术人工重质物防砂技术是目前应用较为广泛的一种防砂技术。
本研究将对这种技术进行深入分析和研究，研究其原理、应用范围和限制因素。
2. 堵隔水层防砂技术堵隔水层防砂技术是防止油井砂粒进入的一种有效手段。
本研究将研究该技术的堵隔原理、堵隔材料的选择、堵隔工艺的优化等方面。
3. 增粘凝胶防砂技术增粘凝胶防砂技术是一种较新的防砂技术，其主要原理是利用增粘剂和凝胶剂将防砂材料与井壁粘结，形成一层坚固的防砂墙。
本研究将分析该技术的优势和局限性，研究其最佳应用条件和工艺优化方案。
4. 防砂工艺技术的比较分析本研究将对以上几种防砂技术进行比较分析，并研究其适用性和优劣势，以期为现实生产提供科学有效的参考。
三、研究方法本研究将采取实验室模拟试验、田间试验和文献资料分析等方法，对深井试油防砂技术进行深入研究。
同时，结合现场实际情况，对防砂工艺技术的适用性和优化方案进行探讨。
四、研究预期成果本研究的预期成果包括：1. 深入理解深井试油防砂技术的原理和应用场景。
2. 比较分析不同防砂技术的优缺点，为生产实践提供科学有效的参考。
3. 对防砂工艺技术的最佳应用条件和工艺优化方案进行探讨，提出适用的技术方案。
五、研究进度安排本研究的进度安排如下：1. 第一年：深入分析人工重质物防砂技术，开展相关实验，并撰写论文。
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国内外防砂决策及工艺技术调研报告1.出砂机理理论基础1.1地层出砂的影响因素油层出砂是由于井底附近地带的岩层结构破坏所引起的，它是各种因素综合影响的结果，这些因素可以归结为两个方面，即地质条件和开采因素，其中地质条件是内因，开采因素是外因。
1.1.1内因—砂岩油层的地质条件(1)应力状态砂岩油层在钻井前处于应力平衡状态。
垂向应力大小取决于油层埋藏深度和上覆岩石的密度；水平应力大小除了与油层埋藏深度有关外，还与油层构造形成条件及岩石力学性质和油层孔隙中的压力有关。
钻开油层后，井壁附近岩石的原始应力平衡状态遭到破坏，造成井壁附近岩石的应力集中。
在其它条件相同的情况下，油层埋藏越深，岩石的垂向应力越大，井壁的水平应力相应增加，所以井壁附近的岩石就越容易变形和破坏，从而引起在采油过程中油层出砂，甚至井壁坍塌。
(2)岩石的胶结状态油层出砂与油层岩石胶结物种类、数量和胶结方式有着密切的关系。
通常油层砂岩的胶结物主要有粘土、碳酸盐和硅质、铁质三种，以硅质和铁质胶结物的胶结强度最大，碳酸盐胶结物次之，粘土胶结物最差。
对于同一类型的胶结物，其数量越多，胶结强度越大。
油层砂岩的胶结方式主要有三种(图9-1)，一是基底胶结，砂岩颗粒完全浸没在胶结物中，彼此互不接触或接触很少，其胶结强度为最大，但由于其孔隙度和渗透率均很低，很难成为好的储油层；二是接触胶结，胶结物的数量不多，仅存于岩石颗粒接触处，其胶结强度最低；三是孔隙胶结，胶结物的数量介于基底胶结和接触胶结之间，胶结物不仅存在于岩石颗粒接触处，还充填于部分孔隙中，其胶结强度也处于基底胶结和接触胶结之间。
图1-1 油层砂岩胶结方式示意图a—基底胶结；b—接触胶结；c—孔隙胶结容易出砂的油层岩石主要以接触胶结方式为主，其胶结物数量少，而且其中往往含有较多的粘土胶结物。
(3)渗透率的影响渗透率的高低是油层岩石颗粒组成、孔隙结构和孔隙度等岩石物理属性的综合反应。
实验和生产实践证明，当其它条件相同时，油层的渗透率越高，其胶结强度越低，油层越容易出砂。
1.1.2外因—开采因素(1)固井质量由于固井质量差，使得套管外水泥环和井壁岩石没有粘在一起，在生产中形成高低压层的串通，使井壁岩石不断受到冲刷，粘土夹层膨胀，岩石胶结遭到破坏，因而导致油井出砂。
(2)射孔密度射孔完井是目前各油田普遍采用的沟通油流通道的方法，如果射孔密度过大，有可能使套管破裂和砂岩油层结构遭到破坏，引起油井出砂。
(3)油井工作制度在油井生产过程中，流体渗流而产生的对油层岩石的冲刷力和对颗粒的拖曳力是疏松油层出砂的重要原因。
在其它条件相同时，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、水井工作制度的突然变化，使得油层岩石受力状况发生变化，也容易引起油层出砂。
(4)其它油层含水后部分胶结物被溶解使得岩石胶结强度降低或者油层压力降低，增加了地应力对岩石颗粒的挤压作用，扰乱了颗粒间的胶结，可能引起油井出砂。
不适当的措施如压裂和酸化等，降低了油层岩石胶结强度，使得油层变得疏松而出砂。
总之，不适于易出砂油藏的工程措施、不合理的油井工作制度及工作制度的突然变化、频繁而低质量的修井作业、设计不良的措施和不科学的生产管理等都可能造成油气井出砂。
这些都应当尽可能避免。
由于油田开发过程中压力变化而引起的岩石应力状态的失衡及油气渗流的冲刷力，虽然是不可避免的，但应尽量防止和减少它们可能对造成出砂的影响。
对于胶结物中粘土含量高易发生粘土膨胀而可能引起出砂的井，采取必要的防膨措施则可防止和减少因此而造成的油层出砂。
对于疏松油层除合理的工作制度外，主要是选择合理完井方式和采取先期防砂。
1.2岩石破坏机理理论基础1.2.1岩石破坏准则（1）库仑(Coulomb)破裂准则库仑假定：若岩石内部某面上的正应力σ 和剪切力τ 满足条件： μστ+=0S (1-1)则该面将发生破裂。
式中的S 0和μ是与岩石种类有关的材料常数。
S 0叫做聚合强度（Cohesion ）,工程上称为内聚力；μ叫做内摩擦系数，工程上常令ϕϕμ ,tg =称为内摩擦角。
以上就是库仑准则的原始描述。
下面据此进一步讨论岩石破裂的条件和破裂与加载应力场的关系。
进一步推导可以将库仑破裂条件（准则）写成：301σσq C +=(1-2) 其中： ⎥⎦⎤⎢⎣⎡++=μμ21200)1(2S C (1-3)为岩石单轴抗压强度，而q 的表达式为：[][]ϕμμμμtg q =-+++=2/1222/12)1()1( (1-4)（2）摩尔破裂准则摩尔于1900年提出，当一个面上的剪应力τ与正应力σ之间满足某种函数关系时，即：()τσ=f (1-5) 材料沿该面会发生破裂，这就是摩尔破裂准则。
其中函数f 的形式与岩石种类有关。
不难看出，摩尔准则是库仑准则的一般化。
因为库仑准则在τσ-平面上代表一条直线，而摩尔准则代表了τσ-平面中的一条摩尔曲线，我们可以由岩石中的三个主应力，用建造三维摩尔圆的方法，求出任意方位面上的正应力和剪应力。
如果岩石内部各种可能的应力状态在摩尔曲线的下方，则不会发生破裂；如果以31,σσ为半径的大圆与莫尔曲线相切，则岩石会发生破裂，破裂面的方位可以由摩尔圆直接求出。
（3）格里菲斯破裂准则格里菲斯给出了另外一种岩石破裂准则：当0331>+σσ时， ()),(8310231σσσσ+=-T(1-6) 当 0331<+σσ时，03 T -=σ， (1-7) 此处T 0是岩石的单轴向抗张强度。
格里菲斯准则是基于断裂力学得到的，它的优点是企图把抗张破裂准则与剪切破裂准则统一起来。
（4）默雷尔破裂准则1966年，Murrell （默雷尔）总结了砂岩实验的资料，给出了岩石剪切破裂的条件。
Murrell 的经验公式为：n λστ= (1-8)对于砂岩，010.0607.0 ,5.08.41±=±=n λ。
默雷尔公式从解析的角度给出了)(στf =的具体函数关系式。
在τσ-平面，表征这种关系的是一条向下弯曲的曲线(因n < 1)。
所以，如果破裂准则是由默雷尔经验公式所确定，那么一个明显的结论就是当围压十分高时，破裂面与最大主应力轴的夹角趋于45°。
1.2.2剪切破坏机理剪切破坏是大多数现场出砂的基本机理。
通常以岩石力学的库仑-摩尔破坏准则为基础，认为出砂是由于炮孔及井眼周围的岩石所受的应力超过岩石本身的强度使地层产生剪切破坏，从而产生了破裂面，破裂面的产生降低了岩石承载能力并进一步破碎和向外扩张，同时由于产液流动的拖曳力，将破裂面上的砂子剥离、携带出来，导致出砂。
剪切破坏与过大的生产压差有关，岩石一旦发生剪切破坏，将造成大量突发性出砂，严重时砂埋油层、井筒，甚至造成油井报废。
1.2.3拉伸破坏机理流体流动作用于炮孔周围地层颗粒上的水动力拖曳力过大，会使弹孔壁岩石所受的径向应力超过其本身的抗拉强度，脱离母体而导致出砂。
它与过大的开采流速及液体粘度有关，并具有自稳定效应。
M.B.Dusseault 对弹孔周围的岩石进行了力学分析，图1－1是射孔造成弱固结砂岩破坏的示意图。
经过射孔后，炮孔周围往外的岩石可依次分为颗粒压碎区、岩石重塑区、塑性受损及变化较小的受损区，并可与岩样做压缩试验时的全应力-应变曲线上的各区相对应（见图1－2）。
远离炮孔的A区是大范围的弹性区，其受损较小，B1~B2区是一个弹/塑性区，包括塑性硬化和软化，地层遭到不同程度的损坏，C区是一个完全损坏区，岩石经受了重新塑化，产生了近于完全塑性状态的应变。
紧挨弹孔周围的岩石由于受到剧烈的震动被压碎，一部分水泥环也受到了松动损害。
如果岩石材料的抗剪切强度较低，射孔后使孔周围的岩石强度进一步下降，如果掩饰的强度无法抵抗由原地应力作用在弹孔周围的形成的应力场，便会产生剪切破坏或屈服，进而逐层剥离孔壁，形成出砂。
另一方面，在开采时，由于存在差应力的应力场（生产压差），流体的流动会降低岩石的剪切强度。
微粒运移造成部分孔隙的堵塞所形成的表皮效应也会使压力降升高，导致在低拉伸强度的岩石中产生颗粒的拉伸剥离，如图1－3所示。
从图中可以看出，切应力几乎永远是压应力，它与径向应力组成弹孔周围的差应力，这是产生剪切破坏的力源。
研究认为，因为弹孔周围地层的孔隙度和渗透性高（疏松砂岩），因而，其孔隙压力近似等于孔穴内的压力，即有效应力为零，于是孔壁的岩石处于单轴压缩状态，很容易发生剪切破坏。
与此同时，由于流体的流动在孔穴周围形成剧烈的压力降，而部分孔隙堵塞造成的表皮效应将使流动压降增大，从而可能使径向应力变成拉伸应力，使孔壁材料产生拉伸破坏，导致岩石颗粒剥离孔壁而随油气产出。
图1-2 弹孔周围地层受损情况示意图图1-3典型的岩石全应力-应变曲线图1-4流体向孔内流动产生孔穴壁的拉伸破坏坏坏由于砂岩储层是由颗粒材料组成的，水动力拖曳力作用于靠近孔穴壁自由表面的颗粒上，它能够克服周围材料作用于单个颗粒或颗粒群体上的接触阻挡力（包括颗粒间的联结力和摩擦阻力）而使颗粒剥离下来。
岩石颗粒材料之间接触的法向联结力和切向摩擦力而使岩石固结在一起，这是保持孔穴稳定的作用力。
开采时，流体向井内流动产生作用在材料上的内向应力，单个颗粒或不稳定颗粒群体由于在孔隙内外压差dp的作用而出现指向孔穴内的拖曳力，这两种力同时产生颗粒的剥离作用，只要这两种力克服了保持孔穴稳定的力，便会出砂。
这个模型更适合由于射孔使孔周材料已被剪切屈服的弱化材料。
这时颗粒间的摩擦力和法向拱应力是很小的，压力降很容易驱走固结最弱的大颗粒或颗粒群（团块/碎片）。
不过，尽管固相砂粒产出是个别剥离事件的连续，但最后总要达到某些颗粒的稳定而形成自然砂拱。
环绕孔穴的桥拱应力会有助于砂拱的稳定，甚至在有流体向内流动时也是这样。
使砂拱稳定的另一因素是发展起来的破碎区会承担一些应力而提供部分支撑力（这可以从岩石材料强度的峰后效应看出来）。
弹孔周围岩石受单向压缩应力或一向为拉伸、一向为压缩的应力，使岩石极易产生剪切破坏和拉伸破坏，这是开采过程中地层出砂的主要原因。
1.2.4微粒运移机理在疏松砂岩油藏中，地层内部存在着大量的自由微粒，在流动液体的拖拽力作用下，自由微粒会在地层内部运移直至流入井筒造成出砂。
如果这些微粒在被地层孔喉阻挡后，会使流体渗流阻力局部增大，进一步增大流体对岩石的拖拽力，使未被阻挡的更细的微粒随流体进入井筒造成出砂。
油层充填砂受力分析如图1－4所示。
设充填砂半径R、组成岩石的骨架砂粒半径为R、多孔介质孔道中的流速U。
充填砂在运动方向所受的推力Fx、和与S运动方向垂直的升力Fz、统称为水动力。
砂粒本身重力F。
任何两颗微粒之G间、微粒与孔壁之问，总存在有相互吸。
引力，即范德华力FA处于多孔介质孔道中的充填砂，当流体的流动速度不断增加时，则砂粒受到的流体冲刷力会越来越大、当达到某一流速时，水动力和双电层斥力就会克服各种阻力，推动砂粒在孔道中随流体运动，大砂粒会在孔喉处聚集，使渗图1－5 充填砂受力分析透率降低、小砂粒则会通过孔喉，进入油井，引起油井出砂。