出砂预测经验方法及应用
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。
(1+++++)预测油层出砂状况室内模拟实验方法的建立与应用
第33卷 第2期 2000年(总133期)西北地质NORT HWEST ERN GEOLOGYVol.33 No.2 2000(Sum133) 预测油层出砂状况室内模拟实验方法的建立与应用王 建(西北大学地质系,西安,710069) 吕成远 李 奋 李世杰(胜利油田地质科学院,山东,257015)摘 要 本文介绍了一种预测油层出砂状况的室内模拟试验方法,可以模拟油井含水、生产压差、地质压降及生产历史等诸因素对油井出砂状况的影响。
该方法在胜利油区埕岛油田馆上段油层应用效果良好。
关键词 油井出砂 地层伤害 出砂 预测 模拟实验油井出砂问题广泛困扰着疏松砂岩油田的生产和作业。
近几年来,人们越来越重视在油井投入生产甚至在完井之前认识油层的未来出砂状况,以采取有效的措施加强预防和管理,选择合理的完井方式和防砂措施及防砂时机。
国外从80年代开始以N.Stein、T.K.Perkinks[1]和R.J selby[2]等为代表,从理论和实验两方面开始了油井出砂影响因素和油井出砂预测的研究。
而国内关于研究和预测油井出砂的工作则起步于90年代初,并在防砂工艺研究方面取得了较大成绩,但在实验预测研究方面却无大的突破。
1 模拟实验设计1.1 实验模型室内出砂模拟试验的模拟对象是采油井井壁炮眼处的地层小单元,试验样品用制作成型的圆柱型油层实际小样,直径为2.5cm,长度为5～8cm左右。
模型Ⅰ适用于低压试验,便于直观地反映出砂状况;模型Ⅱ适用于高压试验,可以模拟各种生产工艺参数的改变对出砂状况的影响(图1)。
1.2 模拟实验程序油田工程技术人员最关心的问题就是油层是否出砂,何时出砂以及出砂程度如何,所以出砂模拟试验设计中考虑了含水率、过液量、过液强度和环压改变等因素对样品出砂状况的影响。
岩石力学分析则是为了从受力理论分析角度与模拟试验成果相印证。
出口分析砂子的质量判定样品的出砂程度和出砂类型,分析砂子的粒度组成,则可以判定出砂是自由砂还是骨架砂。
出砂、结蜡、结垢及腐蚀预测和防护措施技术思路
出砂、结蜡、结垢及腐蚀预测和防护措施技术思路1、结蜡预测及防护措施一、技术思路：根据油气井地质油藏特征、构造特征及岩石特性等，进行出砂机理研究，找到出砂主要影响因素，应用相关软件进行出砂预测，找到易出砂层段。
在以上研究的基础上，进行合理生产制度研究，给出合理的生产压差；应用粒度分析资料进行防砂筛网目数的预测，从而达到防砂的目的。
二、技术路线三、研究内容：1.出砂机理研究包括岩石力学性质及其影响因素进行研究，如岩石强度、岩石成分、结构特征及粘土矿物特征等。
2. 出砂影响因素分析（1）内因：油藏物性、地质构造、岩石特性等；（2）外因：完井、油保、开发参数及生产阶段等。
3.油气井出砂预测综合出砂机理研究及主要影响因素分析，应用相关专业软件，可以对油气井各产层进行地层强度预测，找出易出砂层段。
4.防砂研究（1）合理生产制度研究：在以上研究的基础上，应用相关软件计算地层强度，给出合理的生产压差。
（2）对防砂方法、防砂工艺参数优化提供技术支持；可以用多种方法对防砂筛网目数的预测，包括岩心粒度分析资料与测井GR 资料拟合确定粒度中值、岩屑/岩心粒度分析对比确定粒度中值、粒度分析与测井孔隙度/渗透率拟合确定粒度中值。
（3）对防砂井进行产能预测与评价。
2、结蜡预测及防护措施1）结蜡通过对储层流体特征的地面和地下研究，分析蜡的类型，探讨结蜡的机理。
对地层、井底和管线的结蜡趋势进行预测，并提出切实可行的防垢措施。
分析项目：原油含蜡、凝固点、析蜡点、蜡分布、PVT等分析技术路线研究内容（1）储层流体分析，包括油气田的地质概况、油气水分析资料和蜡类型研究（2）结蜡机理研究，包括温度压力以及溶解气对蜡的析出机理和影响因素分析研究。
（3）预测结蜡趋势，包括井筒结蜡预测、管线中结蜡预测。
（4）提出防蜡及清蜡建议，包括机械清蜡和化学方法防蜡。
3、结垢研究思路通过对储层流体特征的研究，分析成垢的类型，探讨结垢的机理。
运用多种预测方法对地层、井底和管线的结垢趋势进行预测。
连续出砂预测技术的研究及应用
维普资讯
７ ０
油
气
井
测
试
２Ｏ Ｏ ２年 １ ０月
后 — 渗 透 率 ， ｃ — Ｄ； Ｃ — 内 聚 力 ， ａ — ＭＰ ；
ｒ— —
果 。
图 ２为 永 ８８井 极 限 生 产 压 差 、 界 产 量 与 井 － 临 深关 系 曲 线 。 由 图 中 可 以 看 到 ， ８８井 极 限 生 产 永 － 压 差 为 ４ＭＰ 左 右 ， 界 产 量 为 ２ ０ｍ３ （ ｄ ， 层 ａ 临 ． ／ ｍ・ ） 地 存 在 一 定 强 度 。 由 于 实 际 生 产 中 生 产 压 差 达 到 了
维普资讯
２Ｏ ０ ２年 ｌ ０月
油
气
井
测
试
第 １卷 １
第 ５期
连 续 出 砂 预 测 技 术 的 研 究 及 应 用
吴 建 平 黎 洪 孙 辉
（ 利 油 田采 油工 艺研 究 院 ） （ 利 油 田勘 探 项 目管 理部 ） （ 胜 胜 胜利 油 田采 油 工 艺研 究 院 ）
ｆ ｏ＝ Ｃ ｏ＋ Ｃ１ １一√ Ｊ Ｊ ２ 式 中 ： 一 — — 极 限 生 产 压 差 ， ａ △ｐ ＭＰ ；
— —
都有测 井资料 。经过 大量研 究 发 现 ： 大部 分岩 体 绝
都 具 有 弹 性 体 的 特 征 。 而 波 动 理 论 及 测 井 实 践 表 明 ： 波 在 弹性 介 质 中 的 传 播 速 度 与 其 力 学 特 征 密 声
Ｑ ～ ４ ｒ ｋｚ Ｃ（ ｃ
、
）
（ ５ ）
式 中 ： — 临 界产 量 ， ３ （ ・ ； Ｑ— ｍ ／ ｄ ｍ）
吴建 平 ， ， 程师 ，０ １年获石 油大 学石 油 工程专 业学 士学 位 ， 从事 采油 工 艺研究 工作 。地 址 ： ， 男 工 ２０ 现 ｔ 省东 营市 胜利 油 田有 限公 司采 油 ｈｅ 工 艺研究 院 防砂 中心 ， 邮政编 码 ：５ ００ ２７０。
疏松砂岩储层出砂风险综合预测新方法及其应用
判储层的出砂风险和合理选择防砂措施具有重要意义。
关
键
词： 出砂风险； 疏松砂岩； 综合预判； 层次分析法； 模糊数学
中图分类号： ＴＥ２５７
文献标识码： Ａ 文章编号： １０００⁃３７５４ （２０２１） ０２⁃００８７⁃０８
１ ３ １ 测井法
测井法主要包括声波时差法、 Ｂ 指数法和 Ｓ 指
数法， 为经验模型预测方法。 测井法主要原理为：
基于测井解释数据， 采用式 （ １） —式 （ ３） 分别
计算声波时差、 Ｂ 指数和 Ｓ 指数， 按照表 １ 的评判
依据进行出砂风险预测。 测井法适用于所有储层的
出砂风险预测。
胶结程度、 生产压差、 含水率、 流体黏度等， 因素
１ ２ 评价集
实验值、 现场观测值｝
结合各评价因素判别标准 ［４⁃６，８⁃１０，１５］ 和储层出砂
特征， 将评价集分为 “ 不出砂”
ห้องสมุดไป่ตู้
“ 可能出砂” 和
“ 出砂” ３ 个子集， 建立评价集
Ｖ ＝ ｛ 不出砂， 可能出砂， 出砂｝
“ 不出砂” ： 代表储层岩石强度高， 出砂风险
很低， 方案设计时可不考虑防砂措施；
法、 斯伦贝谢指数法、 实验法和现场观测法等 ５ 种常用方法为评价因素集， 以 “ 出砂” “ 可能出砂” 和 “ 不出砂” ３ 种情
况为评价集， 结合各因素特点确定对应的隶属函数， 采用层次分析法原理计算各因素权重模糊集， 按 “ 最大隶属原则” 综
合判断储层出砂风险。 基于预判模型建立的疏松砂岩储层出砂风险综合预测新方法， 成功指导了 ＸＦ６－４ 油田的出砂风险预
油井出砂预测概论
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
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：文章叙述了油井出砂的概念及导致油井出砂的影响因素，分析了海上油田油井出砂预测方法，指出了现有出砂生产压差预测方法优缺点及今后发展方向。
关键词：模型分析；出砂预测；胶结状态关键词抽油泵；油井出砂；原因分析；防砂技术引言在油田开采过程中，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。
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。
1.陆地油田与海上油田出砂的区别陆地油田和海上油田在油井出砂上的差异是由于岩石结构的不同及油质的不同所引起的。
陆地油田的储层岩为细中细砂岩夹泥岩，在结构上主要以点线接触为主，结构类型上以胶结物为主，在岩层结构上又主要以方解石为主，岩石之间孔隙较多，孑L隙密度可高达30％。
孑L隙之间连通性比较好，胶层之间缝隙较大，岩层受地壳的运动影响较大。
海上油田的油井在出砂的情况上，以稠油田为主，在稠油田中受限于地质的因素，在岩层上存在着地层出砂的情况，导致海上油田油井出砂生产压差不同的原因之一便是高温蒸汽对岩层的破坏。
出砂组合模量预测方法
出砂组合模量预测方法嘿，咱今儿就来说说出砂组合模量预测方法这档子事儿。
你说这出砂，就像个调皮的小捣蛋，时不时就出来捣乱一下，让咱得想法子对付它呀！那这组合模量预测方法呢，就是咱手里的秘密武器啦！想象一下，出砂就像是一场混乱的战斗，而组合模量预测方法就是咱的战略指南。
咱得通过各种观察、分析，去摸清楚砂的脾气和习性，才能更好地预测它啥时候会冒出来捣乱。
咱可以从砂的来源开始研究呀。
它是从哪儿来的呀？是地层本身就有的，还是后来一些外在因素给招惹来的呢？这就好比咱要了解一个人的身世背景一样重要呢！然后再看看砂的颗粒大小、形状啥的，这些可都能影响到组合模量的预测呢。
还有啊，咱得考虑各种因素对出砂的影响。
就好像天气会影响咱出门穿啥衣服一样，不同的条件下出砂的情况也不一样。
比如说压力啦、温度啦、流体性质啦等等。
咱还可以通过一些实验和数据分析来找到规律呀。
就跟咱做数学题似的，多算几遍，总能找到解题思路。
把那些数据都摆出来，仔细琢磨琢磨，说不定就能发现一些隐藏的线索呢。
这组合模量预测方法可不是一蹴而就的事儿，得慢慢来，就像炖一锅好汤，得小火慢炖才有滋味。
咱不能着急，得一步一个脚印地去探索、去尝试。
说起来容易做起来难呐！但咱不能怕呀，要是不搞清楚这个，那出砂可就更肆无忌惮啦！咱得鼓起勇气，像个勇敢的战士一样去面对它。
咱可以多和同行交流交流经验呀，看看别人都是咋搞的。
说不定别人的一个小点子就能给咱带来大启发呢！这就跟朋友之间互相分享秘密一样，大家一起进步嘛！总之啊，这出砂组合模量预测方法可是个大学问，咱得用心去钻研。
虽然过程可能会有点艰辛，但咱只要坚持下去，就一定能找到好办法来对付出砂这个小调皮！咱可不能让它随便就打乱咱的计划，破坏咱的工程呀！大家一起加油吧！。
海上疏松砂岩油藏出砂预测模型及应用
其 中：
＝ ｌｆ ｃ ｃ ＋２ ｐ ｐ （） ４
式中： ｃ ｃ 别 为混 合 流 体 中油 和液 化 砂 质 量 和 分
浓度 ， 于饱和 油砂 混合 液 ， ＋ｃ 对 ｃ ＝１ 为 油 和砂 ；
混合 流体 密度 ，ｇｍ ；， ｋ／ ｐ 为孔 隙液 相 密 度 ，ｇｍ ； ｋ／
簟 ’ ● 繁３ ９ 捆 ２ １ 年６ ０２ 月
始 油 耙藏
Ｄ Ｉ１．９ ９ ｊｉ ｎ １０ Ｏ ：０ ３ ６ ／ ．ｓ ． ０ ６—６ ３ ． ０ ２ ０ ． ３ ｓ ５ ５２ １． ３０ ６
海 上 疏 松 砂 岩 油 藏 出砂 预 测 模 型 及 应 用
刘 正伟
（ 中海油服务股份有 限公 司， 天津 塘沽 ３０５ ） ０４ ２
式 中 ： ¨为 骨 架 应 力 张 量 ，Ｐ ； 为 体 力 分 量 ， ａ Ｎ ｍ ； 为 Ｂｏ 系数 ； 为 孔 隙体 积 压力 ，Ｐ 。 ／ ｉ ｔ Ｐ ａ
．
此 开展 深入研 究 ， 出了有关 疏松 砂岩 出砂 的数学 提
模 型 ＿ ， 而得 到 的结 论 与 现 场结 果 相 去甚 远 。 ２ 然 Ｊ 本 文在 现有 砂岩 油藏 出砂 预测理 论基 础上 ， 利用 实 验 与现 场实 际相 结 合 ， 用 大 型有 限元 软 件 ， 其 运 对 进 行 了校正 与分 析 ， 到 了与现 场一 致 的结 论 。 得
１２ 液相 渗流 方 程 ． 液相 渗流 方程 为 ：
：
（ ） 、 。
（） 、 ３
１ 基 本方程 与解法
流 固耦 合作 用 下 疏 松砂 岩 油 藏 出砂 模 拟数 学
模 型主要 包括 固相 骨架变 形方 程 、 液相渗 流 方程 和
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。
出砂预测经验方法及应用
出砂预测经验方法及应用【摘要】在疏松砂岩油藏生产过程中，出砂是一个较为突出问题。
因此，准确的预测并有效的预防出砂的发生，成为保证油气藏正常生产的关键问题。
目前，虽然有很多预测出砂的方法，但是单一的预测方法带有很大的局限性。
报告针对大港油田出砂情况，通过将斯伦贝谢比法和出砂指数法相结合，并采用多元回归方法进行优化，有效的提高了预测的准确性和实用性，从而准确的预测了大港油田出砂井的出砂情况，为防砂措施的选取提供了理论和实践依据，对今后的出砂预测也具有一定的借鉴意义。
【关键词】出砂预测？斯伦贝谢比法？出砂指数法？多元回归疏松砂岩油藏在生产中后期普遍存在出砂问题，国外在出砂预测方面开发了大尺寸出砂试验模拟系统、多种出砂理论模型和软件，在借鉴国外技术的基础上，中国出砂预测技术也取得了很大进展[1] 。
斯伦贝谢比法和出砂指数法是常用的两种方法，本文将两种方法结合考虑，并用多元回归法进行优化，结果表明，该方法有效提高了出砂预测的准确性，对类似油藏的开发具有一定的借鉴意义。
1 方法简介1.1 斯伦贝谢比法斯伦贝谢比法主要考虑剪切模量与体积模量的乘积，斯伦贝谢比值越大，岩石强度越大，稳定性越好，越不易出砂，反之易出砂[1]。
判断出砂的斯伦贝谢比SR定义如下：1.2 出砂指数法出砂指数法是利用测井资料中的声速及密度等有关数据计算岩石力学参数，再计算地层出砂指数，从而进行出砂预测的一种方法。
1.2.1？密度测定该油田测井井段大多在1100～1500米，每隔10米取一个深度对应的密度值。
各深度的密度数据离散点及对这些数据点进行回归得到的曲线见图1。
则井深与密度的线性关系式近似为：图3？**井出砂指数与井深的关系曲线3 结论（1）斯伦贝谢比法和出砂指数法均能定量计算油层出砂情况，计算结果直接具体；（2）将两种方法结合分析可以互相弥补不足，使结果更加趋于形象化，更具有实用性和参考价值；（3）多元线性回归可以把隐藏在大规模原始数据群体中的重要信息提炼出来，把握住数据群体的主要特征，使结果更趋于有效性。
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。
准确预测出砂的一种实用方法
准确预测出砂的一种实用方法 编译:袁永文(青海油田公司钻采工艺研究院)陈学民(青海油田公司边远油田开发公司)邢政才 徐海涛(青海油田公司钻采工艺研究院)审校:谢政(青海油田公司钻采工艺研究院) 摘要 针对国内一大型油田的出砂问题,利比亚一家石油公司与斯仑贝谢测井公司收集了大量的生产数据、测井资料与专业文献。
在对目前的几种出砂预测方法综合评价后,获得了一种新的出砂预测方法,并由此得出了与实际情况相吻合的理论预测结论。
这不仅解释了该油田的出砂现象,而且还对未开发层段的生产前景作了预测,并为下步的完井方案提供了合理的依据。
关键词 岩石参数 地层参数 生产数据 测井数据 出砂模型 出砂预测 参数修正1 概述本文对利比亚Messla油田的出砂分析方法进行了描述。
该油田已产油30多年,一些油井已严重出砂,另外一些油井则不出砂。
这一现象使该油田成为出砂分析与地质力学分析的一个理想对象。
开展这一研究工作的目的是:通过高时效的采集方法与模型建立方法优化完井方案与生产方案,大幅度降低出砂程度。
研究工作利用了易测量的实验室数据、测井数据、以及由一些经验方法(这些方法已通过其他计算结果得到了验证)得到的分析计算数据。
这一研究还利用岩石强度、地应力与砂粒尺寸等参数以获取下列结果:◇解释塑性效应,从而对井筒附近及射孔孔眼附近的砂粒强度数值进行修正;◇解释尺寸效应,不同的射孔孔眼尺寸与井筒尺寸产生不同的出砂现象;◇对一些简单的经验方法进行改进;◇利用简单的室内实验方法获取岩石力学特性,从而提高上述参数的准确度。
出砂预测结果与油田数据比较证实,这一研究方法很有效,能准确预测油井在哪年开始出砂。
本文内容有以下几点:研究方法、数据采集与处理方法;证明在研究过程中,通过对输入数据进行筛选,对某些不确定因素进行评价,并通过优选模型(这些模型不需要太复杂的测量与分析过程)最终可以得到准确的出砂预测结果。
Messla是一大型油田,由Agoco石油公司开发,至今已有30多年的生产历史。
测井资料出砂预测方法在辽河油田中的应用
ｓ ／ ｍ时，可能出砂 ；当 Ａ ｔ ＞３ ４ ５ ｓ ／ ｍ
时 ，不稳 定砂 岩 ，极 易 出砂 。
２ 出砂 指数 法
以上 出砂 预 测 方 法 主要 应 用 于预 测 油 层 生 产 的初 期 的 出砂 情 况 ，在 实际 生
产 过 程 中 ，油 层 出 砂 是 一 个 动 态 的 过 出砂 指 数 法是 根 据 地 层 岩 石 的 出砂 程 ，油 层 压 力 亏空 和 含 水 率 上升 是 油 田 指 数 判 断 地 层 出砂 程 度 的方 法 。出砂 指 开 发 后 期 导 致 油 层 出 砂 的 两 个 主 要 因 数 也 反 映 了 岩 石 的 胶结 强 度 ，按 照公 式 素 。 因 此 ， 为 了 预 测 老 井 出 砂 是 否 出
Ｇａ × ／ ５ ｄ声波时差法 、源自砂指数法和斯伦 贝ｊ 身 ｛ 指
数 法 等… 。
１声 波 时差 法
Ｓ Ｒ： （ １ －２ ／ ２ ） （ １ ＋／ ａ ）
６ （ １ 一 ）
（ ３） ×１ ０
： 一
（ ４）
声 波 时 差 法是 利用 声 波 测 井 时差 来
（ １ ），利用岩石切变 弹性模量 与体 积 砂 ，在出砂指数和斯伦 贝谢指数 中引入 弹 性 模 量 可 以 计 算 得到 出砂 指 数 。也 可 两 个修 正 因子 ： 以按照公式 （ ２ ）利 用 岩 石 密 度 和 声 波 （ １ ） 地 层压 力亏 空 因子 ： 时差直接计算出砂指数 。 ＾
式 中 ，Ｓ Ｒ一 斯 伦 贝谢 指 数 ，ＭＰ ａ ！ ；
预测 地 层 出砂 情 况 。 声波 时 差 从 一个 侧 面反 映 了 地 层 的压 实程 度 ，一 般 采 用纵 波时 差 来 预 测 出砂 程 度 。纵 波 时 差 是 声 波 纵 波 沿 井 剖 面传 播 速 度 的 倒 数 。纵 波 时差 越 大 ，表 明地 层 岩 石 胶 结 越 疏松 ，
出砂率预测的新模型
出砂率预测的新模型摘要在过去的十年中已经发现了很多确定出砂临界值的方法。
在确定当开始出砂，最近的研究工作主要集中在确定出砂一旦超出这些临界值时的出砂率。
本文描述了一种新的分析预测连续（稳态）出砂的模型。
这中出砂率模型和临界值的预测模型是一致的，并在其基础上利用了无量纲负荷因子的概念（近井地层压力归一化强度）和雷诺数（一个函数透气性，粘度，密度和流速）。
用这种方法，把实验室出砂的结果用于试验，得出一个关于负荷系数，雷诺数和出砂率之间的一个经验关系式。
第二个经验性出砂的推动因素结合了产水的影响。
把导出的模型和两个区域的六口井的实际数据相比，得到了大范围的流动条件。
该预测可以很好的匹配现场数据，通常只能高估4年之内的一个因素影响的现场实测数据。
然而，只有不断出砂时，这种高估程度在应用领域才被认为是可接受，因为它提供的一些短暂的瞬态出砂率高于稳态补偿模型值。
介绍在过去的10年中大量的研究努力都花费在开发高效预测开始出砂时间的方法，把他作为岩石强度，水位下降和储层压力的功能。
在这方面的工作Shell公司有着最大的贡献，参考文献1和2给这10年的努力做了一个很好的概括，近年来，人们的注意力现已集中在预测在出砂一旦超过临界值时的出砂率。
对这项工作的主要目的是，如果井下治砂需要，确定是否可以在地表进行出砂处理。
这两种方法各有利弊-管理与隔绝。
在砂层管理的情况下，最大的风险和挑战是能够可靠估计出砂的数量和出砂浓度。
这对粒度分析设备出砂处理能力以及确保油嘴和表面管道不超过限制很重要。
从HSE的角度来看，这在高速率的天然气井，以及在高速率油井，特别是在高气油比是特别重要。
从操作系统成本的角度来看，在海底油井，特别是在深水区，出砂严重后果和油嘴的侵蚀是非常花钱的。
从积极的一面看，通过选择性或优化射孔来管理下套管和射孔完井确实可以避免在易出砂层段出砂。
套管和射孔完井维持在接近生产层段切断水或者在另一个生产层段完井。
这已经允许全球各个领域显著着增加储量回收。
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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出砂预测经验方法及应用
【摘要】在疏松砂岩油藏生产过程中，出砂是一个较为突出问题。
因此，准确的预测并有效的预防出砂的发生，成为保证油气藏正常生产的关键问题。
目前，虽然有很多预测出砂的方法，但是单一的预测方法带有很大的局限性。
报告针对大港油田出砂情况，通过将斯伦贝谢比法和出砂指数法相结合，并采用多元回归方法进行优化，有效的提高了预测的准确性和实用性，从而准确的预测了大港油田出砂井的出砂情况，为防砂措施的选取提供了理论和实践依据，对今后的出砂预测也具有一定的借鉴意义。
【关键词】出砂预测？斯伦贝谢比法？出砂指数法？多元回归
疏松砂岩油藏在生产中后期普遍存在出砂问题，国外在出砂预测方面开发了大尺寸出砂试验模拟系统、多种出砂理论模型和软件，在借鉴国外技术的基础上，中国出砂预测技术也取得了很大进展[1] 。
斯伦贝谢比法和出砂指数法是常用的两种方法，本文将两种方法结合考虑，并用多元回归法进行优化，结果表明，该方法有效提高了出砂预测的准确性，对类似油藏的开发具有一定的借鉴意义。
1 方法简介
1.1 斯伦贝谢比法
斯伦贝谢比法主要考虑剪切模量与体积模量的乘积，斯伦贝谢比值越大，岩石强度越大，稳定性越好，越不易出砂，反之易出砂[1]。
判断出砂的斯伦贝谢比SR定义如下：
1.2 出砂指数法
出砂指数法是利用测井资料中的声速及密度等有关数据计算岩石力学参数，再计算地层出砂指数，从而进行出砂预测的一种方法。
1.2.1？密度测定
该油田测井井段大多在1100～1500米，每隔10米取一个深度对应的密度值。
各深度的密度数据离散点及对这些数据点进行回归得到的曲线见图1。
则井深与密度的线性关系式近似为：
图3？**井出砂指数与井深的关系曲线3 结论
（1）斯伦贝谢比法和出砂指数法均能定量计算油层出砂情况，计算结果直接具体；
（2）将两种方法结合分析可以互相弥补不足，使结果更加趋于形象化，更
具有实用性和参考价值；
（3）多元线性回归可以把隐藏在大规模原始数据群体中的重要信息提炼出来，把握住数据群体的主要特征，使结果更趋于有效性。
[6]
（4）采油厂部分井出砂严重，将会引起套管变形和损坏，造成油、水井报废或停产，甚至造成安全隐患，需尽快采取相应的预防措施。
参考文献
[1] 张修亮.出砂预测技术研究[D].山东：中国石油大学（华东），2011
[2] 王艳辉，刘希圣，王鸿勋.油井出砂技术的发展与应用综述[J].石油钻采工艺，1994，16（5）：79-86
[3] 方朝亮，吴铭德，冯启宁.测井关键技术展望[J].石油科技论坛，2005，24（1）：32-35
[4] 朱德武.出砂预测技术进展[J].钻采工艺，1996，19（6）：23-26
[5] Tixier M P，Loveless G W，Anderson R A.Estimation strength from the mechanical properities log[J].JPT，1975，27（3）：283-293
[6] 胥泽银，郭科.多元统计方法及其程序设计[M].成都：四川科学技术出版社，1993。