油井出砂预测概论
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。
油井出砂预测模型研究
８０．９８μｓ／ｆｔ。
综合以上分析可以得到：某油田各井的生产层
位出砂时的声波时差范围是 ７５．３６～９４．６２μｓ／ｆｔ，
平均值 ８２．３６μｓ／ｆｔ。
２．２ 组合模量法预测出砂
组合模量法预测出砂是指在知道声波时差与密
度测井 资 料 的 基 础 上 计 算 出 岩 石 的 弹 性 组 合 模
量［７－８］，用 Ｅｃ表示，组合模量的值越小说明越容易
在开发中，流体从储层流入井筒中，沿途和岩石 颗粒发生相互摩擦作用，摩擦力随着流速的增大而 增大，岩石颗粒所受的曳力也越大，岩石颗粒受到的 压力梯度越大。在压力梯度和流体流动产生的摩擦 力下，储层颗粒受到的力为拉伸应力。如果该拉伸 应力大于岩石的抗拉强度，则岩石将会产生拉伸破 坏，一些颗粒脱落引起出砂。
岩石孔隙度存在如下的关系，见式（３）。
△ｔ＝５６．８６＋１２７．９５φ
（３）
采用声波时差法对某油田 ６口出砂井进行分
析，１０１－１井出砂时的范围是 ７９．２５～８６．０２μｓ／ｆｔ，
平均值 ８２．６３μｓ／ｆｔ。１０１－２井 出 砂 时 的 范 围 是
７６．０３～８１．１２μｓ／ｆｔ，平均值 ７８．５８μｓ／ｆｔ。１０１－３
第 ３７卷第 ２期
中 国 锰 业
２０１９年 ４月
ＣＨＩＮＡ′ＳＭＡＮＧＡＮＥＳＥＩＮＤＵＳＴＲＹ
Ｖｏｌ．３刘文博１，２，李 亭１，２
（１．长江大学 石油工程学院，湖北 武汉 ４３０１００；２．长江大学 油气钻采工程湖北省重点实验室，湖北 武汉 ４３０１００）
２ 油井出砂关系预测
２．１ 声波时差法预测出砂
声波时差法是指使用声波在地层中的传播时间
预测出砂，声波时差值决定了出砂的严重程度，值越
旅大6―2油田储层出砂预测分析研究
旅大6―2油田储层出砂预测分析研究旅大6―2油田储层出砂预测分析研究【摘要】出砂是油田开采过程中沙粒随流体从油层中运移出来的现象，是油井生产中所面临的一大难题。
出砂不仅会导致油井减产，严重时会造成套管损毁最终导致油井报废，因此在正式开采前对储层进行出砂预测对于今后的生产具有重要意义。
本文以储层的出砂原理为根底，结合旅大6-2油田的工程实例，分析了该油田出砂的可能性，并对出砂临界生产压差进行了预测。
研究成果能够为该地区今后的钻井作业提供科学依据和技术指导，从而保证海上油田生产的平安与高效。
【关键词】出砂预测；临界生产压差1 引言在油井开采和作业过程中，由于储层附近的岩层破坏，导致局部脱落的砂粒随油层流体一起流进井筒，造成油井出砂，对油井正常生产造成一系列不利的影响。
储层出砂的危害性大，一方面会腐蚀井下管材、平安阀和机械采油设备，造成管道的渗漏和设备的失效，引发严重的平安问题和溢出事故；另一方面，砂体在井内形成砂堵，会导致产量下降，甚至使油井停产。
为了油田的顺利开采，对储层出砂的预测分析方法进行研究是非常必要和迫切的。
2 储层特性分析旅大6-2油田的储层孔隙发育，以粒间孔隙为主。
砂岩非常发育，叠置连片分布，岩性组合为“砂包泥〞特征，平均砂岩百分含量67.6%。
已钻井在各油组发育1-8个砂体，单砂体厚度范围1.1-98.4m，平均值为3.3-98.4m，各油组砂岩总厚度6.8-98.4m。
已钻井在各油组内发育1-18个隔夹层，油组内单隔夹层厚度范围0.5-13.8m，油组内隔夹层平均厚度3.8m；油组间隔层厚度2.2-35.6m，油组间隔层平均厚度9.6m。
油组底部的泥岩隔层分布稳定，厚度大，可以追踪描述；油组内夹隔层分布不稳定、厚度薄，横向变化快，不宜追踪描述。
旅大6-2含油层段储层物性以高孔高渗为主。
4/6井区旅大6-2-4井平均孔隙度为32.3%，平均渗透率为1215mD ；旅大6-2-6井平均孔隙度为30.7%，平均渗透率为1278mD。
油井出砂预测概论
油井出砂预测概论
邹伟豪
【期刊名称】《中国井矿盐》
【年(卷),期】2012(000)003
【摘要】地层出砂对油气田开发危害较大,轻者会导致油、气井减产、水井减注,重者会导致油气水井报废。
科学有效地进行出砂预测对于指导油田高效开发具有重要意义。
【总页数】3页(P23-25)
【作者】邹伟豪
【作者单位】四川盐业地质钻井大队,四川自贡643000
【正文语种】中文
【中图分类】TS32
【相关文献】
1.疏松砂岩油藏油井出砂量预测模型及应用 [J], 丛洪良;盛宏至
2.文昌低渗疏松砂岩油井出砂预测及生产策略技术研究 [J], 薛国庆;任超群;付强
3.油井出砂预测模型研究 [J], 刘文博;李亭
4.渤南垦利油田油井出砂预测及防砂设计研究 [J], 卢启敬
5.碎屑岩油藏油井出砂预测技术研究 [J], 姜国庆
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第十章 出砂
出砂过程与危害 出砂机理 出砂预测第十章油井出砂一、出砂过程与危害1.1 出砂过程油井出砂大体上可分为两个阶段：由骨架砂变成松散砂，这是导致出砂的必要条件； 松散砂的运移只有满足这两个条件后才会引起大规模出砂。
✓对于出砂的第一阶段来说，应力因素，如井眼压力、原地应力状态、岩石强度等是影响出砂的主要因素；✓液力因素，如流速、渗透率、粘度以及两相或三相流动的相对渗透率等的作用主要表现在出砂的第二阶段，即运移由于剪切破坏而形成的松散砂。
1.1 出砂过程1.2 油井出砂的影响因素影响因素可分为三大类：①地质力学因素，包括：原地应力状态（垂直地应力与原始水平地应力）、孔隙压力、原地温度、地质构造等；②砂岩储层的综合性质—井深、砂岩的强度和变形特征、孔隙度、渗透率、泄流半径、流体的组成（油、气、水的含量及分布等）、粘土含量、组成、颗粒尺寸和形状及压实情况等；③工程因素：包括完井类型、井身结构参数（井深、井斜、方位、井径）、完井液的性能、增产措施（压裂、酸化等）、生产工艺参数（流速、生产压差及流量）、油层损害（表皮系数增大）、放油或关井方案、人工举升技术、油藏衰竭、累计出砂量等。
一、出砂过程与危害设备磨损◆油管、阻流阀、泵筒◆地面管线、阀门 管柱堵塞◆油井管柱堵塞◆地面管线堵塞 增加作业次数 套管损害 需要其它处理装备1.3 出砂的危害出砂的好处：✓增加产量✓消除近井地带的储层伤害✓提高储层孔隙度和渗透率二、出砂机理2.1 流体流动所需的生产压差对于高渗油藏来说，提高产量意味着增加生产压差。
而生产压差的增加提高了地层的偏应力水平，若超过地层抗剪强度，会引起地层破坏，导致油井出砂。
除达西流动的能量损失外，生产压差必须克服如下流动伤害：（1）钻井过程近井地带应力场变化导致的渗透率伤害、径向流汇聚和动量作用。
（2）井眼流动伤害，如井底不完善、射孔和表皮伤害。
（3）钻井液固相伤害。
生产压差不仅对孔隙压力产生扰动，还导致近井地带产生应力集中。
基于BP神经网络的油井出砂预测
率 系数 ；
为训 练 因子 ； 与 的取值 范 围为０ ０～ ｉ ．ｌ 。
对 每一 个样 本重 复 上述规 则 ，当 网络 中的连 接权 重和 闽值 调整 到使 Ｅ
小 于 给定 的允 许 误差 后 ，即 完成 了网络 的 训练 过程 。利 用 训练 好 的网络 ，
３ ２模 型 的建 立 本课 题 为 建立 油 井 出砂 的 预测 模 型采 集 了包含 ６ 预 测 参数 的４ 个预 个 ０
测样 本 ， 以６ 预 测参 数 作 为输 入 层 的神 经 元 ；输 出的 实际 情况 为 是 否 出 个 砂 。通 过运 用神 经 网络 方 法对 样 本进 行 处 理 ，即 可得 到 因变 量Ｙ 输 出 ） １（ 与 自变 量 （ 输入 ）ｘ，Ｘ，Ｘ，Ｘ ｘ，Ｘ之 间 的 非线 性关 系 。然 后调 整算 ｌ ２ ３ ４，５ ６ 法来 训练 Ｂ 网络 ，Ｂ 网 络有 三层 ，即输 入 层 、隐含 层 和输 出层 。隐含 层神 Ｐ Ｐ 经元个 数 起初 设定 为２ ，最 大训 练循 环 次数为Ｍ ｘ ｅｏ ｈ２ ０ ，期望 误差最 ａ ｐ ｃ＝ ００ 小值 ｅｒ ｇａ ＝． ０ ，但 经过 不 断 的训 练 ，可 以看 出当隐 含层 神 经元 个数 ｒ ｏ ｌＯ ０ １ 为１ 时得 到 的实 际结 果 与期 望结 果 的吻 合性 最 好 。因此 ，经过 连续 训 练可 ４
ｌ ： ｘ ， ＝ １２，， ， ｉ ， ３ … Ｎ
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存 ，然后 运 用Ｍ ＴＡ ￣经 网络工 具 箱对 其进 行 调用 处 理 。而此 数据 的选择 ＡＬ Ｂ 是 直 接 采 用 神 经 网 络 进 行 模 拟 。 利 用 ｉ ｉｆ 函 数 对 网 络 初 始 化 ． 用 ｎｔ ｆ 运 ｔａｎ 数 训 练 神 经 网 络 ， 通 过ｎ ｗ ｆ ｒ ｉ函 ｅ ｆ 函数 对 刚络 进 行 仿 真 ， 输入 层 采 用
辽河葵东油田油井出砂预测及防砂设计
Ｉ ■
Ｃ ｈ ｉ ｎ ａ ｓ ｃ ｉ ｅ ｎ ｃ ｅ ａ ｎ ｄ Ｔ ｅ ｃ ｈ ｎ ｏ ｌ ｏ ｇ ｙ Ｒ ｅ ｖ ｉ ｅ ｗ
辽 河 葵 东 油 田油 井 出砂 预 测 及 防 砂 设 计
李学 良
（ 中国石 油辽 河油 田 公司 辽宁 盘锦 １ ２ ４ ０ １ ０ ）
［ 摘 要］ 地层 出砂 是石 油开 采遇 到 的重要 问题 之一 ， 正确 认识 和判 断 油井 的出 砂情 况十 分重 要 ， 合理 设计 油井 防砂技 术 的防砂 粒径 ， 对 实 现有 效 防砂和 保 证 油井正 常的产 能具 有重要 的意 义。 葵 东油 田是 辽河油 田在渤 海湾 内的一 个浅 海开 发油 田 ， 通 过对 其探 井岩芯 和试油 试采 过程 的观察 ， 结 合测井 资料 利用声 波 时 差法 、 地 层孔 隙度法 和岩石 组合 弹性 模量等 经验 方法对 ２ 口探 井和 １ 口评 价井进 行 了出砂 预测 ， 根据 预测 情况和 岩芯 粒度分 析数据 进行 了合理 的 防砂设 计 ， 从而 在 射 孔后采 取 了必要 的 防砂 措施 ， 防止 和减缓 了油 井 出砂 ， 避 免 了投 资风 险。 最后对 辽河 油 田的 出砂预 测技术 的研 究和 应用提 出 了建议 。 ［ 关键 词］ 辽河 油 田 葵东 油 田 浅海 出砂预 测 防砂设 计 中图 分类号 ： Ｆ ６ ５ ６ 文献 标识码 ： Ａ 文章编 号 ： １ ０ ０ ９ － ９ １ ４ Ｘ（ ２ ０ １ ５ ） ２ ８ — ０ ０ １ ４ －０ １
根据钻 井揭露 和地震层序 研究 ， 区 内地层 自下而上分 别为 下第三系沙 河街 组东营 组三 段 、 东营组 ， 上 第三 系馆 陶组 、 明化镇 组及第 四 系平原组 。 主要含 油 层系为 东 营组 。 １ ． １储 层特 征 砂 体单层 厚 度 中等偏 薄 ， 平 均单 层厚 度２ ． ６ ７ ｍ。 储 层 以细 砂岩 、 粉砂 岩为 主， 胶结 疏松 。 岩石 类型 以长石 砂岩 为主 ， 次为石 英砂岩 。 通过测 井资料分 析 ， 孔 隙度 一般 为２ ７ ． ５ ～３ ３ ． ９ ％， 平均３ １ ％， 渗透 率一 般为 ２ ０ ０ －１ ０ ０ ０×１ ０ － ３ ｕ ｍ２ ， 有 效渗 透率 ４ ４ ～１ ０ ５ ×１ ０ － ３ ｍ ， 为 高 孔 一中高 渗储层 。 １ ２ 流体性 质 探 井葵 东 １ 井 原油 属于稀 油 ， 具 有密 度较 大 ， 粘度 较大 ， 凝固 点低 ， 含 蜡量 低， 胶 质 ＋沥青 质含量 高的特 点 ， 原 油密度和 粘度 随储 层 由深 至浅而 逐渐加大 。 ２ ．出砂 预 测 出砂 预测方 法 发展经历 了三个 阶段 ， 第 一阶段 主要利 用岩心 、 初 始动 态等 生产 资料进 行预 测 ， 第二 阶段 通过找 到一 个地 区不 出砂的岩 石特 性临 界值来 预测 出砂 ， 第 三阶段通 过实验 室模拟研 究和数值 计算得 出油气井 不出砂 的产量 或生产压 差临界值 来预 测出砂 。 目前 出砂预测 的发展方 向是从定性 到定量 化发 展， 但 实际预 测 时各 种 方法 。 出砂预测方法 有很多 ， 分别为 现场观 测法 、 经验法 、 实验室模 拟法和 数值模 型计算 法 ， 在 目前的研 究水 平 ， 很难用 单一 方法准 确预 测一 口井在生 产全 过程 中是否 出砂 ， 只 有应用 多种 预测方 法相辅 相成 ， 互 相补 充才 能使预 测结果 比较 可靠 。 由于实验 室模 拟法 和数值模 型计 算法 比较复 杂 ， 我们 只采用 现场观 测法 和经 验法 对葵东 油 田的几 口探 井进 行 了预测 。 渤海湾 地区油气 田多属于疏 松或较疏 松砂岩油气 藏 ， 油 井 出砂机理 基本相 同， 出砂 的类型 比较多 ， 油 田实 际开发过 程 中油 井出砂 的现象 比较 普遍 ， 出砂 的 危 害非 常严重 ， 油 气层大 量 出砂 可造 成油气 层被 砂埋 或井下工 具 、 生产 管柱等 被卡， 严重的 还会 导致井 壁坍塌 ， 套管 变形 、 破 裂甚 至油井 报废等 。 对 于 出砂油 藏必须 采取 有效 的 防砂措施 。 １ ． 油 藏概 况 葵东 油 田构 造地理 位置 位于辽 宁省盘 锦市大 洼县 ， 辽东 湾北部 滩海 海域 。 构造上 处于 滩海 东部 葵东构 造 带中部 ， 西与太 阳— 葵 花 岛构 造带 毗邻 ， 东 以燕 南断层为 界和燕南 构造带相 接 ， 为受 燕南 断层和多 条近北东 向次级断层 共 同控 制形成 的断 背斜 一断 鼻构造 。 距 离海 岸１ ５ ｋ ｎ， ｉ 年平 均结 冰期 １ ３ ０ 天， 水 深在２ ～ １ ｌ ｍ之 间 ， 平均 气温８ ． ４ ～９ ． ７ ＂ Ｃ， 海底 不稳 定 ， 表层 松软
出砂预测
一、出砂概况油井出砂是油气开采过程中由于储层胶结疏松、强度低、流体的冲刷而导致射孔孔道附近或井底地带砂岩层结构被破坏，使得砂粒随流体从油层中运移出来的现象[1].（李兆敏,林日亿,王渊,等.高含水期射孔井出砂预测模型的建立及应用[J].石油大学学报:自然科学版,2003,27,(4):58,61,65.）在我国,除了少数油田的油井是由于砂岩层胶结不好、砂粒疏松.在开采初期就有出砂现象之外,许多出砂现象都是发生在油井生产的中后期.油田的中后期出砂特点是出砂量大、时间持久且难预测何时发生、防治较为困难。
国外在出砂预测方面研究应用较早.开发出了大尺寸出砂试验模拟系统、多种出砂理论模型和软件.我国近几年也正在从小尺寸的出砂预测逐步向大尺寸的出砂预测过度。
二、出砂的危害(1)减产或停产作业：油、气井出砂最容易造成油层砂埋、油管砂堵，地面管汇和储油罐积砂。
沙子在井内沉积形成砂堵，从而降低油井产量，甚至使油井停产，因此，常被迫起油管清除砂堵、清洗砂埋油层，清理地面管汇和储油罐。
其工作量大，条件艰苦，既费时又耗资。
即使这样，问题也还没有最终解决。
恢复生产不久，又须重新作业。
(2)地面和井下设备磨蚀：由于油层出砂使得油、气井产出流体中含有地层砂，而地层砂的主要成分是二氧化硅（石英），硬度很高，是一种破坏性很强的磨蚀剂，能使抽油泵阀磨损而不密封，阀球点蚀，柱塞和泵缸拉伤，地面阀门失灵，输油泵叶轮严重冲蚀。
使得油、气井不得不停产进行设备维修或更换，造成产量下降，成本上升。
(3)套管损坏，油井报废：最严重的情况是随着地层出砂量的不断增加，套管外的地层孔穴越来越大，到一定程度往往会导致突发性地层坍塌。
套管受坍塌地层砂岩团块的撞击和地层应力变化的作用受力失去平衡而产生变形或损坏，这种情况严重时会导致油井报废。
(4)安全及环境问题：意料之外的由于出砂引起的管道渗漏或设备失效还会引起严重的安全问题和溢出事故，尤其是在海上或陆上有水的地方。
出砂预测——精选推荐
出砂预测⼀、出砂概况油井出砂是油⽓开采过程中由于储层胶结疏松、强度低、流体的冲刷⽽导致射孔孔道附近或井底地带砂岩层结构被破坏，使得砂粒随流体从油层中运移出来的现象[1].（李兆敏,林⽇亿,王渊,等.⾼含⽔期射孔井出砂预测模型的建⽴及应⽤[J].⽯油⼤学学报:⾃然科学版,2003,27,(4):58,61,65.）在我国,除了少数油⽥的油井是由于砂岩层胶结不好、砂粒疏松.在开采初期就有出砂现象之外,许多出砂现象都是发⽣在油井⽣产的中后期.油⽥的中后期出砂特点是出砂量⼤、时间持久且难预测何时发⽣、防治较为困难。
国外在出砂预测⽅⾯研究应⽤较早.开发出了⼤尺⼨出砂试验模拟系统、多种出砂理论模型和软件.我国近⼏年也正在从⼩尺⼨的出砂预测逐步向⼤尺⼨的出砂预测过度。
⼆、出砂的危害(1)减产或停产作业：油、⽓井出砂最容易造成油层砂埋、油管砂堵，地⾯管汇和储油罐积砂。
沙⼦在井内沉积形成砂堵，从⽽降低油井产量，甚⾄使油井停产，因此，常被迫起油管清除砂堵、清洗砂埋油层，清理地⾯管汇和储油罐。
其⼯作量⼤，条件艰苦，既费时⼜耗资。
即使这样，问题也还没有最终解决。
恢复⽣产不久，⼜须重新作业。
(2)地⾯和井下设备磨蚀：由于油层出砂使得油、⽓井产出流体中含有地层砂，⽽地层砂的主要成分是⼆氧化硅（⽯英），硬度很⾼，是⼀种破坏性很强的磨蚀剂，能使抽油泵阀磨损⽽不密封，阀球点蚀，柱塞和泵缸拉伤，地⾯阀门失灵，输油泵叶轮严重冲蚀。
使得油、⽓井不得不停产进⾏设备维修或更换，造成产量下降，成本上升。
(3)套管损坏，油井报废：最严重的情况是随着地层出砂量的不断增加，套管外的地层孔⽳越来越⼤，到⼀定程度往往会导致突发性地层坍塌。
套管受坍塌地层砂岩团块的撞击和地层应⼒变化的作⽤受⼒失去平衡⽽产⽣变形或损坏，这种情况严重时会导致油井报废。
(4)安全及环境问题：意料之外的由于出砂引起的管道渗漏或设备失效还会引起严重的安全问题和溢出事故，尤其是在海上或陆上有⽔的地⽅。
油井出砂动态预测理论及监测技术研究
•研究背景及意义
•文献综述
•研究方法及技术路线
•实验结果与分析
•结论与展望目
•参考文献
录
研究背景
研究意义
出砂预测模型研究现状
基于物理模型的研究
基于数值模拟的研究
基于人工智能的研究
油井监测技术发展现状
基于数值模拟的监测技术
基于人工智能的监测技术
基于物理传感的监测技术
A
B
C
D
基于物理模型
模型选择与参数优化
模型验证与评估
数据采集与处理
出砂动态预测模型构建
监测方案制定根据油井出砂动态预测模型的需求，制定
相应的油井监测方案。
数据传输与处理设计数据传输和处理的流程，包括数据的收集、存储和分析等，以满足实时监测的监测设备选择
监测系统集成与调试
油井监测技术设计
03模型改进与优化
模型验证与优化
01
模型验证
02结果评估与讨论
出砂动态预测模型结果模型准确性
模型适用性
模型局限性
油井监测技术效果评估
监测设备可靠性
监测数据准确性
监测技术适用性
结果对比及分析
预测结果与实际出砂
情况对比监测技术与实际出砂
情况对比
结果对生产的指导意
义
010203
研究结论
研究不足与展望
参考文献1
书籍名称：《石油工程岩石力学》
作者：张金亮
参考文献。
油气田高温高压井出砂预测研究
高温高压油气井的出砂机理及预测方法概述
同时起作用并且会相互影响，受剪切破坏的地层会对流体的拖曳力更加敏感。当剪切破坏 是主要机理的情况下，流体的流动对携带固体颗粒到井里来也是很重要的。 井底压降与开采速度的关系不是唯一确定的，因为操作者可以自定射孔数或即生产的 孔穴数，在给定开采速度时，增加炮孔数将减少每个孔穴的流量，亦即降低了每个孔穴内 的流体拖曳力。 3、出砂可能性的预测方法 准确预测油气田出砂具有很大的难度，国外在出砂预测技术方面研究应用较早，已开 发出较先进的出砂实验模拟系统、多种出砂理论模型和软件。国内在这方面的研究较少， 从 20 世纪 90 年代开始，少数油田采尝试进行一些小的出砂预测实验，近几年在借鉴国 外出砂预测技术基础上，我国出砂预测技术[10]也取得了较大进展 (1) 现场观测法 现场观测法常用岩心观察、DST 测试和利用邻井状态分析出砂趋势。疏松岩石或低强 度岩石用常规取心工具收获率低、岩心很容易从取心筒中拿出或易于从取心筒中脱落、岩 心一触即碎或用指甲能够刻痕，通过这些现象可判断生产过程中易出砂；在 DST 测试期间 出砂或在 DST 测试期间井下钻具、工具接箍处附有砂粒，则判断生产过程中易出砂；同一 油气藏中，邻井生产过程出砂，则本井也极有可能出砂。 (2) 组合模量法 采用组合模量法预测油层出砂，常用下式计算岩石的弹性组合模量 EC：
参考文献 [1]赵栋,李爱芬.考虑生产影响的气井出砂预测方法研究[D].硕士学位论文，2010：2-4 [2]范兴沃,李相方.国内外出砂研究现状综述[J].钻采工艺，2004，27（3） ：1-4 [3]朱小林,王卫阳，程红伟.文中老三块出砂机理及防砂方法研究[D].硕士学位论文，2011：1-5 [4]祁大晟,项琳娜,裴柏林.塔里木东河油田出砂动态预测研究[J].新疆石油地质,2008,29 （3） ： 1-2 [5]邓金根.东方 13-1 油气田井壁稳定性研究报告[R].2012：126-179 [6]孟召平,李明生等.深部温度压力条件及其对砂岩力学性质的影响[J].岩石力学与工程学 报,2006,25(6) [7]邓金根,程远方等.井壁稳定预测技术[M].石油工业出版社 [8]燕静.用声波速度预测岩石单轴抗压强度的试验研究[J].1999，21(2)：3-4 [9]N.Morita and D.L.Whitfill.Realistic Sand Production rediction. Numerical Approach.SPE l6989 [10]马建民,刘永红.可自适应膨胀筛管防砂机理及其技术研究[D].博士学位论文,2011：4-11 [11]范兴沃.应用人工神经网络技术预测地层出砂[J].石油钻采工艺,2002，24(6)：1-2
第8讲-岩石力学-出砂预测
设垂向应力位中间主应力，考虑孔隙压力的影响，地层中 任一点的应力为：
50
100
150
最大切向力 抗压强度
200
50
6038
6040
6042
6044
C指数法（6038.5-6052） MPa
70
90 110 130 150
最大切向力 抗压强度
5960
6012
6046
5970
6014
5980
6048
6016
5990
6050
6018 6000ຫໍສະໝຸດ 605260106020
6020
出砂所造成的问题
除砂器滤砂管刺坏
油嘴刺坏
出砂所造成的问题
地面设备侵蚀
(据 Statoil)
出砂所造成的问题
地面设备侵蚀 (据 Statoil)
出砂所造成的问题
滤网侵蚀
出砂所造成的问题
(BP, 出砂管理论坛, 2004)
(据 ResLink)
滤网侵蚀
(据 ResLink)
出砂所造成的问题
分离器充填 (Eclipse, 出砂管理论坛, 2004)
地层种类
骨架砂：由于岩石骨架破坏后从骨架上剥离 出的砂，这部分颗粒受钻井、完井，射孔等 工艺措施的合理性和参数的选择。主要原因 是施工过程中引起的压力、应变，造成地层 变形、滑动，使岩石成为散砂，引起地层严 重出砂，甚至井层不稳定。
充填砂：因地层胶结弱，储层中存在大量细 小、弱胶结的微粒，易于启动，即使在产量 很低的情况下也难以克服它们在储层中产生 运移，这类出砂在疏松砂岩油藏开发中不可 避免，但一般量很少，且在生产条件不变时 递减很快，对生产的影响较小。
油井出砂原因及防砂预测分析
油井出砂原因及防砂预测分析摘要：在油田开采过程中，随着油田开采的不断进行，地层能量也会随之不断下降，此时油井内部的压差就会不断增大，进而导致油井出砂的问题不断严重，油井出砂会对其产能造成比较大的影响。
地层出砂会进入到井筒中，可能会造成管线和设备堵塞情况的出现，或者对泵造成破坏，甚至可能会导致井壁坍塌的问题，造成套管变形损坏，最终使油井不能够继续生产，而且会影响后续开采和最终的采收率，因此加强对油井出砂机理的研究，针对油井出砂机理采取有效的防砂措施来对油井出砂问题进行预防，对于保证油田产能的稳定，提高最终采收率具有重要的意义。
关键词：油井；出砂机理；因素分析；防砂技术1、油井出砂及危害油井出砂是油田的油井在生产过程中，因为储油层的岩石较为脆弱，或是在开采过程中，因为不合理的操作，导致储油层的岩石结构遭到破坏，导致岩石脱落。
脱落后的岩石随着原油一起进入采油设备中。
因为岩石体积较大，最终导致采油设备的损坏。
岩石脱落严重时还会对油井内的岩石稳定结构被破坏，导致油井坍塌，最终停产。
常见的油井出砂会导致油井减产，只有当油井出砂越来越严重时才会发生油井停产现象。
2、油井出砂原因分析油井出砂的原因并不都是一样的，不同区域的油井在出砂原因方面可能有一定的差异，但是总的来说油井出砂主要是两类原因导致的，一方面原因是油藏本身的地质条件，另一方面则是开采因素，这两方面因素是导致油井出砂的主要原因，下面就对这两方面因素进行分别的分析：2.1地质条件的影响开采区域内岩层的自然因素是导致油井出砂的主要原因。
在进行石油开采的过程中，原油输出会导致开采区域土层外部压力不断增大，引起岩层的松动，严重时会导致区域内的岩层脱落，进而出现油井出砂问题。
在石油开采的过程中，开采区域内岩层应力的分布是导致油井出砂的内因，随着开采深度的增加，开采石油需要的压力不断加大，此时油井内开采区域内的岩层应力状态平衡状态被打破，破坏了开采区域内的结构，引起岩层脱落，产生油井出砂问题。
通过油井产量预测生产出砂
射孔壁为非限制性条件 ， ＝ ， ０ 所以
ｄ Ｐ
＝
如果井筒的有效应力超 出地层 的拉伸强度 ， 就会 发 生拉伸 破坏 。
Ｐ ＝Ｐ ＋ 一 ｗ ｔ ０ （） ３ 在 塑性 区域 ， ： 射 孔 孔 眼 附近 为 就 地应 。 ０，
３ ９
．
３ ７ｒ
（） ６
．
很明显， 如果砂岩层的黏结强度为 １５Ｍ ａ ． Ｐ ， 射孔孔眼半径 为 ０ ８９Ｘ１ 一 ｍ， ．８ ０ 由式 （ ） ６ 可知 ，
和黏 结 力 变化 的 关 系 ， 对制 定油 井合理 的 生产 制度 具有 一 定的指 导作 用。
关键 词 油 井 出砂 拉 伸破 坏 黏 结破 坏 临界 产量
疏松地层的出砂是采油 、 采气过程 中经常遇 到的问题 ， 危害严重。 目 ， 前 对油井出砂机理的研 究一 般都是 采用 Ｍ ｈ ｏｌ ｂ准则 和 Ｄｕｋｒ ｏｒＣｕｏ ｍ ｒｃｅ —
１ １ 拉 伸破 坏 ．
度是影响发生在任何 地层表面 的侵蚀 的主要 因 素， 包括 射 孔孔 眼 、 眼完 井 的井 筒 表 面 、 力 压 裸 水 裂裂缝或剪切面等。胶结应力的 ２ 个主要因素是 胶结 物 和毛管 力 。
当流体流 动产 生 的拖 曳力 超过 地层 的胶 结强 度 ， 会 产生 出砂 。剪切 应力 在射 孔壁 定义 为 ］ 也 ．－ ８７ ｒ ７ ．４ ＝ ９ ３％ ｄ ３ ．７ Ｐ （） ５
发 生黏结 破坏 的 临界压 降是 ４ ３ＭＰ 。在 胶 结疏 ． ａ
收稿 日期 ： ０ ０ —１。 ２ ６— ３ ０ ０
力 。如 果塑性 地层 的下 降超 过膨 胀地 层 的拉伸 强
度， 就会发生拉伸破坏并出砂。
海上油气田完井手册-油气水井防砂
第一节出 砂 预 测多数疏松或较疏松的油层有出砂现象。
油气井出砂会造成磨蚀井下、地面设备和工具(如泵、分离器、加热器、管线等)，桥堵或堵塞井眼，降低油气井产量或迫使油气井停产。
我国海上发现的疏松或较疏松油气藏较多。
科学地进行出砂预测，为防砂提供了可靠的决策依据。
出砂预测研究回答的问题是：（1）油气水井在其生命期内(包括投产及小产后期)是否出砂?（2）何时出砂？一、出砂机理及影响因素1.出砂机理—般来说，地层应力超过地层强度就有可能出砂。
地层强度决定于胶结物的胶结力、流体的粘着力、地层颗粒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力，还有地层孔隙压力和生产压差形成的作用力，因此地层出砂是由多种因素决定的。
2.出砂的影响因素1)岩石强度低。
此为最重要的影响因素。
—般认为单轴抗压强度低于7.0MPa的岩石为弱固结岩石，有可能出砂。
胶结物的种类性质和数量，对岩石的强度起着至关重要的作用。
地层岩石遭到破坏而出砂，其本质是胶结物被破坏，形成分散的砂粒。
胶结物的破坏，除了剪切和拉伸等机械力的作用外，还受到液体的溶蚀、电化学作用的伤害，有些本来不出砂的井在酸化或产水、注水后出砂，就是这个道理。
2)地层压力的衰减。
地层压力的衰减相对增大了岩石的有效应力。
3)生产压差或生产速度过大。
4)地层流体粘度大易出砂。
5)油气井含水量的增长，出砂的可能性增大。
某气田的产层段砂岩，当岩石含水后，其强度降低80％～95％。
6)不适当的增产措施(酸化和压裂)。
7)操作管理措施不当，例如造成井下过大的压力激动等。
二、出砂预测方法和系统出砂预测方法有四类，分别为现场观测法、经验法、实验室模拟法和数值计算法。
从目前的研究水平来看，很难用单一方法准确预测一口井在生产全过程中是否出砂和何时出砂，只有通过多种预测方法才能使预测结果比较可靠。
1.现场观测法(1)岩心观察疏松岩石用常规取心工具收获率低，很容易将岩心从取心筒内拿出或岩心易从取心筒中脱落，有时其不需使用胶皮取心筒或海棉取心筒。
油井出砂预测方法研究进展
Mazen 等在近期提出一种预测油田出砂的神经 网络法[18 ] ,该方法运用了前馈后向传播网络 (B PN) 和广义回归神经网络 ( GRNN) 结构 ,预测北巴尔干 盆地气井重要的出砂指示参数 。
人工神经网络法在北巴尔干盆地的应用 ,展示 了较高的精确性 ,可从另一角度预测出砂潜力 。
声波测井法测出的声波时差值同岩石的孔隙度 有良好的对应关系 。较小的声波时差 ,代表低孔隙 度 、坚硬 、高密度岩石 ;较大的声波时差值 ,代表高孔 隙度 、松软 、低密度岩石 。通过出砂井的对比 ,可以 得出其出砂临界值 。 3. 5 地层强度法
预测出砂应考虑地层岩石的强度 ,可以通过剪 切强度与生产压差比较来确定某井的临界生产压 差 。20 世纪 70 年代初 , Exxon 公司开始寻求二者 之间的关系 ,发现当生产压差是岩石剪切强度的 1. 7 倍时 ,岩石开始被破坏并出砂[10 ] 。 3. 6 双参数法
morita等的出砂预测参数解析方法给出了有限元模型能定量预测潜在的出砂问题20世纪90年代初阿克公司weingartenperkins提出一种预测气井出砂的数值计算方法16近年来许多专家学者提出了多种预测出砂的模型例如王德新等提出的射孔完井临界出砂模型17神经网络法mazen等在近期提出一种预测油田出砂的神经网络法该方法运用了前馈后向传播网络bpn和广义回归神经网络grnn结构预测北巴尔干盆地气井重要的出砂指示参数
笔者将目前国内外所应用的出砂预测方法进行 了归纳总结 ,希望为防砂工作起到一定的借鉴作用 。
1 概述
出砂预测方法的研究走过了漫长的发展道路 。 初期是通过岩心 、初始动态等生产资料进行预测 ,这 是出砂预测方法发展的第一阶段 。经过对岩石性质 如弹性模量 、剪切模量等的认识 ,找出了一个地区不 出砂的岩石特性临界值来预测出砂 ,这是出砂预测 方法发展的第二个阶段 ,其较为著名的方法就是组 合模量法和斯伦贝谢法 。20 世纪 80 年代以后 ,出 砂预测向实验室模拟研究[1 ] 和数值计算方向发展 , 从前两个阶段的定性研究转向定量的研究 ,可以得 出油气井不出砂的产量或生产压差临界值 。这是出 砂预测的第三阶段 。
油井出砂预测及防砂设计-宋仁喜
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产层岩石坚固程度判别指数“C”公式法 根据熊友明的研究成果,垂直井井壁岩石所受的 切向应力是最大张应力。对于任意角度的定向井，最 大切向应力由下式表达：
C 2( Pf Pw ) 3 4 6 2 (10 f gH Pf ) sin (10 6 f gH Pf ) cos 1 1
1-油管；
2-水泥环；
3-套管； 4-封隔器； 5-衬管； 6-砾石； 7-射孔孔眼
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三、化学防砂 1、化学剂固砂 包括酚醛树脂胶结砂层和酚醛溶液地下合成防砂两 种工艺，适用于早期防砂，后者也用于油气井先期防砂。 此类固砂的特点： 1）适用于出砂不太严重的薄层 2）化学剂对温度要求高 3）化学剂固结区域地层渗透率明显下降，影响严重 4）有效期短，受高含水影响较大
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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。
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3、粘结破坏 粘结强度是任何裸露的地层表面被侵蚀的一个控制因 素。这样的位臵主要包括：射孔通道、裸眼完井的井筒表 面、水力压裂的裂缝表面、剪切面或其它边界表面。 4、微粒运移 出砂过程中，砂粒的运移会导致井底周围地层的渗透 率下降，增大地层的拖曳力可能诱发固相颗粒的产出。 5、化学作用 流体流动过程中，各区域的酸碱度不同可能会导致流 体的不配伍，化学反应可能会对胶结物产生溶蚀作用，从 而破坏岩石强度。
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第四部分
主油
出砂指数法
出砂指数法
出砂指数法是一种评估油井出砂风险的方法，它通过综合考虑多种因素，如地层砂粒度、地层强度、井筒条件等，来预测油井出砂的可能性。
该方法将出砂风险分为五个等级，分别为极高、高、中、低和极低。
根据出砂指数法，当油井出砂风险为极高或高时，需要采取相应的防砂措施，以避免油井出砂对生产造成不利影响。
在出砂指数法的评估过程中，需要采集地层砂样进行砂粒度分析，并收集地层强度和井筒条件等相关数据。
根据这些数据，可以计算出油井的出砂指数，从而确定出砂风险等级。
此外，还可以通过分析历史数据和现场监测数据，对出砂指数法的准确性和可靠性进行验证和改进。
出砂指数法在石油工业中得到了广泛应用，它不仅可以帮助工程师评估油井出砂风险，还可以指导油井设计和生产管理。
然而，由于地质条件和工程条件的复杂性，出砂指数法也存在一定的局限性。
因此，在实际应用中，需要结合具体地质和工程情况，对出砂指数法进行适当调整和完善。
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不 稳定 和严重 的剪 切应 力垮塌 。
１２ 出 砂 量 预 测 方 法 ．
其 极 限 强 度 。导 致 岩 石 结 构 发 生 破 坏 而 使 骨 架 砂 成
为 松 散 砂 ， 地 层 流 体 带 人 井 中 引 起 出 砂 【。 被 ２ 】
出 砂 在 产 油 开 始 到 以后 的 多 年 里 任 何 时 间 都 会
有 效地 进 行 出砂 预 测 对 于 指 导 油 田 高效 开 发 具 有 重要 意 义 。
关键 词 ： 出砂 ； 气 井 ； 砂 油 防
中 图分 类 号 ： Ｓ ２ Ｔ ３
文 献 标 识 码 ： Ｂ
文 章 编 号 ：０ １ ０ ３ （ ０ ２ ｏ 一 ０ ３ ０ １０ － ３ ５ ２ １ ）３ ｏ ２ — ３
应 该 强 调 指 出 ，每 种 方 法 的成 功 都 取 决 于 输 人 数 据 的质量 和可 靠性 ， 以及 数 据 采 集 的 难 易 程 度 、 本 和 成 实 用 性 。例 如 ， 些 产 砂 量 预 测 的数 值 模 型 需 要 输 入 有 很 多 参 数 ， 这 些 参 数 是 在 油 田不 能 获 取 的 。另 一 方 而
Ａｂ ｔ ａ ｔ ｔ ｓｏ ｅ ｏ ｅ ｍａｎ ｐ ｏ ｌ ｍｓｄ ｒｎ ｅｍｉ ｉｇ ｏ ｅ ｓ ｎ ｓｏ ｅ ｒ ｓ ｒｏ ｒ Ｓ ｎ ｒ ｄ ｃｉｎ ｉ ｈ ｒ ｕ ｏ ｔ ｅｄ ｖ ｌｐ ｓｒ ｃ ：Ｉ ｉ ｎ ｆｔ ｉ ｒ ｂ ｅ ｕ ｇ ｔ ｎ ｎ ｆ ａ ｄ ｔｎ ｅ ｅ ｖ ｉ． ａ ｄ ｐ ｏ ｕ ｔ ａ ｍｆ ｌ ｈ ｅ ｅｏ — ｈ ｉ ｈ ｈ ｔ ｏ ｓ ｔ ｍｅ ｔ ｆｏ ｌ ｎ ａ ｅｄ Ｉ ｍａ ａ ｓ ｈ ｒ ｄ ｃ ｉｎ ｒ ｄ ｃｉｎ ｏ ｉ ａ ｄ ｇ ｓ ｗｅｌ ｏ ｒｅ ｗｉ ａ ｓ ｈ ｃａ ｐ ｎ ｆｏｌａ ｄ ｇ ｓ ｎ ｉ ａ ｄ ｇ ｓ ｆ ｌ ． ｔ ｙ ｃ ｕ ｅ ｔ ｅ ｐ ｏ ｕ ｔ ｅ ｕ ｔ ｆｏｌ ｎ ａ ｌ ｒｗｏ ｓ ， ｌ ｃ ｕ ｅ ｔ ｅ ｓ ｒ ｐ ｉ ｇ ｏ ｉ ｎ ａ ｏ ｉ ｏ ｏ ， ｌ ｗｅ ｓ Ｓ ｉｎ ｉ ｃ ａ ｄ ｅｆ ｉ ｎ ｒ ｄ ｃｉ ｎ ｏ ｅｓ ｎ ｒ ｄ ｃｉ ｎ ｉ ｏ ｒ ａ ｉｎ ｆ ａ ｃ ｕ ｄ ｅ ｅｆ ｉｎ ｅ ｅ ｏ ｍｅ ｔ ｆ ｉ ｆ ｌ ． ｎ ． ｃｅ ｔ ｎ ｆ ｃ ｅ ｔ ｅ ｉｔ ｆ ａ ｄ ｐ ｏ ｕ ｔ ｆ ｅ ｔ ｇ ｉ ｃ ｎ ｅ ｔ ｇ ｉ ｅ ｔ ｆ ｃ ｅ ｔ ｖ ｌｐ ｎ ｌ ｅｄ ｉ ｆ ｉ ｐ ｏ ｈ ｔ ｏ ｓ ｇ ｓ ｉ ｏ ｈ ｉ ｄ ｏｏ ｉ
剪 切 面 上 的 正 应 力 ；ｆ 内 摩 擦 系 数 ； ＿
仅 内摩 擦 角 。 一 得 到 了 岩 石 破 坏 时 的 １ｏ 值 后 ， 一 Ｔ坐 标 、ｒ ３ 在 系 中 可 画 出 一 个 破 坏 应 力 圆 。 用 相 同 的 岩 样 进 行 不
２ １ 地 层 出砂 与 岩 石 力 学 关 系 ．
资 料 间 接 获 取 。 通 过 岩 芯 的 力 学 试 验 直 接 获 岩 石 的
性 模 量 如 剪 切 模 量 Ｇ、 积 模 量 Ｋ 有 良 好 的 相 关 性 。 体 Ｇ、 都 为 声 波 速 度 、 度 、 径 、 质 含 量 的 函 数 ， Ｋ 密 井 泥 定 义 岩 石 的 出砂 指 数 ［ ： ６ １ 为
率 、 性 成 分 、 质 含 量 、 水 饱 和 度 、 隙 流 体 类 型 岩 泥 含 孔
等 等 。所有 这些 参数 都 在用 于 出砂分 析 的优化 理论 模 型 中 加 以 综 合 考 虑 。实 践 和 经 验 表 明使 用 Ｍ０ ｒ ＿ ｈ ＿
界 张 力 强 度 ， 会 出砂 。 而 ， 油 藏 生 产 后 期 ， 层 就 继 在 储
ｆ１ 砂 指 数 法 １出 研 究 表 明 ． 地 层 的 岩 石 强 度 同 岩 石 的 动 静 态 弹
２２ 岩 石 力 学 参 数 获 取 方 法 ． 根 据 地 层 的 岩 石 力 学 性 质 ， 可 进 行 油 层 出砂 情 况 的预测 。 取 岩石 力学 参数 的方法 主要有 两 种 ， 获 一 种 是 通 过 岩 ：： 学 试 验 直 接 获 取 ，一 种 是 通 过 测 井 芑力
就 可 使 岩 石 颗 粒 粘 结 在 一 起 （ 图 １。 见 ）
在 油 藏 产 油 的 早 期 。 由 液 流 产 生 的 高 剪 切 力 使 射 孔 孔 眼 不 稳 定 ， 此 。 次 关 井 时 只 要 孔 眼 周 围 的 因 每 渗 透 率 不 减 小 ， 会 有 砂 产 出 。 当水 突 破 时 ， 结 砂 就 粘 粒 的 毛 管 力 就 没 有 了 ，如 果 生 产 压 差 超 过 砂 岩 的 临
钻 井 后 由 于 应 力 的 集 中 ，井 壁 岩 石 的 应 力 状 态
发生 了很 大变 化 ， 个水 平 主应 力最 大 ， 似 于平板 两 近 上 圆 孔 周 围 的 应 力 状 态 。 来 的 开 发 过 程 中 ， 水 的 后 含
上 升 、过 大 的 生 产 压 差 及 流 速 等 都 会 对 岩 石 结 构 造
１１ ． 出 砂 机 理
引 起 油 井 出 砂 的 主 要 因 素 有 两 个 ： 一 是 流 体 的 粘 滞 力 和 惯 性 力 的 综 合 作 用 使 地 层 中 的 充 填 砂 进 入 井 眼 引 起 油 井 出砂 ：二 是 由 于 岩 石 所 受 孔 眼 表面 颗 粒 上 的 各 种 力 Ｌ
导 致 出砂 。 伸 破 坏 的 机 理 和 严 重 程 度 ， 开 采 流 速 拉 与 及 液 体 粘 度 的 高 低 有 关 ． 具 有 自稳 定 效 应 。 并
图 ２ 库仑一 摩尔破坏准则数 ２３２ ．．
预 测
从 测 井 资 料 中 获 取 岩 石 力 学 参 数 ． 行 出 砂 进
型 之 一
作者简介： 邹伟 ￣（９ ２ ）男 ， １７ 一 ， 四川 自贡 人 ， 学 专 科 ， 理 工程 师 ， 要 从 事 地 质 矿 产 调 查 及勘 探 。 大 助 主
！！竺 兰
Ｉ
邹伟 豪 ： 井 出砂 预测 概论 油
切强度 ；
２ 岩 石 力 学 参 数 与 地 层 出 砂 预 测
同 的 侧 向 压 力 盯 及 垂 直 压 力 仃， 破 坏 实 验 ， 可 以 ３ 的 得 到 一 系 列 不 同 的 盯。ｏ 值 ，可 画 出 一 组 破 坏 应 力 、ｒ ，
圆 。这 组 破 坏 应 力 圆 的 包 络 线 。 为 岩 石 的 抗 剪 强 度 即
成 一 定 破 坏 。 油 层 出 砂 就 是 井 壁 岩 石 结 构 遭 到 破 坏
严 重 时 将 砂 埋 井 眼 ， 成 油 井 报 废 。 切 破 坏 的机 理 造 剪
和 严 重 程 度 与 生 产 压 差 的 高 低 密 切 相 关 。拉 伸 破 坏 的作 用 机 理 为 ： 体 的 流 动 ， 作 用 于 炮 孔 周 围地 层 流 使 颗 粒 上 的 水 动 力 拖 曳 力 过 大 ，炮 孔 壁 岩 石 所 受 径 向 应 力 超 过 其 本 身 的 抗 拉 强 度 ，部 分 颗 粒 脱 离 母 体 而
第４ ３卷
、 ．３ Ｉ ４
中
国
井
矿
盐
Ｃ Ｎ Ｗ ＥＬ ＨＩ Ａ Ｌ ＡＮＤ ＲＯＣ Ｓ Ｔ Ｋ ＡＬ
油井出砂预测概论
邹伟 豪
（ 四川盐业 地质钻井 大队， 四川 自贡 ６ ３０ ） ４ ００
摘
要 ： 层 出砂 对 油 气 田 开发 危 害较 大 ， 者会 导 致 油 、 井减 产 、 井减 注 ， 者会 导 致 油 气水 井报 废 。 学 地 轻 气 水 重 科
Ｋｅ ｒ ｓ Ｓ ｎ ｒｄ ｃ ｉｎ ｏｌ ｄ ｇ ｓｗｅｌ ｓ ｎ ｒ ｖ ｎ ｉｎ ｙ ｗｏ ｄ ： ａ ｄ ｐ ｏ ｕ ｔ ， ｉ ａ ａ ｌ ａ ｄ ｐ ｅ ｅ ｔ ｏ ｎ ， ｏ
１ 理 论 基 础
油 井 出 砂 是 油 气 开 采 过 程 中 由 于 储 层 胶 结 疏 松 、 度 低 、 体 的 冲 刷 而 导 致 射 孔 孔 道 附 近 或 井 底 强 流 地 带 砂 岩 层 结 构 被 破 坏 。使 得 砂 粒 随 流 体 从 油 层 中 运 移 出 来 的 现 象 ｆ 】 １ 。
轴 交 点 处 的 剪 应 力 为 该 组 岩 样 的 内 聚 力 Ｔ，直 线 斜 。 率 为 内 摩 擦 系 ｆ 。
坏 机 理 和 拉 伸 破 坏 机 理 。 剪 切 破 坏 是 出 砂 的 基 本 机
理 ：炮 孔 及 井 眼 周 围 的 岩 石 所 受 的 应 力 超 过 了岩 石
本 身 的 强 度 ， 地 层 产 生 剪 切 破 坏 ， 而 产 生 了破 裂 使 从 面 ： 裂 面 降 低 了 岩 石 的 承 载 能 力 ， 岩 石 进 一 步 破 破 使 碎 和 向外 扩 张 ； 于 产 液 流 动 的 拖 曳 力 ， 破 裂 面 上 由 将 的砂 子 携 带 出 来 。 切 破 坏 将 造 成 大 量 突 发 性 出 砂 ， 剪
Ｐｒ ｄ ｃ ｓ ｕ ｓｏ ｎ ｔ ｅＳ ｎ ｒ ｄ ｃｉ ｎ ｏ ｌ ｅｌ ｅ ｉｔＤｉｃ ｓ ｉ ｎ ｏ ｈ ａ ｄ Ｐ ｏ ｕ ｔｏ ｆ０ｉ Ｗ ｌ
Ｚ ｕＷ ｅｈ ｏ ｏ ｉａ
（ｉ ｕ ｎＳ ｌＧ ｏ ｇｃｌ ｌＤ ｉｉｇＢｉａｅ Ｚｇｎ ｉｈ ａ ４ ００ Ｓｃ ａ ａ ｅｌ ｉａ Ｗｅｌ ｒｌ ｒ ｄ ｉｏｇ Ｓｅ ｕｎ６ ３０ ） ｈ ｔ ｏ ｌｎ ｇ
压 力 衰 竭 和 接 下 来 的剪 切 损 伤 以 及 砂 岩 颗 粒 的 垮 塌 都 会 导 致 大 量 的 出 砂 。随 着 储 层 压 力 的 衰 竭 。 效 上 有 覆 应 力 和 水 平 应 力 将 会 增 加 。 这 就 导 致 射 孔 井 眼 更