防砂工艺
压裂充填防砂工艺经济评价
压裂充填防砂工艺经济评价
压裂充填防砂工艺是一种用于油田开发中的采油方法，通过在油层中
施加高压力的液体，将砂砾性物质压裂成小颗粒，然后通过注入充填材料
来防止砂粒再次封堵油井，从而提高油井的产能和采收效率。
在进行压裂
充填防砂工艺之前，进行经济评价是非常重要的，可帮助决策者评估该工
艺的可行性和经济性。
1.投资成本评估：评估该工艺的初始投资成本，包括压裂设备、充填
材料、人工成本等。
同时，还需要考虑到设备的维护与维修成本，在整个
项目周期内进行合理的财务计划。
2.生产效益评价：通过采用压裂充填防砂工艺，油井的产能和采收效
率会有所提高。
评价生产效益主要根据油井的产量增加情况和油田开发的
周期来进行。
3.成本效益评价：评估工艺的成本效益比，即投入和产出之间的比例
关系。
该工艺能否降低生产成本，并提高每桶油的产出价值，从而使项目
变得经济可行。
4.风险评估：评估压裂充填防砂工艺的风险，并进行风险管理。
包括
工艺的技术可行性、环境风险、设备故障风险等，通过合理的风险控制措
施来降低潜在的风险。
5.社会效益评价：评估该工艺对当地经济和社会的影响。
包括提供就
业机会、增加当地税收、改善能源安全等多方面的社会效益。
经济评价的方法主要包括财务分析、成本效益分析、投资回报率分析等。
通过对各项指标的评估，可以得出该工艺是否具有经济可行性的结论，以便决策者做出合理的决策。
总之，压裂充填防砂工艺经济评价是一个复杂的过程，需要综合考虑多个因素。
只有进行全面的经济评价，才能确保该工艺对于油田开发是可行和经济的选择。
胜利油田防砂工艺技术体系
胜利油田防砂工艺技术体系胜利油田防砂工艺技术体系是指为了解决油井开发过程中砂控问题而采取的一系列措施和技术手段。
胜利油田是我国大陆架油气资源的重要产区之一，由于油井开采时，地层内部岩石破碎、颗粒松散等原因，会产生大量的砂层，导致油井设备堵塞甚至造成油井无法正常生产。
因此，防止砂层进入油井，保持油井的通畅是非常重要的。
胜利油田防砂工艺技术体系主要包括以下几个方面的内容：1. 地层评价技术：通过对目标层地质结构、岩石力学性质等进行综合分析和评估，预测砂控风险，确定适当的防砂措施。
2. 钻井液体系技术：通过控制钻井液的粘度、密度、滤失性等参数，减小井壁与地层之间的差异，防止砂层进入井筒。
3. 钻具和井壁完井技术：通过选择合适的钻具和完井工具，并采取钻井液的撤出、井壁套管的加强等措施，防止砂层进入井筒。
4. 阻砂装置技术：通过安装阻砂器、套管等装置来隔离砂层，防止其进入井筒。
5. 水平井防砂技术：水平井是近年来常用的一种开发手段，通过合理的导流设计和水平段的防砂措施，能够提高井底流体的载砂能力，最大限度地减少砂层进井量。
6. 后期砂控技术：井筒中的砂层和颗粒有时会由于油井开采过程中的地层变形、液流变化等因素而脱落，阻塞了生产设备。
后期砂控技术主要是针对这些问题，通过清砂工艺、冲砂工艺等方法，降低砂层的影响，恢复正常的生产。
胜利油田防砂工艺技术体系的应用可以有效地保证油井的正常开采和生产。
通过合理的防砂措施，可以减少油井设备堵塞的风险，提高油井的产能和经济收益。
而且，胜利油田防砂工艺技术体系还可以减少环境污染，避免砂层进入油气管道，将对环境的负面影响降到最低。
总之，胜利油田防砂工艺技术体系是一套完整的工艺体系，通过地层评价、钻井液体系、钻具和井壁完井以及阻砂装置等多种措施和技术手段，可以有效地防止砂层进入油井，保持油井的通畅，提高油井产能和经济效益。
在油田开发中的应用具有重要意义。
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
浅析油井压裂防砂工艺技术原理及应用
油井开采工艺离不开信息化、智能化、机械化技术的应用。
受机械使用寿命、生产时间的影响，可能会加剧套管破损现象，进而为防砂工艺技术提供了更多的难度。
由此可见，需解决油井开采技术中气井出砂、细粉砂井的问题，有利于避免油井出砂而造成的负面影响。
另外，需采用该工艺改善油井的渗透率，这对于提高油井工艺开采效率是有利的。
一、压裂防砂工艺技术原理1.工艺技术概况。
压裂防砂工艺技术是使用树脂涂层涂抹石英砂，使材料表面有一层保护膜，有利于提高油井的导流功能。
工艺进行中，需及时注入高性能的树脂砂，确保井口裂缝处或亏空段有支撑剂作用，能改善该部位的核心功能。
当支撑剂注入需要管控的裂缝部位时，需提高中央部位的温度参数，致使树脂层发生作用。
通过让保护层实现软化，引导其发生固化聚合反应，确保砂砾可以和保护层更紧实的粘合在一起，有利于防治井口出砂的现象，也能实践油层的改造作用。
通过该方式的优化，能提高油田井口的使用年限，且效果比之前更好。
2.压裂防砂工艺应用原理。
该工艺的出砂原理是基于拉伸、剪切、粘结的过程，实现压裂防砂的目标，也能防治孔隙坍塌的情况。
首先，剪切破坏会导致地层岩石的输送效率，需利用拖曳作用引导岩石颗粒落至指定区域，使指定区域能够在压裂防砂的作用中实现造缝控制，确保流入该区域的液体由单一的方向变成双线性。
其次，单一方向流向大多为径向流状，而此时石油会渗透至井底处，会导致井口、井底部分的压力不断提升，以此形成一个陡峭的压力带，当石油越靠近井壁时，压力也会随之提升。
导致这一情况的原因是由于压力的分布，使压力区域底部的和底边边缘的压差始终在一定范围内，也能控制压差在集中区域地带。
当低端压力不稳定时，可能会引发砂块性能不稳定，导致流体会呈现双线性流状态。
此时需使用这一情况改变压力梯度，控制其压力梯度会随着应力而发货所能改变，使油泄流至地层底部，增大了地底的阻力。
若产生较大部分的裂缝时，会提升井底原油的渗流面积，引发锈蚀情况，降低了流体对地层颗粒的冲击速度。
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：
常用防砂工艺及选井条件
二、化学防砂技术
1、水带干灰砂防砂技术（水防） 2、树脂涂敷砂防砂技术（涂防） 3、高分子聚合物抑砂技术（固砂） 4、HY化学防砂技术
1、水带干灰砂防砂技术（水防）
原理：以水泥为胶结剂，以石英砂为支撑剂，按比例在地面搅拌均匀，用 携砂液携至井下挤入套管外已出砂地层，凝固后形成具有一定强度和渗透性的 人工井壁，防止地层出砂。
绕丝筛管
充填砾石 绕丝筛管
充填前后砾石渗透率之比
充填砾石及筛管尺寸选择
1
0.8
砾石绝对
0.6 渗透率太 理
低
0.4
想 的 粒
径
0.2
比
地层砂侵导致 充填体渗透率 急剧下降
地层砂可以 自由通过
0
0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20
砾石与地层砂粒度中值之比
砾石的质量要求：
超大或过小尺寸的颗粒含量不得超过砾石 总质量的2%； 砾石的圆、球度不低于0.6； 在标准土酸中的酸溶度小于1%； 砾石试样水浊度不大于50度； 显微镜观察不能发现两个或两个以上的颗 粒结晶快； 抗破碎试验产生的细颗粒砂质量应符合要 求。
3、生产压差过大导致作用在涂料砂层的剪切应力大而破坏人工井壁，因 此对于涂防井在后期的生产中必须严格控制压差生产。
3、高分子聚合物抑砂（简称抑砂或固砂）技术
A、抑砂机理
水介质中的粘土和砂岩表面均带负电 荷，阳离子聚丙烯酰胺通过其聚合物长 链上的阳离子与砂岩和粘土颗粒带负电 荷的表面相互作用，长链聚合物可以与 多个粘土或粉砂颗粒相互作用而把它们 连接在一起，使颗粒间引力增加，从而 起到很好的砂岩稳定作用。
高分子聚合物分子链 大、小颗粒地层砂
高分子聚合物抑砂示意图
防沙设施生产工艺流程概述
防沙设施生产工艺流程概述防沙设施是用于防治沙漠化、保护土地和生态环境的重要手段之一。
其生产工艺流程包括原料准备、设备调试、生产加工和质量检测等环节。
本文将对防沙设施生产工艺流程进行概述，以供参考。
一、原料准备防沙设施的生产原料主要包括混凝土、钢筋、模具等。
在生产之前，首先需要进行原料的准备工作。
这包括根据生产计划确定所需原料的种类和数量，并进行检查和采购。
同时，还需要对原料进行质量检验，确保其符合相关标准和要求。
二、设备调试设备调试是保证生产过程正常进行的重要环节。
在生产之前，需要对相关设备进行调试，确保其正常工作。
这包括设备的安装、组装、接线等操作，以及对设备的功能进行测试和调整。
只有确保设备正常运行，才能保证后续的生产加工环节顺利进行。
三、生产加工生产加工是防沙设施生产工艺流程中的核心环节。
在设备调试完成后，可以开始进行生产加工工作。
这包括混凝土的搅拌、浇筑，钢筋的裁剪、焊接，以及模具的制作和使用等。
在生产加工过程中，需要严格按照工艺要求操作，确保产品的质量和技术指标。
四、质量检测质量检测是防沙设施生产工艺流程中不可或缺的环节。
通过对产品进行质量检测，可以确保产品符合相关标准和要求，以及满足客户的需求。
质量检测包括对混凝土强度、钢筋焊接质量、尺寸精度等进行测试和评估。
只有通过质量检测的产品才能进入下一个环节，或者最终出厂销售。
总结：通过以上概述，我们可以看出防沙设施生产工艺流程的主要环节包括原料准备、设备调试、生产加工和质量检测。
每个环节都有其特定的要求和重要性，都需要精细操作和严格把控。
只有确保每个环节的顺利进行，才能生产出高质量的防沙设施产品，以应对沙漠化和保护土地生态环境的需求。
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。
常用防砂工艺简介
三、适用范围及选井条件
➢不宜用于粉细砂岩和高泥质含量的地层 ； ➢不适用于高压井； ➢套管直径小于5in的小井眼施工困难，应慎用或不用； ➢对于多层系油藏，若要经常调层开采的油井应慎用； ➢进行火烧油层开采的特稠油油藏不适合。
除了以上条件外，绝大部分油气井和地层有适宜采 用砾石充填防砂技术。
地质因素
颗粒胶结性质
颗粒胶结程度是影响出砂的主要因素， 胶结性能是否良好又和地层埋深，胶结物种 类、数量和胶结方式、颗粒尺寸形状密切相 关。表示胶结程度的物理量是地层岩石强度。
一般的说：地层埋藏越深，压实作用 越强，地层岩石强度越高，反之亦然，这 就是浅层第三系油气藏易出砂的原因之一。源自颗粒胶结性质完井因素
射孔参数对地层出砂的影响
弹孔流通面积直接影响弹孔压降，对每个弹孔而言 既要提高孔径，对整个井段而言，就要增加孔密。增大 孔径计、算提表高面孔：密在的孔综径合相效同果（是孔提径高15了m有m）效，流孔动密面积，从 而降32低孔流/m动和阻16力孔，/m也的降弹低孔了压流力速梯，度即相在差其2倍他多条，件不变时， 降低孔了径生变产化压造差成，的有压利力于梯减度缓变出化砂大。于即1.7使倍要。采取防砂措 施，高孔密、大孔径射孔也有利于减少因防砂带来的产 量损失。
射孔参数对地层出砂的影响
弹孔穿透深度
只需要突破钻井液伤害半径即可。因为疏松砂 岩地层为高渗透层，没有深穿透的必要，此外，过 分追求孔深还会增加射孔成本费用。
四、影响防砂效果的因素
影响防砂效果和有效期的因素很 多，从防砂设计到现场施工结束，期 间每一个环节的疏漏或失误都可能给 最后的防砂效果造成很大的影响。
一、防砂原理
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。
常用防砂工艺讲座
完井因素
射孔孔道填充物对出砂的影响
弹孔尺寸对油流阻力会产生巨大的影响。弹孔压降可以用下式表达
△P= B
LQ Q C L ( ) 2 KA A
弹孔流动阻力与弹孔尺寸及孔内充填物的渗透率有密切 关系：弹孔内充填物渗透率是决定弹孔压降的关键因素， 若其渗透率高，压降就小（阻力小），若弹孔畅通无阻 （K=∞）则阻力最小，若其渗透率低则弹孔压降大， 甚至完全堵塞（K→0）。
开采因素
流速
对于疏松砂岩易出砂的地层，常常存在速敏问 题，当油层内流体流速低于临界流速时，尽管也会 生产微粒的运移，但它们会在弹孔入口处自然形成 “砂拱”，可以进一步阻止出砂。但是随流速的增 加，砂拱尺寸不断增大，稳定程度降低（砂拱越小 越稳定），当流体流速等于临界流速时，砂拱平衡 完全被破坏，无法再形成新的砂拱，砂粒可以自由 流入井筒，开始出砂。如流速进一步增加，其带来 的后果只能是加剧出砂。根据实验研究，在一定流 速范围内，出砂量随流速线性增加。
构造应力
由于在断层附近或构造部位，原构造应力很大，已经 局部破坏了原有的内部骨架（已产生局部天然节理和微裂 隙），故岩石固有剪切强度更低。换言之，这些部位是地 层强度最弱的部位，也是最易出砂的部位和出砂最严重的 地区。断层附近或构造顶部区域是出砂最剧烈的区域，而 远离断层和构造低部区域出砂程度相对缓和，在胜利、中 原及其他油田发现相似的规律。因此，在防砂治砂过程中， 对这个区域要加倍重视，采用全面合理的防范措施。
开采因素
地层压降及生产压差
压降过大使岩石颗粒的负荷加大，造成岩石的剪切 破坏，导致地层大量出砂； 当油藏压力低于原油饱和压力后，将出现层内脱气， 形成油气两相流，使地层对油相的相渗透率显著下降。 此时，脱气还使原油粘度提高，两方面综合作用便增加 了油流阻力（严重时会产生气顶），欲保持产量不变， 必须提高生产压差，导致出砂情况更加恶化； 油层压力的下降总是伴随边、底水（或注入水）的 侵入，从而在层内出现油（气）、水多相流，同样使油 相渗透率急剧下降，不得不放大生产压差来维持产量， 势必产生出砂加剧的后果。
石油工程技术 井下作业 机械防砂工艺
机械防砂工艺油水井机械防砂是在井内下入各种类型的防砂管柱，如割缝衬管、绕丝筛管、滤砂管、双层或多层筛管等，将地层砂砾阻挡在防砂管柱外。
为防止地层泥砂堵塞防砂管柱，可在防砂管柱外充填砾石，使地层结构保持相对稳定，以提高防砂效果、延长防砂有效期。
1管内绕丝筛管砾石充填防砂工艺1.1原理管内绕丝筛管砾石充填防砂工艺，是先将地面预制好的绕丝筛管和井下配套工具依次下入井内，使绕丝筛管对准出砂层位，然后用携砂液携带一定粒度的砾石向地层、炮眼及筛管与套管环空填充，如图1所示。
或先对地层和炮眼填砂，再下充填管柱对环形空间充填砾石。
充填砾石对地层砂形成挡砂屏障，绕丝筛管则使充填的砾石始终保持在防砂井段，确保挡砂屏障的形成，因此砾石粒度与地层砂粒度、绕丝筛管缝隙应有一定的对应关系，即选择的砾石必须能完全挡住地层砂。
图1套管内砾石充填图2金属绕丝筛管1.2砾石充填设计1.2.1砾石设计砾石设计主要是确定砾石的大小、几何形状及化学成分。
砾石粒径大小根据冲砂作业时采集的地层砂样来确定，通过砂样筛析，绘出S型筛析曲线，求出地层砂粒度中值d50，并根据砾石尺寸计算方法求得砾石粒度中值D50，然后圆整得标准工业砾石直径。
目前现场普遍应用sauder计算方法，即D50=(5～6)d50，这样的砾石不仅能阻止地层砂的流动，还能在生产过程中保持最大的有效渗透率。
为满足防砂作业需要，除控制砾石尺寸外，充填砾石还应满足以下要求：强度大，不易被压碎；颗粒均匀，圆度好；杂质含量少，不易堵塞地层。
目前，国内防砂用砾石仍以石英砂为主，材料来源较广，而且无需经过复杂的加工处理即可使用。
1.2.2筛管设计绕丝筛管是将不锈钢丝或窄铜条缠绕在中心管上，然后焊接而成，其腐蚀和磨损小、强度高、产能系数大。
中心管可用打孔管，也可用割缝衬管，如图2所示。
筛管绕丝缝隙宽度的大小，可根据地层砂粒径大小而定，原则上要求筛缝尺寸为充填砾石粒度中值的。
1/2～2/3，即δ=(1/2～2/3)D50筛管直径设计主要考虑两方面的因素：过流面积与充填层径向厚度。
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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。
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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
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。
油井防砂工艺技术(重要)课件
复合防砂技术的应用实例
复合防砂技术是结合机械和化学防砂技术的一种方法。例 如，先使用机械防砂技术将砂粒阻挡在井口附近，然后使 用化学防砂技术将剩余的砂粒凝固成大块，最后将其排除 。
应用实例：某油田采用绕丝筛管和树脂溶液进行复合防砂 ，有效地提高了油井的采收率和生产效率。
02
03
滤砂管防砂是通过在油管内壁设 置滤砂管，利用滤砂管的过滤作 用阻挡砂粒进入井筒。
04
化学防砂技术
化学防砂技术是通过向地层中注入化学剂， 利用化学剂的反应作用将地层中的砂粒粘结 在一起，形成坚硬的岩石层，从而防止砂粒
进入井筒。
水泥浆防砂是将水泥浆注入地层，利用水泥 浆的粘结作用将地层中的砂粒粘结在一起。
04
油井防砂工艺技术的优化与改进
优化防砂工艺参数
优化射孔参数
通过调整射孔孔径、孔密和相位 角度，提高地层渗透性和流体流
动效率，降低出砂风险。
优化工作液参数
根据地层特性和流体性质，选择合 适的工作液类型和浓度，以降低滤 失量和减少对地层的伤害。
优化施工参数
合理控制施工排量、泵压和注水速 度等参数，以保持适当的流体流动 状态和压力，防止因压力波动过大 导致出砂。
数值模拟法
利用数值模拟软件，模拟油井生产过程中地 层的应力、应变和流体流动情况，预测出砂 趋势。
03
油井防砂工艺技术方法
机械防砂技术
常见的机械防砂方法包括滤砂管 防砂、绕丝筛管防砂和砾石充填 防砂等。
绕丝筛管防砂是通过在油管外部 设置绕丝筛管，利用绕丝筛管的 过滤作用阻挡砂粒进入井筒。
01
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
常用防砂工艺技术浅析
常用防砂工艺技术浅析作者：杨燕来源：《商情》2014年第33期论述了绕丝筛管砾石充填、预充填双层绕丝筛管、粉末冶金滤砂管、金属棉砂管及预充填双层割缝管防砂工艺技术与应用原油开采防砂艺技术在众多增产措施中，防止油层出砂成为维护油田正常开采的一项重要措施，随着油田的开发，防砂工艺技术不断发展，一些常用防砂艺技术得以推广应用，并见到良好效果。
1绕丝筛管砾石充填防砂工艺1.1绕丝筛管砾石充填防砂技术原理及其特点绕丝筛管砾石充填防砂是利用选定缝隙尺寸的绕丝筛管下入油井，正对出砂油层。
然后在筛管周围填充一定粒度的砾石，形成一个二级拦截过滤体系。
充填砾石被阻挡在绕丝筛管周围，地层砂又被充填的砾石阻挡，留在油层。
而油层液体可以通过渗透性极好的砾石充真假支和流通面积极大的筛隙进入油井，使油井既能保证高产又能防止油层出砂。
防砂效果的好坏决定于充填层形成的质量，因为绕丝筛管缝隙较一般地层砂大，只能阻挡选定的充填砾石，而地层砂是靠充填层阻挡。
根据油层砂粒度中值大小，选用缝隙为0.3毫米绕丝筛管和粒度为0.4-0.8毫米的充填石英砂。
该方法具有防砂成功率高、有效期长、适应性强的特点，但由于它不能分层施工，动态监测困难，油井进入高含水后不利于采取堵水或其他措施，而且后期处理较困难等问题，使该方法油田高含水开发期的使用受到一定的限制。
1.2绕丝筛管砾石充填防砂适应条件适用于井斜小于45度，套管无变形破损，油井射孔井段一般小于30米；原油粘度小于3000毫帕.秒；日产液量大于15吨，含水小于90%的油井；至少一年内不进行油层改造或分层措施；注蒸汽井一般要求先注汽后再进行绕丝筛管砾石充填防砂。
1.3绕丝筛管砾石充填防砂应用情况及效果绕丝筛管砾石充填防砂工艺是国内外应用最广泛的一种机械防砂工艺技术，该技术自1980年代初从国外引入，经过十几年的不断改进和完善，已形成了一个综合配套工艺技术。
该技术具有防砂成功率高、有效期长、适用范围广的特点，是目前一种最为有效的防砂方法。
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。
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。
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a.绕丝筛管：
绕丝为不锈钢丝， 绕丝和纵筋(截面 为三角形)的交叉 点用电焊焊在一起， 两端切平，焊上节 箍。筛套套在带孔 的中心管上，且两 端焊在中心管上。
四、机械防砂
四、机械防砂
全焊接绕丝筛管的优点：
a.耐腐蚀；工作寿命长； b.筛缝外窄内宽，具有一定的自洁作用； c.缝隙最小可达0.1mm，适应任何尺寸的砾石要求； d.流通面积大，施工中不宜堵塞，作业成功率高。
绕丝筛管的缝隙宽度必须能够100％的阻挡住砾石， 通常选择筛管的缝隙尺寸略低于充填砾石的最小尺 寸，常取最小砾石尺寸的1/2-2/3，推荐采用最小 砾石尺寸的2/3：
Wr
2 3
Dg min
Wr －缝宽
3、筛管长度
生产筛管的长度应穿过射孔上下界1.0－1.5m，裸眼 井穿过油层上下界1.0m以上。
2、筛管直径的选择
五、施工参 数的确定
(2)提高防砂有效期
3、最大施工泵压计算
五、施工参 数的确定
1)地层破裂压力
第二节 防砂方法及其适应条件
油、气井防砂方法很多，根据防砂原理，大 致可以分为砂拱防砂、化学防砂、热力焦化防 砂、机械防砂、复合防砂及其它防砂方法。
一、砂拱防砂
适于：产量较低的常规油井
砂拱 防砂
降低流速 增大射孔段长度，增加射孔密度
控制产量
增大地层径向应力 降低流速
裸眼产层膨胀式封 隔器
1、降低流速砂拱防砂：
1、绕丝筛管砾石充填防砂
四、机械防砂
1、绕丝筛管砾石充填防砂
四、机械防砂
1）适用条件：适宜于井斜<45°，套管无变形破损 的油井；原油粘度<3000mpa·s(热采井除外)；至 少二年内不进行油层改造或分层措施。一般地层砂粒 度中值<0.1mm的油井，选用筛隙为0.2mm的绕丝 筛管，采用0.3-0.6mm的砾石充填；地层砂粒度中 值≥0.1mm的油井，选用筛隙为0.3mm的绕丝筛管， 采用0.4-0.8mm的砾石充填。
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
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
防砂管柱＋砾 石充填
筛管或衬管＋预涂层砾石充填
筛管或衬管＋粒状塑料球或玻璃 球、陶粒充填
防砂管柱挡砂
四、机械防砂
这类防砂方法简便易行，成本低,但效果差， 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；地层砂进入井筒，且充满射孔孔 眼，使油井的产能较低。
适用条件：
a.油层均质性好、油层厚度小(3m左右)的油层。油层厚度较 大（多层）时应分段（分层）施工，否则挤注不均匀，降低 防砂效果；
b.细粉砂到中等地层砂，地层垂向渗透性好。 对于粘土和粉砂含量高、受钻井泥浆污染的地层，在固砂前要
进行酸洗处理；
c.套管射孔完井的垂直小井眼井（侧钻井）、高压井防砂。
(1) 预充 填双层 绕丝滤 砂管
四、机械防砂
四、机械防砂
2、滤砂管防砂
四、机械防砂
2）滤砂管防砂工艺 （1）适用条件 套管无变形、无破损；适用于原油粘度<5000mpa·s的常规开采防砂；适 用于常规开采和注蒸汽吞吐井防砂；适用于斜井和水平井中防砂；适用于砂 粒粒度中值>0.05mm；金属面滤砂管耐温性大于350°。 （2）管柱组合（自下而上） 丝堵+∮62mm油管4.0m+金属滤砂管（上下各覆盖油层1米）+∮62mm 油管8m+Y445封隔器工具。 （3）适用范围 金属面滤砂管适合于油田出砂、油层热采注蒸气吞吐；斜井和水平井中的防 砂。
筛管周围既要尽可能加大过 流面积，又要留出足够的环形 空间。筛管直径太小，流动阻 力大，防砂后井的产量小；筛 管直径过大(充填层薄)，地层 流体很容易冲开砾石层直接冲 刺筛管，致使有效期过短。另 外，充填过程中，砾石容易在 窄小处形成砂供造成防砂失败。
裸眼井砾石充填：砾石层径向厚度不小于50mm；
管内砾石充填：砾石层径向厚度不小于25mm。
由于上述优点，绕丝筛管应用广泛。
缺点：造价高，通常为割缝衬管的2－3倍。
b.割缝衬管：
可直接用铣刀铣削套管壁 而制成。缝隙的尺寸取决于铣 刀的宽度，因此0.3mm以下的 缝宽加工困难。
四、机械防砂
适于中－粗地层砂，耐腐蚀性差，缝隙尺寸受腐蚀 而增大，使防砂有效期缩短。
四、机械防砂
在选择筛管和衬管时，应考虑防砂井的 具体条件和综合经济效果。若井液腐蚀性 小，地层砂较粗，产能又较低的井，可选 择割缝衬管；反之选用绕丝筛管。厚油层 (厚度大于30m)，海上油田，作业成本高， 希望防砂有效期长，使用绕丝筛管综合效 益好。
2、确定砾石的直径：
Saucier方法： Schwart方法：
式中 c=d60/d10
D50＝(5－6)d50
D10＝(5-6)d10 c<5
D40＝(5-6)d40 D70＝(5-6)d70
c>5 c>10
二.砾石尺寸的选择 砾石偏粗
一般采用Saucier方法比较安全。
三、筛管缝隙的选择
1、缝宽的选择
机理如同拱桥承载一样，许 多砂粒在炮眼口处形成砂拱， 具有ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ定的承载能力，阻挡地 层砂随液流产出。
二、化学防砂
向地层注入一定的固砂剂，就地胶结地层砂； 或向射孔孔眼外挤注入砂浆，待砂浆凝固后形 成人工井壁。
化学防砂施工工序
干灰（涂防、固结砂、地填）：
压（洗）井→起原井→探冲捞→探冲砂 →通井→套管试压→下防砂管柱→干灰 （涂防、固结砂、地填） →候凝→探 钻塞→通井。
1、绕丝筛管砾石充填防砂
四、机械防砂
2）管柱组合（自下而上）：单一油层防砂管柱(见图一)：丝堵 +∮62mm油管４.0m+绕丝（上下各覆盖油层1米以上） +∮62mm油管20m+信筛+∮62mm油管10m+PFS充填工具 (∮40mm冲管长度由充填工具至丝堵距离)；封上采下防砂管柱 （见图二）：丝堵+∮62mm油管４.0m+绕丝（上下各覆盖油层 1米以上）+∮62mm油管10m+ PFK不循环充填工具一套；一 般夹层<１0m的油井，采用PFK专用密插和PFKQ组合；夹层> １0m的油井，采用Y211封隔器和PFKQ组合。 一般下封卡点位置在油层下界以下３－５米，上封卡点位置在油 层上界以上５－８米。
四、砾石用量的确定
砾石用量用下式计算： Vt＝亏空体积Vk＋井筒内砾石
容余量V余
信号筛与生产筛之间容积用于储备砾石。 低密度砾石充填：光管长度20－30m; 高密度挤压充填：光管长度至少等于生产 筛长度。
要求炮眼内充满砾石的原因
(1)降低流动阻力
例： 油层的平均压力为 13MPa，油层的渗透率k=0.8 um2，孔眼内地层砂渗透率8 um2，砾石层渗透率 kg=40 um2 。
一.挡砂机理
砾石层的渗透率开始有轻微的降低，之后，随流动时 间的增长，渗透率几乎不再减小。
3)砾石层孔隙充填机理
特点：砾石直径与地 层砂直径相比偏大 ( 10 D50 d50 15)。
一.挡砂机理
地层砂逐渐侵入砾石层孔隙，砾石层渗透率随流 体流入时间的增长逐渐降低。
二、砾石尺寸的选择
1、筛析砂样、绘制粒度组成累积曲线
油井及注入压力低、注水量大出砂的常规水井。
三、焦化固砂：
原理：向地层提供热能，使原油在高温裂解生成 焦炭，从而将地层砂胶结。主要有热空气固砂和 短期火烧固砂两种。
焦化固砂
注热空气固砂 短期火烧固砂
适应条件：它主要用于以火烧油层或注蒸汽开采
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。
4)油井产水后胶结物的溶解； 热采井易出砂、一般油井含水高时出砂就是此原因。
第一节 出砂 原因及危害
4、注水井停注的影响
由于注水井井下管柱、工具损坏、地面设备故障 等原因造成注水井停注引起井底压力降低，注入水回 流，引起出砂。是注水井出砂的主要原因。
5、出砂的危害
第一节 出砂 原因及危害
① 导致地层亏空，地层坍塌，损坏套管。 ② 造成油井减产停产。 ③ 加快磨损井下管柱，工具及地面设备。 ④ 增加原油处理难度。 ⑤ 增加环境污染及运输处理等问题。
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。
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。
d.高含水期不宜适用。不适用于裸眼井、热采井和老油井；适用 于低含水井。主要由于固沙剂普遍易溶于水，高含水井易降低防 砂效果。
缺点：
成功率偏低，费用相对较高；对地层的渗透性有一定的伤害，并 且存在老化现象。
化学防 砂
树脂胶结
人工井壁
其它化学方 法
树脂注入法、树脂地下合成
预涂层砾石
树脂砂浆
水泥砂浆
水带干灰砂泥砂浆
1、绕丝筛管砾石充填防砂
四、机械防砂
绕丝筛管砾石充填工艺：高压充填、循环充填。
高压充填工艺是利用PFS封隔充填一体化工具连 接绕丝筛管（割缝管）下入井内，绕丝管对准油层 部位，选择一定排量和一定压力，利用携砂液把充 填砂携带入地层，在井筒周围形成一定厚度的充填 砂体，接着进行施工参数调整，使充填砂在井筒环 空内沉积，完成油套环空充填。
四、机械防砂