油井出砂因素分析与防砂技术对策探讨

　　【摘要】随着油田进入开发后期，开采的难度不断加大，含砂井越来越多，严重降低油井生产效率与生产质量，对油田的生产与开发带来诸多不利影响。分析油井的出砂机理，应用更先进的防砂工艺技术，提高防砂效果显得尤为重要。本文在着重分析油井出砂因素和出砂机理的基础上，阐述了相关防砂技术措施对策。
　　【关键词】油井；出砂机理；因素分析；防砂技术
　　随着油田的不断开发，地层能量不断下降，油井出砂问题日益突出，越来越多的高含砂井的出现，导致油田稳产的难度日益增大。地層出砂进入井筒，会导致油砂卡等现象，造成泵的损坏，严重时会使油井停车。出砂还会影响油井的后续生产，最终影响最终采收率。
　　1。油井出砂因素分析
　　1。1先天因素
　　对于油井出砂来说，砂岩地层的地质条件、类型不同和分布规律、地质年代等共同构成油井出砂的先天因素。通常情况下，胶结矿物多、类型好、分布均匀，这种地层的气藏的胶结强度较大，出砂量较小。
　　1。2开发因素
　　油井出砂的开发因素主要指开采方法不恰当进而在一定程度上引发油井出砂。通常情况下，开采速度突变、开采技术落后、修井作业质量低和修井频繁、酸化作业设计不良和管理不科学等，在一定程度上都可能造成油井出砂现象。
　　2。油井出砂机理的分析
　　2。1地层的弱胶结出砂
　　这类油气藏出砂发生在油气井生产初期，或关井后的第二个生产周期。对于弱胶结地层，剪切破坏所导致的出砂量要比张应力作用所造成的出砂量大。由于地层胶结性差，较小的采液强度就可以导致油气井出砂。
　　2。2中等胶结强度易出水地层
　　中等胶结强度地层开始不出砂，地层出水后却开始出砂。其主要原因是由于出水后使原来固结砂粒的毛管力消失，由于毛管力的消失，地层砂在地层内流动着流体作用下，剪切破碎增强，破碎的砂粒的运移增大了砂粒间的剪切力，从而使油气藏出砂加剧。
　　2。3油藏压力下降导致胶结性好的地层出砂
　　由于油藏压力的降低，同时在主应力非常大的情况下，胶结强度高的地层易出砂，这种地层出砂状况较弱胶结地层差，同时也可能时断时续的发生。比较而言，弱胶结地层的出砂量将达到油井总产量的10到20。
　　2。4地层具有高水平构造应力胶结性好的地层出砂
　　两个水平主构造应力在出砂层位没有明显的区别，如果地层由于孔隙度的减小使地层强度变得很高，此时地层有较小的运动，将导致该方向上的应力很高，这种较高的应力差能导致井眼破碎，这种作用的结果使油气井出砂。
　　2。5油井出砂判断
　　油井生产过程中地层出砂的判断就是要解决油井是否需要采用防砂完井的问题。其判断方法有以下几种：
　　（1）现场观测法。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中拿出或岩心易从取心筒中脱落；用肉眼观察、手触等方法判断时，疏松岩石或低强度岩石往往一触即碎、或停放数日自行破碎、或在岩心上用指甲能刻痕；对岩心浸水或盐水，岩心易破碎。如有上述现象，则说明生产过程中地层易出砂。（2）临井状态。同一油气藏中，临井生产过程中出砂，本井出砂的可能性大。
　　（2）地层出砂的影响因素。井底压降。由于井底压降增大后，孔腔周围岩石受剪加剧且剪切区扩大，从而易造成剪破坏出砂。（塑变区渗透率。塑变区渗透率由于压实及来自远处细砂的堵塞而减小，从而增大该区的流动压力梯度，进而易造成拉破坏出砂。油井见水。油井见水后，或突发出砂，或出砂比以前加重。其原因为：水侵使粘结颗粒的毛管力大大降低；增加了流动的阻力，通常油藏压力下降；见水后，通常油井压力下降。
　　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。
　　（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。
　　（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）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。
　　（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，适合被运用到注蒸汽热采井防砂中。
　　（5）可膨胀筛管。可膨胀防砂筛管由可扩展割缝中心管、过滤层和可扩张式保护外套三部分构成。由附在割缝管本体上的特制的金属丝网组成过滤层。在扩张过程中，重叠式渗滤隔膜中间层发生径向滑移，另外两层则发生轴向滑移，直到防砂筛管达到理想的直径。具有过流面积大，可提高单井寿命以及油气藏的采收率，与管外封隔器配合可实现分层开采等优点。
　　4。结论
　　随着油田开发不断深入，油井出砂现象越来越多，对油井正常生产带来不利影响。油井出砂对油田持续稳产高产造成的影响越来越大。本文分析了油井出砂机理，找到了几种影响因素，并提出了防砂技术工艺，有助于油井防砂，降低出砂造成的设备耗损，提高油井开发的效果和效益。
　　【参考文献】
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　　〔2〕韩保锋。孤岛油田稠油井防砂工艺的研究与应用〔J〕。石油天然气学报，2008，30（1）：3334。
　　作者简介：范钰玮（1989），女，助理工程师，从事防砂工艺技术工作。