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。油层胶结强度。油层胶结强度对于出砂有着比较大的影响，影响油层胶结强度的因素包括胶

结物的种类、数量和强度。油层胶结的形式主要有泥层胶结、碳酸盐胶结和硅质

胶结等几类，其胶结强度依次增加，而对于同一种胶结物而言，随着数量的增加

其胶结强度也会随之增加；胶结方式主要有一般基质式胶结、孔隙式胶结和接触

式胶结，其胶结强度逐渐减小。排除掉其他因素的影响之后，储层渗透率越高，

油层就更容易出砂，胶结方式会影响到储层的渗透率，进而对油井出砂造成影响。

2.2开采因素的影响

石油开采过程中外力导致的油井出砂问题占比较大。在石油开采过程中，各

种因素都会对开采区域内的岩层造成不同程度的破坏，导致岩层所能承受的压力

值不断变小。随着开采深度的不断变深，岩层所承受的外部压力也会逐渐变大，

而这就是常说的油井的生产压差。生产压差的不断增加，使得采油设备输出的压

力值不断变大，石油的流动速度变快，此时石油本身所具有的渗透率也随着速度

增加而变大，进而导致石油对岩层的冲刷破坏增强，最终破坏岩层间的胶质物，

使得岩层出现脱落，导致油井出砂问题出现。此外，在采油过程中，技术人员的

不合理操作等会引起生产压差的增大，引发油井出砂。

3、油井常用防砂技术对策

3.1高压充填防砂技术

高压充填方法技术所运用到的防砂管柱主要由安全接头、筛管、FS封隔器、

可溶性扶正器、丝堵等构成，借助大排量的携砂液将砾石—石英砂携带到油气井

生产层套管外部的空洞位置，砾石—石英砂被携带到绕丝馆和套管的环形空间，

借助高压作用对其实施压实处理，进而形成密实的防砂屏障。高压填充防砂技术

在实际应用中可实施地层和绕丝管外部实施填砂处理，以此充填成形，最大限度

缩短钻井施工作业的周期，降低油井防砂作业的应用成本；高压填充防砂技术在

油井中的应用，可在油井井筒内部形成一个密度较高的渗透带，最大限度降低油

气井中的流体对地层砂砾带来冲击，使靠近井筒流体所具备的流动压力梯度能够

小于原始地层所具备的压力梯度，进而降低油井出砂率；高压充填防砂技术能够

对油层产生压裂作用，增强地层渗透率，并在井筒周围形成一个高渗透连续地段，缓解油井堵塞现象，保证油井作业能够顺利开展，提升油井作业生产效率，保证

油井作业质量。

3.2应用滤砂管防砂工艺技术

在运用滤砂管防砂工艺技术时，无论选用何种滤砂管均是将滤砂管与防砂封

隔器等设备进行配置并下放到井内，使滤砂管能够对准油层部位，最后坐封丢手。油井生产作业过程，油流将砂从底层携带到滤砂管的外部，比滤砂管滤体空间大

的地层砂与油流分离，以此达到防砂的目的。与高压充填防砂技术相比，操作简单，作业经费更低，能够同时对油井初期与后期实施防砂处理。

3.2.1双层预填充绕丝筛管

双层预填充绕丝筛管主要由内层筛管、外层筛管、中心管、预填充砾石层构成，拥有较高的抗压强度、良好的渗透率、较大的流通面积，能够实现对井筒内

部流体的分级过滤，避免地层砂流入到生产油筒内，该材料适合被运用到小斜度

仅和直井中。

3.2.2不锈钢金属棉滤砂管

不锈钢精梳棉滤砂管主要由内管、外管、不锈钢丝压制而成的金属棉片構成，能够形成一个具有挡砂功能的屏障，拥有良好的渗透性、较大的流通面积以及较

强的抗压能力。因不同生产压力环境能够形成不同的孔喉通道，不同大小的地层

砂在通过孔喉时被引流到井筒内，由不锈钢丝压制而成的精梳棉拥有良好的弹性，切实保证金属棉的挡砂能力。

3.2.3金属毡滤砂管

金属毡滤砂管是将钢丝网缠绕到带孔中心管的外部，使金属丝能够均匀的分

布到钢丝网的外部，使其能够在钢丝网的外部形成一种毡状，将其套入到带孔套

管的内部，然后对套管两端实施密封处理，借助金属毡与不锈钢丝网对地层砂实

施阻挡处理，以此达到防砂的目的。由于滤砂管孔径相对比较大，拥有较大的渗

流面积，满足大注入量的各项要求。

3.2.4陶瓷滤砂管

陶瓷滤砂管是借助烧结而成的陶瓷管对地层砂实施阻隔处理，根据地层渗透

率与挡砂精度的各项要求合理选择陶粒尺寸，防止陶瓷管在井下作业过程出现膨

胀现象。陶瓷滤砂管拥有较强的渗透性、耐酸碱性以及耐高温性能，适合被运用