防砂处理
防砂工艺
油层出砂是由于井底附近地带的岩石结构破坏引起 的，它与岩石的胶结强度、应力状态、开采条件、 油井含水等因素有关。
第一节 出砂 原因及危害
1、岩石的胶结强度
砂岩的胶结物有泥质、碳酸盐、硅质等胶结物。其 中泥质胶结强度最小。 胶结物的多少也是影响胶结强度的重要因素。胶 结物少、胶结强度低是油井出砂的主要内因。
特点：
存在老化现象，有效期不如机械 防砂长，防砂后不影响井筒内的 作业。 要 求 套管无变形、无破损；适用于油层温度 >55℃ 的常规开采井防砂； 适用于油层吸收能力>500l/min(泵压小于20Mpa)；适应于光油管 全井及分层，每次防砂井段<20m 。 适应于油田中后期出砂的常 规油水井的防砂，防砂半径1.5m。
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。
总之，不论注热空气焦化固砂还是短期火烧防砂 效果都较好，是稠油开发井防砂的有效途径。
四、机械防砂
防砂管柱
割缝衬管、绕丝筛管、双层及 多层筛管、滤砂管 筛管或衬管＋砾石充填
2、岩石的应力状态
油层钻开前处于应力平衡状态，钻开后，平衡 状态受到破坏，井壁附近岩石应力集中，故井壁附 近岩石易发生剪切破坏。
第一节 出砂 原因及危害
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。
油水井防砂工艺简介
2009.9
内 容 提 纲
第一节 第二节 第三节 第四节 第五节 第六节 出砂原因及危害 防砂方法分类 防砂工艺现状 砾石充填防砂设计 热采井砾石充填防砂特点 改善斜井水平井防砂效果的措施
化学防砂的方法与原理及其适应性
防砂概述
我国防砂技术经过近40年的发展形成了机械、 化学、复合三大防砂工艺体系。其中机械防砂立足 于“防”的工艺体系没有从根本上解决地层出砂的 主要原因。化学防砂工艺则从油层出砂的主要原因 着手,达到了标本兼治的目的。
化学防砂方法的适应性
化学防砂方式影响因素很多，包括井型，完井方 式，储层的胶结程度，泥质含量，油层有效厚度， 油层温度等等。本组通过文献调研以及根据生产 实际优选出三种主要影响因素。
化学防砂方法的适应性
对三种化学防砂方式优选主要影响因素的解释：
其中油层有效厚度决定了化学防砂方式是否适用，而泥 质含量和油层温度决定了化学防砂中固砂剂的类型，这三 方面的因素共同决定化学防砂方法的优选。
出砂轻微油层化学防砂方式优选图版
出砂中等油层化学防砂方式优选图版
出砂严重油层化学防砂方式优选图版
化学防砂方式优选的图版
通过化学防砂方式优选图板，结合邻井的完井防 砂方式及实际生产效果，优选目标井、目标区块 的化学防砂方式，为化学防砂方式优选提供了理 砂方法的分类
1. 化学桥接法 2. 化学胶结法 3. 人工井壁法 4. 其它化学固砂法
化学桥接法
• 这一方法是由桥接剂将松散的砂粒在它们的接触点连接起来，以达到防砂 固沙的目的。
化学桥接法
可用的桥接剂分为两类： • 无机阳离子型聚合物 • 有机阳离子型聚合物
化学胶结法
化学胶结法 化学胶结防砂法是指从地面向油层挤入液体胶结剂及增孔剂，
防砂工艺介绍
• ㈢循环充填防砂工作原理
• 割缝管循环充填防砂工艺的原理是用油 管带着割缝管和充填封隔器下入井内， 割缝管对准生产层，投球蹩压打开座封 循环充填工具，地面用泵车将砾石与携 砂液搅拌均，通过油管打入井内，砂子 充填于割缝管与套管的环形空间，地层 砂子被砾石与割逢管两道屏障阻挡，不 能注流入井筒，从而起到防砂的目的。
对接工具 铁扶正器 φ73mm油管 塑料扶正器
φ73mm割缝管
塑料扶正器 盲管 丝堵砂面
• ㈢防砂原理
• 割缝管砾石充填防砂的原理，是用油管 将割缝管送到井下对准生产目的层，由 油管正蹩压油管与割缝管从丢手处分开， 在地面用高压防砂车组将砾石用携砂液 带入井筒并挤入地层并充填割缝管与套 管的环形空间，在地层与井筒形成两道 挡屏障，有效地防止地层砂子流入井筒， 并有改变地层渗流状况，所以此防砂工 艺有防砂增产的效果。
• ㈣主要技术参数（光盘） • ㈤防砂质量要求（同压防） • ㈥防砂监督要点（同压防）
• 三、CS-1新型固结剂防砂工艺 • ㈠施工步骤 • 1、冲砂至防砂目的层底管以下20m±。 • 2、通进、刮削至砂面冲洗炮眼、洗井干
净。
• 3、 对油管、套管试漏（带封）。 • 4、 完成挤砂施工管柱，笔尖至油层顶界
砂面
• ㈢CS-1防砂工作原理：
• CS-1新型固结剂是一种地面预制好的新 型无机防砂颗粒材料，是一种粒度均匀， 不粘连的松散人造砂粒。施工时，用水 基携砂液将CS-1用结剂携带至油水井出 砂层位充填饱满，在地层条件下，利用 CS-1固结剂颗粒，本身与水基携砂液相 互作用，形成是有一定强度和良好渗透 性的人工井壁，防止地层出砂。
防砂工艺介绍
目前油田防砂工艺较多，可分为机械防砂、 人工井壁防砂两大类：
防砂施工技术方案
防砂施工技术方案一、背景介绍随着城市化进程的加快和人口持续增长，水资源的合理利用和保护显得尤为重要。
在河流、湖泊等水域中，砂土的积聚现象较为常见，给水利设施造成了许多问题。
因此，为了解决这一问题，我们需要制定一套科学可行的防砂施工技术方案。
二、技术方案1. 研究河流动力系统在实施防砂施工技术方案之前，我们需要对河流的动力系统进行全面研究。
通过对水土流动、底床冲刷等因素进行综合分析和评估，可以更好地了解河流的沙源和运移机理。
2. 建立监测网络在河流附近建立一套完善的监测网络是非常必要的。
通过传感装置和遥测技术，对河床砂量、水流速度、水位等参数进行实时监测，并与历史数据进行对比分析，可以及时掌握河流的动态变化。
3. 砂量控制技术砂量控制是防止砂土积聚的关键。
通过定期测量河床的砂量，我们可以根据实际情况进行调整。
在河道上游设置防砂堰等控制措施，能够有效阻止大颗粒砂土的流动，减少砂土积聚。
4. 底床加固技术底床加固是防止河床被冲刷的一种重要手段。
可以采用土工合成材料、灰浆喷射等方式对底床进行增强，提高其承载力和抗冲刷能力，从而减少底床砂土的损失。
5. 植被恢复与保护植被的生长不仅可以增加河岸的稳定性，还可以减少水流速度，起到防砂的作用。
因此，在施工过程中要注重保护现有的植被，同时进行植被的恢复和引种工作，增加河岸的绿化覆盖率。
6. 定期检测和维护定期检测和维护是保证防砂施工技术方案有效运行的重要环节。
通过定期巡查、数据分析和维修，检查施工工程的可行性和效果，并及时修复和改进，以确保技术方案的长期有效性。
三、总结通过科学的防砂施工技术方案的制定和实施，可以有效防止河流中的砂土积聚问题，保护和提高水利设施的使用寿命，同时保护水资源，为城市化进程提供可靠的水源保障。
但需要指出的是，针对不同地区和河流的特点，具体的技术方案还需要进一步研究和完善，确保其可行性和有效性。
注意：此文本仅供参考，具体策划方案请结合实际情况量身定制。
常用防砂工艺讲座
常用防砂工艺讲座CATALOGUE目录•防砂工艺简介•砾石层防砂工艺•复合防砂工艺•水泥砂浆防砂工艺•选择合适的防砂工艺•防砂工艺案例分享定义防砂工艺是指通过一定的技术手段，防止地下砂石流入井筒或管道内，以保证采油、采气、供水等作业的正常进行。
分类根据不同的防砂原理和技术特点，防砂工艺可分为机械防砂、化学防砂、热力防砂和复合防砂等四种类型。
定义与分类复合防砂综合利用上述两种或多种防砂方法，以达到更好的防砂效果。
常见的复合防砂方法有机械-化学复合防砂、机械-热力复合防砂等。
工作原理机械防砂利用机械装置或材料阻挡、固定砂粒，防止其流动或进入井筒。
常见的机械防砂方法有滤砂管、割缝筛管、绕丝筛管等。
化学防砂利用化学剂或树脂等材料与地层砂粘合，形成致密的挡砂层，以防止砂粒进入井筒。
化学防砂适用于渗透性较好的地层。
热力防砂通过加热或烧结地层，使地层中的砂粒固定或烧结成一体，防止其流动或进入井筒。
热力防砂适用于深层高温地层。
应用范围油、气、水等管道的防砂；水库、堤坝等水利工程的防渗、防漏及加固处理；其他需要进行防砂处理的作业。
建筑地基加固及地下工程的防水渗漏处理；油田、气田、水井等采收作业的防砂；工艺原理砾石层防砂工艺是通过在油井周围铺设一层或多层砾石，以阻挡地层中的砂粒进入井筒中，从而防止砂堵和增产。
砾石层能够有效地过滤流经它的流体，留下大颗粒的砂粒，而让小颗粒的油、气和水通过。
在油井生产过程中，砾石层能够维持地层的稳定，提高采收率，延长油井寿命。
砾石层防砂施工流程包括以下步骤1. 准备工作：清理施工现场，准备所需设备和材料。
2. 下入套管：将带有筛管的套管下入到井筒中，以作为过滤层的基础。
施工流程施工流程4. 填充粘性物质在砾石层上方填充粘性物质，以保护砾石层不受流体冲刷和侵蚀。
5. 安装封隔器在套管顶部安装封隔器，以隔离油层和上部流体。
3. 填充砾石将筛选好的砾石填充到套管中，形成过滤层。
6. 压井测试进行压井测试以确保砾石层能够有效地过滤流体。
分层防砂工艺技术
分层防砂工艺技术分层防砂工艺技术是一种用于控制河流、河口、港口等水域沉积物运移的技术。
它通过将河道或港口划分为多个层次，采取适当的工程措施，以减少沉积物的运动和沉积，提高水体的通行能力和水动力条件，从而达到防止砂淤、保持航道畅通的目的。
在分层防砂工艺技术中，常用的措施包括河道或港口的疏浚和导流、沉沙池的建设和维护、河床和岸坡的整治等。
下面将从这些方面分别进行介绍。
疏浚和导流是分层防砂的重要手段之一。
通过对河道或港口进行疏浚，可以清除堆积在河底或港池中的沉积物，增加水体的通行能力。
同时，在疏浚的过程中，可以采取导流措施，将沉积物引导到特定的区域，避免其再次堆积在航道或港口中。
导流可以通过设置引导堤、建设导流渠道等方式来实现。
沉沙池的建设和维护也是分层防砂的重要措施之一。
沉沙池是一种专门用于沉积物沉淀和储存的设施，可以有效地减少沉积物的运动和沉积。
在河道或港口的适当位置建设沉沙池，可以将大部分的沉积物截留在其中，保持航道或港口的畅通。
同时，定期清理和维护沉沙池，将沉积物进行处理，有利于保持其功能的正常运行。
对河床和岸坡进行整治也是分层防砂的重要措施之一。
河床和岸坡是河流或港口中沉积物易于积聚的地方，对其进行整治可以减少沉积物的运动和沉积。
河床整治可以采取加固河床、疏通河道等方式，增加水流的流速和冲刷力，防止沉积物的堆积。
岸坡整治可以采取加固岸坡、修建护岸等方式，减少因河岸坍塌而导致的沉积物输入。
分层防砂工艺技术是一种有效控制沉积物运移的技术。
通过疏浚和导流、沉沙池的建设和维护、河床和岸坡的整治等措施，可以减少沉积物的运动和沉积，提高水体的通行能力和水动力条件，保持航道或港口的畅通。
这些措施需要在工程实践中根据具体情况进行合理选择和应用，并定期进行维护和管理，以确保其长期有效性。
分层防砂工艺技术的应用将为河流、河口、港口等水域的可持续发展提供重要支持。
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；
防砂技术梳理方案
防砂技术梳理方案防砂技术主要是通过一系列的措施来减少或消除土壤的流失，保持地表的稳定和生态环境的健康。
下面是一种防砂技术梳理方案：1. 土地治理方面：- 植被恢复：通过种植适宜的草本植物或树木来增加土地的植被覆盖率，提高土壤的结构稳定性，减少土壤流失。
- 濒危地区改造：对悬崖、河岸等容易发生土砂流的区域进行改造，增设护岸或搭建支护结构，防止土壤侵蚀和崩塌。
- 沙丘固定：采用人工措施，如植树、安装防护网等方式，固定沙丘，防止沙丘活动造成土壤流失。
- 土地透水性改善：采用改良土壤的方法，如加入有机物质、石子等，提高土壤的透水性，减少水分在土壤中滞留，降低发生土砂流的概率。
2. 水资源管理方面：- 河流整治：清理、疏浚河道，保持河道的通畅，减少土砂的滞留和堆积，防止河道淤积和水质恶化。
- 水库建设：建设水库来调节水资源的分配和供应，减少洪水发生的频率和强度，降低土壤流失的风险。
- 土地利用规划：合理规划土地利用，避免在易发生土砂流的区域进行建设，保护河流、湖泊等水域的健康。
- 鱼类保护：加强河流等水域的生态系统保护，维持鱼类的数量和多样性，促进水生物的繁衍和生态平衡，降低人类活动对水资源的破坏。
3. 教育与宣传方面：- 环境教育：通过学校、社区等渠道，加强对居民和学生的环境教育，普及防砂知识，增强公众的环境保护意识。
- 宣传活动：组织各种形式的宣传活动，如举办防砂知识讲座、展览等，宣传防砂的重要性和科学方法。
- 产业规范：鼓励相关行业制定相应的防砂规范和操作指南，推动企业加强砂石的开采管理，减少对土壤流失的影响。
在实施防砂技术方案时，需要统筹考虑环境、经济和社会等各方面的因素，制定适合当地实际情况的防砂方案，并定期评估和调整方案的效果，以实现持续有效的土地治理和环境保护。
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
防砂工艺概述
60°定向井水充填
60 ° －110 °水充填
砾石的选择和量的计算
地层砂筛选 API标准对照
砂量计算
套管环空砂量计算
地层所需砂量计算
总体所需砂量
筛管的选择
API标准查表
绕丝筛管
预充填筛管
特殊筛管
设计依据
井深、井斜 射孔段数据、射孔段净长 油层分组，确定防砂层数 套管规格及接箍位置 砾石规格
设计原则
1、筛管总长应保证其上下端均超出射孔 段各1~10英尺。 2、盲管长度不少于18英尺。
设计方法
1、选用封隔器、筛管、盲管、冲管、桥 塞等规格 2、确定底部桥塞位置。 3、从下往上逐层配置筛管、盲管。 4、配置工具及冲管、中心管长度。
防砂设备的组成
防砂泵 搅拌器 混砂器 离心泵 过滤器 管 汇 水 罐 防砂工具总成
影响砾石充填因素:
泵速Q 冲管直径 筛管形状 漏失量 砂液浓度
充填条件:
Q＝0.5-3bbl/min 漏失量25％－30％ 砂液浓度=0.5－1.5lb/gal 当Q>6bbl/min,称高速水充填.
射孔段中携砂液无漏失充填
0°－ 45°直井或斜井水充填
45 °－ 55°定向井水充填
防砂泵
混砂器
搅拌器
DE过滤器
筒式过滤器
防砂充填工具组成
外管柱：防砂管柱 内管柱：充填管柱
外管柱
隔离封隔器 充填滑套 上延伸管 下延伸管 安全剪切接头 防砂筛管 插入密封定位短节
内管柱
坐封工具 充填转换工具 密封 滑套开关工具 冲管
防砂充填作业程序
1、地面管线试压 2、坐封及验封 3、工具脱手 4、剪切球座 5、洗钻杆管柱
常用防砂工艺讲座ppt
防砂工艺的重要性
防砂工艺是油气开采和生产过程中的重要环节之一，可以 有效提高油气井的产量和油气管道的输送效率。
防砂工艺可以防止油气井和油气管道的堵塞，提高油气开 采和生产的经济效益和社会效益。
防砂工艺的分类及应用
防砂工艺主要分为机 械防砂、化学防砂、 热力防砂、复合防砂 等四类。
按照规定比例将水泥、砂、外加剂等原材料 混合均匀，制备成砂浆。
喷砂施工
养护
将砂浆均匀地喷涂在需要防砂的表面上，控 制喷涂厚度和均匀性。
在喷砂完成后，进行保湿养护，控制温度和 湿度。
防砂工艺的注意事项
控制砂浆配比
严格按照砂浆配制比例进行混合，保证砂 浆质量。
控制施工温度
砂浆施工温度应控制在5℃~35℃之间，以 保证砂浆的正常固化。
常用防砂工艺讲座ppt
xx年xx月xx日
目 录
• 引言 • 防砂工艺的分类及应用 • 防砂工艺的施工流程及注意事项 • 防砂工艺的设备及材料选择 • 防砂工艺的应用效果及案例分析 • 结论与展望
01
引言
什么是防砂工艺
防砂工艺是指通过一定的技术手段，防止地下砂层颗粒堵塞 油气井或油气管道，从而保证油气井的正常生产和油气管道 的稳定运行。
03 。
THANKS
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工程防砂应用场景
适用于大型采矿和井下作业场所， 可采用挡砂墙、过滤器等工程设施 进行防砂。
复合防砂应用场景
适用于复杂采矿和井下作业场所， 可采用机械、化学、工程等多种方 法进行综合防砂。
03
防砂工艺的施工流程及注意事项
防砂工艺的施工流程
准备工作
人工井壁防砂方法
人工井壁防砂方法井壁防砂是指在钻井过程中，为了防止井壁塌陷、砂层崩塌等问题而采取的一系列人工措施。
井壁防砂方法的选择和实施对于保障钻井安全和提高钻井效率至关重要。
本文将介绍几种常见的人工井壁防砂方法。
一、钻井液循环系统钻井液循环系统是井壁防砂的关键措施之一。
钻井液通过循环系统，能够形成一层压力，稳定井壁，防止井壁塌陷。
同时，钻井液还能冲刷井底，清除杂质，减少砂层崩塌的可能性。
钻井液的选择和使用要根据地层情况、井深、井壁稳定性等因素进行合理调整，以达到最佳的防砂效果。
二、套管固井套管固井是一种常见的人工井壁防砂方法。
在钻井过程中，通过设置套管，将钻井液循环系统与地层隔离，形成一层稳定的井壁。
套管的选择和固井工艺要根据地层性质、井深、井壁稳定性等因素进行合理设计。
同时，在套管固井过程中，还需要进行固井质量检测，确保固井质量达到要求，提高井壁的稳定性。
三、井壁加固井壁加固是指在井壁面临塌陷或砂层崩塌风险较大时，通过人工手段加固井壁，提高井壁的稳定性。
常用的井壁加固方法包括注浆加固、封堵井壁裂缝等。
注浆加固是将固化剂注入井壁，形成一层坚固的壁层，提高井壁的承载能力。
封堵井壁裂缝是通过注入胶体物质，填充井壁裂缝，防止井壁塌陷。
四、井壁稳定性评价井壁稳定性评价是指通过一系列工程手段，对井壁的稳定性进行评估和预测。
通过测量井壁的物理性质、地层结构等参数，结合实际工程经验，对井壁的稳定性进行分析，找出问题的根源，并制定相应的防砂措施。
井壁稳定性评价能够帮助钻井工程师选择合适的井壁防砂方法，提高钻井效率，保障钻井安全。
人工井壁防砂方法包括钻井液循环系统、套管固井、井壁加固和井壁稳定性评价等。
这些方法在钻井过程中起到重要的作用，能够有效防止井壁塌陷、砂层崩塌等问题，保障钻井安全和提高钻井效率。
在实际应用中，需要根据地层情况、井深、井壁稳定性等因素进行合理选择和组合，以达到最佳的防砂效果。
防砂工艺——精选推荐
技术总结——防砂工艺概述一、油、气井出砂危害油、气井出砂是石油开采遇到的重要问题之一。
如果砂害得不到治理，油、气井出砂会越来越严重，致使出砂油、气井不能有效的开发。
出砂的危害主要表现在以下三个方面：1.减产或停产作业2.地面和井下设备磨蚀3.套管损坏、油井报废二、油、气井出砂机理地层出砂没有明显的深度界限，一般来说，地层应力超过地层强度就有可能出砂。
地层强度决定于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。
地层应力包括地层结构应力、上覆压力、流体流动时对地层颗粒施加的推拽力，还有地层空隙压力和生产压差形成的作用力。
由此可见，地层出砂是又多种因素决定的。
主要可以分为先天原因和开发原因。
1.先天性原因先天性原因是指砂岩地层的地质条件，也就是砂岩地层含有胶结矿物数量的多少、类型的不同和分布规律的差异，再加上地质年代的因素，就形成了砂岩油、气藏不同的胶结强度。
一般来说，胶结矿物数量多，类型好，分布均匀，地质年代早，砂岩油、气藏的胶结强度就大，反之就小。
2.开发因素人为的开发因素造成油、气井出砂。
这些因素有的可以避免，有的不可能避免。
不恰当的开采速度以及采油速度的突然变化，落后的开采技术，低质量和频繁的修井作业，设计不良的酸化作业和不科学的生产管理等造成油气井出砂，这些都应当尽可能避免。
随着油、气田开发期延续，油、气层压力自然下降，储层砂岩体承载砂砾的负荷逐渐增加，致使砂砾间的应力平衡破坏，胶结破坏，造成地层出砂，这种出砂不可避免。
三、防砂方法分类传统的防砂方法主要有以下几种：1.砂拱防砂2.机械防砂3.化学防砂4.焦化防砂目前我们渤海地区采用的主要是机械防砂。
机械防砂一般分为两类，一类是下入预充填防砂管柱挡砂。
这种防砂方法简便易行，但效果差，寿命短。
原因是防砂管柱的缝隙或孔隙易被进入井筒的细地层砂所堵塞。
另一类是下入防砂管柱后再进行充填，充填材料一般是砾石。
这种防砂方法能有效的把地层砂限制在地层内，并能使地层保持稳定的力学结构，防砂效果好，寿命长。
生产井防砂工艺简介
自然因素
（1）地质因素
c、流体性质 用力增大，更易出砂。 1、含水上升导致毛细管力下降，地层强度降低
2、胶结物被水溶解
3、压降需要放大生产压差，作用在岩石上的拉伸作
1、高温高压蒸汽将环空充填砂挤入地层或溶蚀，井 a、地层压降及生产压差对出砂的影响 3、注水对地层的冲刷作用加剧出砂 筒内砾石充填带被破坏；放喷时大量地层砂回吐从 绕丝管导致出砂。 b、流速对出砂的影响 2、热采采油速度高，导致近井地带地层压降大，
B、拉伸破坏机理
在开采过程中，流体由油藏渗流 至井筒，沿程会与地层颗粒发生 摩擦，流速越大，摩擦力越大， 施加在岩石颗粒表面的拖曳力越 大，即岩石颗粒前后的压力梯度 越大，岩石就会遭受拉伸破坏。
与过高的开采速度和过大的流体速度有关。流体对岩石的拉伸破坏主要集中在炮眼周围， 因为炮眼周围的流速远大于地层内部，另外，近井地带流体易脱气，粘度增大，对岩石 颗粒的拖曳力也会增大。
两种机理同时作用并相互影响,剪切引起地层破坏后，地层颗粒更容易在产液拖曳力 作用下发生运移。
2、影响出砂的因素
断层附近和构造顶部区域原构造应力最大， 是地层强度最弱的部位，局部内部骨架已经 被破坏，是最容易也是出砂最严重的地区。 地层埋藏越深，压实作用越强，胶结强度越 高，越不易出砂。 1 、含油饱和度越高，胶结越好。 a、构造应力的影响 孔隙式胶结＞孔隙 -接触式胶结＞接触式胶结 2、原油粘度越高，越易出砂（a、粘度高， 毛细管力小，胶结强度弱。 b、粘度高，作用 1、压降过大导致岩石颗粒负荷大，形成剪切破坏。 b、颗粒胶结强度 在岩石颗粒上的拖曳力大 2、压降引起脱气导致原油粘度增大
原理：在一定粒径的石英砂表面通过物
树脂涂敷砂性能指标
表观
密度（g/cm3） 粒径（mm） 固结温度（℃） 抗折强度（MPa） 抗压强度（MPa） 涂覆率（%） 渗透率（μm2）
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
防砂工艺技术
防砂工艺技术防砂工艺技术主要是指在建筑、工程施工和土地治理等领域，采取一系列措施防止沙尘飞扬、泥石流等问题的技术手段。
下面将就防砂工艺技术进行一些简要的介绍。
首先，对于建筑施工领域来说，沙尘飞扬是一个普遍存在的问题。
为了防止沙尘飞扬对施工环境和劳动者健康的影响，可以采取一些防砂措施。
比如，在施工现场周围搭建围挡或围墙，用来防止风吹起大量扬尘；在易飞扬的地面上喷洒水雾，增加湿度，减少沙尘产生；使用喷雾装置，在施工过程中不断喷洒水雾，降低尘埃浓度；对于特别封闭的作业环境可以使用负压封闭作业，通过防止尘埃外泄来保护施工场地和劳动者的健康。
其次，对于土地治理领域来说，需要防止沙尘飞扬和泥石流等问题的发生。
在沙漠化地区或被侵蚀严重的地区，可以采取种植固沙植物的方法，通过植被的根系固定土壤，减少土壤侵蚀。
同时，还可以采取修建拦沙坝，截流沙漠化区域的流沙；修建护坡和固沙网，增加土壤的稳定性和抗侵蚀能力；进行人工造林，增加植被覆盖率，减少水土流失等措施来达到防砂的目的。
另外，在工程施工中，针对泥石流的防治也是非常重要的。
泥石流是一种水土流失严重，有强大破坏力的自然灾害。
为了防止泥石流对工程的影响，可以采取一些防砂工艺技术。
比如，在泥石流源头和河道下游修建拦砂坝和拦石坝，可以有效阻挡泥沙和石块的运移；在施工地点开展泥石流防治工作，包括加固边坡、设置拦截设施等；利用提前警报系统，对泥石流进行监测和预警，以减少对工程的影响。
总之，防砂工艺技术在建筑、工程施工和土地治理等领域起到了重要的作用。
通过合理的防砂工艺措施的采取，不仅可以保护环境，减少资源的浪费，还可以维护施工人员和周围居民的身体健康。
因此，加强防砂工艺技术的研究和应用，对于实现可持续发展具有重要意义。
防砂操作规程标准(3篇)
第1篇一、目的为确保工程顺利进行，防止砂土流失，保障施工安全，特制定本规程标准。
二、适用范围本规程适用于所有涉及砂土施工的工程项目，包括但不限于地基处理、边坡支护、隧道开挖、河道整治等。
三、职责1. 施工单位负责制定防砂方案，并组织施工人员按方案执行。
2. 施工人员应严格按照本规程执行，确保施工安全。
3. 监理单位负责监督施工单位执行本规程，确保施工质量。
四、技术要求1. 工程勘察：在施工前，应对工程地质情况进行详细勘察，了解砂土的分布、性质、厚度等信息，为防砂方案提供依据。
2. 防砂方案：根据勘察结果，制定合理的防砂方案，包括防砂材料、施工方法、施工顺序等。
3. 防砂材料：选用合适的防砂材料，如土工布、土工网、土工格栅等，确保材料质量符合国家标准。
4. 施工准备：a. 施工现场应平整、排水良好，防止砂土流失。
b. 施工前，对施工人员进行防砂操作培训，确保其掌握相关技能。
c. 施工所需设备、材料、工具应准备齐全，并确保其性能良好。
5. 施工过程：a. 按照防砂方案进行施工，确保施工顺序正确。
b. 施工过程中，应加强监测，发现异常情况立即采取措施。
c. 防砂材料应均匀铺设，确保其与砂土紧密结合。
d. 在施工过程中，应严格控制施工速度，防止砂土流失。
6. 工程验收：a. 施工单位应组织自检，确保工程质量符合要求。
b. 监理单位应进行验收，对不符合要求的工程提出整改意见。
五、安全措施1. 施工人员应佩戴安全帽、安全带等个人防护用品。
2. 施工现场应设置安全警示标志，确保施工安全。
3. 施工过程中，应加强现场管理，防止意外事故发生。
4. 防砂材料应堆放在指定区域，防止砂土流失。
六、记录与报告1. 施工单位应建立防砂施工记录，包括施工日期、施工部位、施工人员、材料用量等。
2. 施工单位应定期向监理单位报告防砂施工情况，包括施工进度、存在问题等。
3. 施工单位应将防砂施工记录和报告存档备查。
七、附则1. 本规程标准由施工单位负责解释。
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。
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一、防砂工艺1. 出砂的原因1.1 出砂的地质条件（内因）a. 地层地质年代新（第三系、第四系）；b. 埋藏浅（一般小于1500m），压实作用差；c. 地层胶结强度低（可由室内岩芯实验确定）；d. 机杂及胶结物含量低；e. 以泥质胶结为主的敏感性（水敏和速敏）储层，遇水后易发生膨胀和运移；f. 高孔(25.0%～30.0%)和高渗(数百到数千 md）；g. 往往是稠油油藏，流动阻力大；h. 断块油藏——断层发育，构造应力大；1.2 出砂的开发因素（外因）a. 地层压力降低，出砂；b. 完井方式与参数；c. 生产压差：避免压力激动和过大压差；d. 油井含水：含水上升，出砂加剧；e. 地层损害：渗透率降低，出砂；f. 钻井/作业：液体漏失、地层损害。
2. Palogue油田的出砂预测2.1 组合模量法储层岩石强度是决定油气井是否出砂的主要因素，它与其弹性参数如剪切模量、体积模量有良好的相关性。
美国莫尔比石油公司提出的组合模量法能很好的预测油藏是否出砂。
组合模量法在墨西哥湾和北海已广泛应用，当Ec大于3×106psi时油气井不出砂。
E c =(9.94×108ρr)/△t2c式中：Ec----岩石组合模量（岩石密度、声波时差函数），×1.4503×106psiρr----岩石密度，g/cm3t----岩石纵波时差，μs/m胜利油田通过现场应用，最终得到出砂界限值：Ec>3×106psi，在正常生产中油气井不出砂；2.03×106psi <Ec<3×106psi，正常生产中将出现出砂；Ec<2.03×106psi，生产中出砂严重.利用测井解释数据计算组合模量，判别井的出砂状况。
2.2 出砂指数法出砂指数也可以用来预测油藏出砂的可能性，它是基于产层岩石力学特征来预测出砂，通过横向声波时差、密度等参数处理计算。
B=K+4/3GK=E/(3*(1-2μ))G=ρr /△ts2式中：B----出砂指数，×1.4503×106psiK----体积模量，×1.4503×106psiE----杨氏模量，×1.4503×106psiG----剪切模量，×1.4503×106psiμ----泊松比----横波时差，μs/ft△tsρ----岩石密度，g/cm3r出砂指数越大，体积模量K和剪切模量G之和越大，即岩石的强度越大，稳定性越好，就不易出砂。
通过胜利油田的大量的现场实验得出一个界限值。
B>3×106psi，在正常生产中油气井不出砂；2.03×106psi<B<3×106psi，正常生产中将出现轻微出砂，当水突破井眼时，出砂情况加剧，应采取合适的防砂措施；B<2.03×106psi，生产中出砂严重，早起就应采取防砂措施。
2.3 Palogue油田油井测试时的出砂情况通过DST测试（油井生产测试）观察油样中的含砂量来判断是否出砂、出砂层位、出砂程度。
2.4 Agordeed油田油井测试时的出砂情况2.5 生产出砂预测的结论通过组合模量法、出砂指数、油井测试观察等方法判断油田是否需要采取防砂措施。
根据出砂预测的各项指标(B、E等)与DST测试资料进行综合对比，可确定C苏丹三/七区出砂判识指标为：临界出砂组合模量：EC（2.10~2.30）×104 MPa 临界出砂指数 :B（2.05~2.20）×104 MPa3. 粒度分布筛分粒度大小的分布WellDepth（m）D10（mm）D40（mm）D50（mm）D90（mm）D95（mm）<0.063 or 0.044Weight (%) Fal-11244.050.450.250.220.090.063 4.41244.510.90.630.610.450.36 1.71251.720.360.140.110.0630.0455 Palogue-11225.250.360.250.230.090.063 5.81225.920.70.530.480.250.18 1.2 D10-在产层砂粒度组成累计曲线上，占累计质量为10%所对应的砂粒直径。
图1 粒度分布图（苏丹油田1244.05m）D50砾石粒度中值200~500μm4. 防砂技术的选择粒度分析数据是选择防砂技术的重要参数。
还与油藏情况、成本、能提供最大化的稳定产量有关。
4.1 防砂方法分类基本上，生产防砂基本有三大机制（1）减小拖拽力—这个方法是最便宜和最有效的（2）砂桥防砂机制（3）增加地层强度—地层砂固结4.2 不同防砂技术的适应性分析为了减小拖拽力，首先考虑的是增加流动区域。
在一定的产液速率下，每单位体积流速可以通过以下方法来减小：（1）采取清洁、大孔径射孔（2）增加射孔密度（3）对目的层尽可能的长时间开井另外，逐渐增加的生产井比率也是可以帮助控制生产出砂因为形成砂桥防砂方法是靠增加储层的强度，主要有机械的，化学的，以及机械和化学联合控制技术各种防砂方法的优缺点通过油藏的地质特征与防砂技术的选择关系通常，化学防砂控制技术比机械防砂控制技术更复杂。
从经济性考虑，在这些防砂方法中，树脂防砂成本是最高的，酚-硫酸法也很贵。
出砂井中需要防砂的井段越长，成本越高，因此，一般单井固砂井段小于3m，所有的这3种防砂机制的成本都要小于化学防砂。
4.3 防砂技术选择4.3.1 防砂时机的选择如DST测试已发现出砂，则油气井生产初期就可能出砂。
若测试时，井口并未见出砂，但检查钻具和工具发现砂粒，或测试发现砂面上升，则判断该井已出砂。
可根据出砂状况决定油井是否进行早期防砂。
Palogue油田进行的DST测试（6口井/23层次）发现：短期测试5口井有3个层段出砂（YⅤ,SⅠ,SⅣ);长期测试（YⅡ，YⅢ，YⅣ，YⅤ，SⅠ层合试）4个油样含砂，说明生产初期很可能出砂(但不严重)，需在某些出砂敏感地带采取早期防砂完井。
从地层稳定性分析及出砂预测综合研究，可以确定P油田在开采初期正常生产时出砂轻微。
但当地层压力下降后采用注水开发时，要特别重视水侵的危害，随着含水的上升，地层强度急剧下降，出砂条件恶化，甚致严重出砂。
此时要严密观察井口含水和井口含砂变化，及时采取防砂措施，不得拖延，以免地层骨架破裂，增加后期防砂难度使防砂效果下降。
建议在油井含水上升到50%～60%时及时进行防砂。
4.3.2 防砂技术的选择基于油田经验和对不同岩心的实验结论，在SPE39437中给出了粒径和筛管的选择标准。
当所有的值都小于界限值，则风险是最低的，具体界限值如下：D10/D95<10，D40/D90<3，325目以下<2%，界限值最小时，建议采用裸眼筛管完井；如果地层渗透率K>1达西，套管射孔完井时采用砾石预充填；D10/D95<10，D40/D90<5，325目以下<5%，界限值在小和中等范围或者在范围外的粉细砂岩，最好是使用新的裸眼筛管完井技术；如果地层渗透率K>1达西，套管射孔完井时采用绕丝筛管；D10/D95<20，D40/D90<5，325目以下<5%，界限值在中等范围内，采用大粒径砾石（7x或则8x50%），如果出砂地层和储层厚度相当则可以采取告诉水力充填；D10/D95<20，D40/D90<5，325目以下<10%，界限值在中等范围内，并有大量细粉砂岩，则采取大粒径砾石充填加筛管；D10/D95>20，D40/D90>5，325目以下>10%，界限值最高，疏松砂岩，需要提高井眼尺寸，并通过压裂、水平井、多分支井技术或者大体积的预充填去降低对渗透率的伤害；从Palogue油田粒度尺寸分布分析结果看，D10/D95<10、D40/D90<5，采用控制流压降和筛管来防砂。
下入绕丝筛管正对出砂层段，然后在筛管周围及弹孔内充填高渗透砾石。
生产时地层砂随油流产出，由砾石阻挡地层砂，而砾石又被缝隙更小的筛管阻挡，于是形成了多级过滤的挡砂屏障，从而达到防砂目的。
a. 成功率高（90～95%)、有效期长b. 适应性强，不同井别/井段、粒度均可；c. 技术成熟，工艺/工具配套；d. 中等成本e. 粉细砂岩效果差，慎用；f. 有一定的产能损失（约20%）g. 后期作业处理难度较大绕丝筛管在P油田大多数出砂井中应用5. 防砂工艺设计防砂工艺设计的问题在于怎样控制在防砂过程中不过度的降低产量。
5.1油井测试中的流压降第一次的流压降对控制出砂很重要，初始的流动压力降不能超过200psi ~300psi，然后逐渐增加合理的生产压差，这能使高压力系数特征井不出砂。
因为油井测试的时间非常短，流压的不同只能作为参考值，该值应该经过长达数月的监测后得到。
5.2 缝口宽度缝口宽度是防砂技术中的一个重要设计参数。
通过威尔逊和吉尔公式计算：D40/D90>5，缝口宽度W<=2×D103<D40/D90<5，缝口宽度W=D10-D15D40/D90<3，缝口宽度W= D10砂粒在缝眼外形成砂桥的条件是：缝口宽度不大于砂粒直径的2倍。
二、压裂工艺设计1. 压裂措施计划根据油田油藏工程储量的要求，制定压裂施工工作量；2. 压裂设计原则2.1人工裂缝方位分析以往的裂缝方位资料，确定人工裂缝走向；2.2地应力解释利用测井解释资料，分析储层的地应力情况；2.3压裂设计原则结合储层的发育及分布特征，明确针对油田特征的压裂设计原则；3. 以往压裂情况3.1施工效果分析；3.2施工参数分析；分析油田的以往压裂施工情况，为油田的下一步压裂施工提供借鉴；4. 压裂裂缝参数优化设计4.1裂缝缝长设计结合油藏规划的井网条件，设计合适的裂缝缝长；4.2导流能力设计根据油藏模拟，确定合理的裂缝导流能力；4.3施工规模设计根据优化的裂缝缝长、导流能力，结合单井的地应力解释结果初步模拟区块的施工规模。
5. 压裂液优选5.1压裂液体系针对油田的温度及配伍性等特征，从经济性、可靠性出发优选适合油田的压裂液体系；5.2压裂液标准优选的压裂液体系需要满足的技术指标；6. 支撑剂优选6.1支撑剂体系根据储层的闭合压力的分析，结合设计的导流能力，优选适合油田压裂施工改造的支撑剂体系；6.2支撑剂标准优选的支撑剂体系需要满足的技术指标；7. 压裂工艺优选7.1管柱优选结合油田储层的地应力特征、油田的油藏开发要求优选合适的压裂施工管柱及管柱指标；7.2施工方式优选结合管柱设计，结合储层特点选择适合储层改造的压裂施工方式。