防砂处理

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 =(9.94×108ρ

r

)/△t2

c

式中：

E

c

----岩石组合模量（岩石密度、声波时差函数），×1.4503×106psi

ρ

r

----岩石密度，g/cm3

t----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：

E

c

>3×106psi，在正常生产中油气井不出砂；

2.03×106psi

c

<3×106psi，正常生产中将出现出砂；

E

c

<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+4/3G

K=E/(3*(1-2μ))

G=ρ

r /△t

s

2

式中：

B----出砂指数，×1.4503×106psi

K----体积模量，×1.4503×106psi

E----杨氏模量，×1.4503×106psi

G----剪切模量，×1.4503×106psi

μ----泊松比

----横波时差，μs/ft

△t

s

ρ

----岩石密度，g/cm3

r

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<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 MPa

3. 粒度分布

筛分粒度大小的分布

Well

Depth

（m）

D10

（mm）

D40

（mm）

D50

（mm）

D90

（mm）

D95

（mm）

<0.063 or 0.044

Weight (%) Fal-1

1244.050.450.250.220.090.063 4.4

1244.510.90.630.610.450.36 1.7

1251.720.360.140.110.0630.0455 Palogue-1

1225.250.360.250.230.090.063 5.8

1225.920.70.530.480.250.18 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200~500μm

4. 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