生產(chǎn)井防砂工藝簡介

1、常用防砂工藝及選井條件常用防砂工藝及選井條件a a、減產(chǎn)或停產(chǎn)作業(yè)、減產(chǎn)或停產(chǎn)作業(yè) 油井出砂最容易造成油井出砂最容易造成砂埋油層砂埋油層、砂堵油管砂堵油管、地面管匯和貯油罐積砂地面管匯和貯油罐積砂。b b、地面和井下設備磨蝕、地面和井下設備磨蝕 由于油井產(chǎn)出流體中含有地層砂，主要成分是由于油井產(chǎn)出流體中含有地層砂，主要成分是SiOSiO2 2，硬度高，能使，硬度高，能使抽油泵閥抽油泵閥座磨損而不密封座磨損而不密封、閥球點蝕閥球點蝕、柱塞和泵缸拉傷柱塞和泵缸拉傷、地面閘門失靈地面閘門失靈、輸油泵葉輪嚴輸油泵葉輪嚴重沖蝕重沖蝕。c c、套管損壞、油井報廢、套管損壞、油井報廢 最嚴重的情況是隨著地層

2、出砂量的不斷增加最嚴重的情況是隨著地層出砂量的不斷增加, ,套管外的地層孔穴越來越大，套管外的地層孔穴越來越大，到一定程度往往會導致突發(fā)性的到一定程度往往會導致突發(fā)性的地層坍塌地層坍塌。套管坍塌部位由于受力失去平衡產(chǎn)。套管坍塌部位由于受力失去平衡產(chǎn)生變形或損壞。嚴重時會導致油井報廢。生變形或損壞。嚴重時會導致油井報廢。防砂是保障出砂油田正常生產(chǎn)必須的措施！防砂是保障出砂油田正常生產(chǎn)必須的措施！ 出砂的危害出砂的危害 一般油層的出砂可分為一般油層的出砂可分為充填砂充填砂和和骨架砂骨架砂，當流體的流速達到一定值時，首先使得，當流體的流速達到一定值時，首先使得充填于油層孔道中的未膠結砂粒發(fā)生移動，油

3、井開始出砂，隨著流速的增加、油井受充填于油層孔道中的未膠結砂粒發(fā)生移動，油井開始出砂，隨著流速的增加、油井受力發(fā)生變化，油井出砂量增加，當流體的流速和生產(chǎn)壓差達到某一定值時，油井發(fā)生力發(fā)生變化，油井出砂量增加，當流體的流速和生產(chǎn)壓差達到某一定值時，油井發(fā)生剪切破壞，造成巖石結構損壞，使骨架砂變?yōu)樽杂缮?，被流體帶動著移動，引起油井剪切破壞，造成巖石結構損壞，使骨架砂變?yōu)樽杂缮?，被流體帶動著移動，引起油井大量出砂。大量出砂。1 1、出砂的機理、出砂的機理A A、剪切破壞機理、剪切破壞機理 上覆巖層壓力由孔隙壓力與骨架應力共同平衡。隨開采進行，油藏壓力逐漸降低，施加在巖石骨架上的壓力越來越大，當該力

4、超過巖石的抗剪切應力，巖石就會被剪切破壞。剪切破壞的主要因素是油藏壓力的衰減或生產(chǎn)壓差過大，如果油藏能量得不到及時補充或注剪切破壞的主要因素是油藏壓力的衰減或生產(chǎn)壓差過大，如果油藏能量得不到及時補充或注水效果差或生產(chǎn)壓差超過巖石強度，都會造成地層的應力平衡失穩(wěn)，形成剪切破壞。水效果差或生產(chǎn)壓差超過巖石強度，都會造成地層的應力平衡失穩(wěn)，形成剪切破壞。B B、拉伸破壞機理、拉伸破壞機理在開采過程中，流體由油藏滲流至井筒，沿程會與地層顆粒發(fā)生摩擦，流速越大，摩擦力越大，施加在巖石顆粒表面的拖曳力越大，即巖石顆粒前后的壓力梯度越大，巖石就會遭受拉伸破壞。與過高的開采速度和過大的流體速度有關。流體對巖石

5、的拉伸破壞主要集中在炮眼周圍，與過高的開采速度和過大的流體速度有關。流體對巖石的拉伸破壞主要集中在炮眼周圍，因為炮眼周圍的流速遠大于地層內(nèi)部，另外，近井地帶流體易脫氣，粘度增大，對巖石因為炮眼周圍的流速遠大于地層內(nèi)部，另外，近井地帶流體易脫氣，粘度增大，對巖石顆粒的拖曳力也會增大。顆粒的拖曳力也會增大。兩種機理同時作用并相互影響兩種機理同時作用并相互影響, ,剪切引起地層破壞后，地層顆粒更容易在產(chǎn)液拖曳力剪切引起地層破壞后，地層顆粒更容易在產(chǎn)液拖曳力作用下發(fā)生運移。作用下發(fā)生運移。2 2、影響出砂的因素、影響出砂的因素（1 1）地質(zhì)因素）地質(zhì)因素（2 2）開采因素）開采因素（3 3）完井因素）

6、完井因素自然因素自然因素人為因素人為因素a、地層壓降及生產(chǎn)壓差對出砂的影響 b、流速對出砂的影響 a、射孔孔道填充物對出砂的影響 b、射孔參數(shù)對出砂的影響 b、顆粒膠結強度a、構造應力的影響c、流體性質(zhì)c、含水上升或注水對出砂的影響 d、蒸汽吞吐對出砂的影響斷層附近和構造頂部區(qū)域原構造應力最大，斷層附近和構造頂部區(qū)域原構造應力最大，是地層強度最弱的部位，局部內(nèi)部骨架已經(jīng)是地層強度最弱的部位，局部內(nèi)部骨架已經(jīng)被破壞，被破壞，是最容易也是出砂最嚴重的地區(qū)。是最容易也是出砂最嚴重的地區(qū)。地層埋藏越深，壓實作用越強，膠結強度越地層埋藏越深，壓實作用越強，膠結強度越高，越不易出砂。高，越不易出砂。孔隙式

7、膠結孔隙孔隙式膠結孔隙- -接觸式膠結接觸式膠接觸式膠結接觸式膠結結1 1、含油飽和度越高，膠結越好。、含油飽和度越高，膠結越好。2 2、原油粘度越高，越易出砂（、原油粘度越高，越易出砂（a a、粘度高，、粘度高，毛細管力小，膠結強度弱。毛細管力小，膠結強度弱。b b、粘度高，作、粘度高，作用在巖石顆粒上的拖曳力大用在巖石顆粒上的拖曳力大e、日常管理不當導致壓力激動1 1、壓降過大導致巖石顆粒負荷大，形成剪切破壞。、壓降過大導致巖石顆粒負荷大，形成剪切破壞。2 2、壓降引起脫氣導致原油粘度增大、壓降引起脫氣導致原油粘度增大3 3、壓降需要放大生產(chǎn)壓差，作用在巖石上的拉伸作、壓降需要放大生產(chǎn)壓差

8、，作用在巖石上的拉伸作用力增大，更易出砂。用力增大，更易出砂。1 1、含水上升導致毛細管力下降，地層強度降低、含水上升導致毛細管力下降，地層強度降低2 2、膠結物被水溶解、膠結物被水溶解3 3、注水對地層的沖刷作用加劇出砂、注水對地層的沖刷作用加劇出砂1 1、高溫高壓蒸汽將環(huán)空充填砂擠入地層或溶蝕，井、高溫高壓蒸汽將環(huán)空充填砂擠入地層或溶蝕，井筒內(nèi)礫石充填帶被破壞；放噴時大量地層砂回吐從筒內(nèi)礫石充填帶被破壞；放噴時大量地層砂回吐從繞絲管導致出砂。繞絲管導致出砂。2 2、熱采采油速度高，導致近井地帶地層壓降大，、熱采采油速度高，導致近井地帶地層壓降大，射孔后各種填充物導致孔道堵塞，孔道壓降是生產(chǎn)

9、射孔后各種填充物導致孔道堵塞，孔道壓降是生產(chǎn)壓差的主要組成部分（壓差的主要組成部分（80%80%）應采取大孔道、高密度射孔方式降低流動阻力，降應采取大孔道、高密度射孔方式降低流動阻力，降低流速。低流速。常用防砂工藝技術：常用防砂工藝技術：一、繞絲篩管礫石充填防砂技術一、繞絲篩管礫石充填防砂技術二、化學防砂技術二、化學防砂技術三、復合防砂技術三、復合防砂技術四、解堵類防砂技術四、解堵類防砂技術五、復雜結構井防砂技術五、復雜結構井防砂技術六、熱采井防砂技術六、熱采井防砂技術一、繞絲篩管礫石充填防砂技術一、繞絲篩管礫石充填防砂技術 原理：原理：利用選定縫隙尺寸的繞絲篩管利用選定縫隙尺寸的繞絲篩管下入

10、油井正對出砂油層，然后下入油井正對出砂油層，然后在繞絲篩管周在繞絲篩管周圍填入一定粒度的礫石，形成一個二級攔截圍填入一定粒度的礫石，形成一個二級攔截過濾體系，較細的地層砂在充填礫石面上被過濾體系，較細的地層砂在充填礫石面上被阻留，而礫石本身比篩縫大又被阻隔在篩管阻留，而礫石本身比篩縫大又被阻隔在篩管周圍，周圍，以保證讓流體流過而阻擋地層砂進入以保證讓流體流過而阻擋地層砂進入井中，使油井既能獲得產(chǎn)能又可控制出砂。井中，使油井既能獲得產(chǎn)能又可控制出砂。繞絲篩管繞絲篩管充填礫石充填礫石繞絲篩管繞絲篩管00.20.40.60.8102468101214161820礫石與地層砂粒度中值之比礫石與地層砂粒

11、度中值之比充填前后礫石滲透率之比充填前后礫石滲透率之比礫石絕對礫石絕對滲透率太滲透率太低低地層砂可以地層砂可以自由通過自由通過地層砂侵導致地層砂侵導致充填體滲透率充填體滲透率急劇下降急劇下降理想的粒徑比理想的粒徑比 按索西公式按索西公式D=D=（5 56 6）d d5050。實際地層砂粒度分布范圍廣，采用：。實際地層砂粒度分布范圍廣，采用：D=D=（4 4 8 8）d d5050。 篩縫尺寸應等于最小充填礫石尺寸的篩縫尺寸應等于最小充填礫石尺寸的1/21/22/32/3。 油田地層砂平均粒徑中值為油田地層砂平均粒徑中值為0.1mm0.1mm，則充填砂，則充填砂礫石直徑為礫石直徑為0.40.40

12、.8mm0.8mm，篩縫尺寸為篩縫尺寸為0.3mm0.3mm，選擇石英砂和陶粒作為充填礫石。，選擇石英砂和陶粒作為充填礫石。充填礫石及篩管尺寸選擇充填礫石及篩管尺寸選擇礫石的質(zhì)量要求：礫石的質(zhì)量要求：超大或過小尺寸的顆粒含量不得超過礫超大或過小尺寸的顆粒含量不得超過礫石總質(zhì)量的石總質(zhì)量的2%2%；礫石的礫石的圓、球度圓、球度不低于不低于0.60.6； 在標準土酸中的在標準土酸中的酸溶度酸溶度小于小于1%1%； 礫石試樣水濁度不大于礫石試樣水濁度不大于5050度；度； 顯微鏡觀察不能發(fā)現(xiàn)兩個或兩個以上的顯微鏡觀察不能發(fā)現(xiàn)兩個或兩個以上的顆粒結晶快；顆粒結晶快； 抗破碎抗破碎試驗產(chǎn)生的細顆粒砂質(zhì)量

13、應符合試驗產(chǎn)生的細顆粒砂質(zhì)量應符合要求。要求。 適用范圍：適用范圍： 1、不宜用于粉細砂巖（地層砂粒徑中值0.07mm）和高泥質(zhì)含量的地層。因為要防止粉細砂，則要求小礫石尺寸，這樣礫石層滲透率低，影響產(chǎn)能；粉細砂容易侵入礫石層，使礫石層滲透率嚴重下降，影響產(chǎn)能；粘土容易將礫石層堵塞，降低產(chǎn)量。 2、不適用于高壓井。壓力及產(chǎn)量太高時，高速液流沖刷作用容易使礫石破碎，產(chǎn)生層產(chǎn)生粉細砂，堵塞通道，降低產(chǎn)量。 3、套管直徑小于5in的小井眼施工困難，應慎用或不用。 4、對于多層系油藏，若要經(jīng)常調(diào)層開采的油井應慎用。 5、進行火燒油層開采的特稠油油藏不適合。除了以上條件外，絕大部分油氣井和地層有適宜采用

14、礫石充填防砂技術。施工過程施工過程繞防管柱示意圖繞防管柱示意圖充填工具充填工具信號篩管信號篩管生產(chǎn)篩管生產(chǎn)篩管沖沖 管管絲絲 堵堵灰灰 面面油層油層扶正器扶正器井筒處理井筒處理（刮管、通井、洗井）下入管柱下入管柱地層預處理地層預處理（解堵、粘土穩(wěn)定處理）洗井洗井座封座封加砂充填礫石加砂充填礫石頂替壓力至頂替壓力至12MPa反洗井丟手反洗井丟手充填工具信號篩管生產(chǎn)篩管沖 管絲 堵灰 面油層扶正器施工管柱設計施工管柱設計工作原理：將砂漿從油管內(nèi)泵入，到達充填工具經(jīng)轉換內(nèi)管自皮碗下方的轉換孔流出，由于皮碗（朝下）的單向密封作用，迫使砂漿沿篩管/套管環(huán)形空間下行，并在環(huán)形空間內(nèi)逐漸堆積，而脫砂液通過篩

15、縫進入篩管，通過沖管返至充填工具內(nèi)、外管之間的夾壁腔，并從皮碗上方旁通孔流出進入油管/套管環(huán)形空間，繼續(xù)上行至井口，完成礫石的循環(huán)充填。 扶正器的作用：使防砂管柱在井內(nèi)處于中心位置，以使礫石均勻地充填到篩管周圍，形成良好的擋砂屏障。 信號篩管的作用：向地面施工人員提供井下充填情況的信號。當充填礫石堆積到生產(chǎn)篩管頂部，地面充填壓力相對穩(wěn)定，直到礫石把光管段環(huán)形空間全部填滿達到信號篩管后，壓力開始上升，當信號篩管全部被礫石填滿后，壓力劇增，表明井桶內(nèi)礫石儲備量已達到設計要求，充填停止，可進行下步工序。 光管的作用：在光管與套管的環(huán)空內(nèi)儲備一部分充填礫石，因為防砂結束后，礫石會發(fā)生沉降、或溶蝕導致環(huán)

16、空礫石損失，充填高度下降，光管周圍儲備的礫石可以補償損失礫石，保證篩管不裸露，使防砂持續(xù)有效。此外，環(huán)空內(nèi)的較多的儲備礫石還阻止地層流體（包括產(chǎn)出砂）沿著環(huán)空向上竄流生產(chǎn)篩管：長度應超過射孔井段上、下界各1.01.5m，以便確保篩管對準生產(chǎn)層，獲得篩管的最大利用率。長度規(guī)格2.6m、4.6m、6.6m（熱采篩管2.8/4.8/6.8m）。 沖管：與充填工具配合形成充填通道。影響繞絲篩管防砂失效因素分析：影響繞絲篩管防砂失效因素分析： 1 1、施工過程中出現(xiàn)的各種問題導致、施工過程中出現(xiàn)的各種問題導致環(huán)空未充填好環(huán)空未充填好（負壓、砂橋、防（負壓、砂橋、防砂管柱不居中等現(xiàn)象）。砂管柱不居中等現(xiàn)象

17、）。導致二級防砂屏障只剩下繞絲篩管一級防砂屏障。導致二級防砂屏障只剩下繞絲篩管一級防砂屏障。 2 2、防砂管柱質(zhì)量問題導致、防砂管柱質(zhì)量問題導致穿孔穿孔（盲管生銹穿孔、篩管被砂礫擊穿）。（盲管生銹穿孔、篩管被砂礫擊穿）。 3 3、注蒸汽吞吐熱采時、注蒸汽吞吐熱采時蒸汽對環(huán)空砂的沖刷、溶蝕蒸汽對環(huán)空砂的沖刷、溶蝕導致砂量大幅減少，導致砂量大幅減少，擋砂屏障失效，極易引起出砂。擋砂屏障失效，極易引起出砂。二、化學防砂技術二、化學防砂技術1 1、水帶干灰砂防砂技術（水防）、水帶干灰砂防砂技術（水防）2 2、樹脂涂敷砂防砂技術（涂防）、樹脂涂敷砂防砂技術（涂防）3 3、高分子聚合物抑砂技術（固砂）、高

18、分子聚合物抑砂技術（固砂）4 4、HYHY化學防砂技術化學防砂技術1 1、水帶干灰砂防砂技術（水防）、水帶干灰砂防砂技術（水防） 原理：原理：以以水泥為膠結劑水泥為膠結劑，以，以石英砂石英砂為支撐劑，按比例在地面攪拌均勻，用為支撐劑，按比例在地面攪拌均勻，用攜砂液攜至井下擠入套管外已出砂地層，凝固后形成具有一定強度和滲透性的人攜砂液攜至井下擠入套管外已出砂地層，凝固后形成具有一定強度和滲透性的人工井壁，防止地層出砂。工井壁，防止地層出砂。 適用范圍：適用范圍：適用于已出砂的油、水井防砂；適用于已出砂的油、水井防砂；適用于多油層、高含水油井防砂；適用于多油層、高含水油井防砂；適用于防砂井段在適用

19、于防砂井段在50m50m以內(nèi)的油、水井防砂；以內(nèi)的油、水井防砂；適用于低壓油、水井后期防砂。適用于低壓油、水井后期防砂。 缺點：缺點： 造成的堵塞較為嚴重，對單層產(chǎn)量的制約可達造成的堵塞較為嚴重，對單層產(chǎn)量的制約可達50%50%，目前主要用于水井防砂。，目前主要用于水井防砂。油層油層人工井底人工井底攜砂液攜帶攜砂液攜帶水帶干灰砂水帶干灰砂防砂管柱防砂管柱水帶干灰砂防砂示意圖水帶干灰砂防砂示意圖40-60m m1 1、用料設計、用料設計A A、配方：油井水泥：石英砂、配方：油井水泥：石英砂=1=1：（：（1.51.52.52.5）（重量比，根據(jù)地層情況而定）（重量比，根據(jù)地層情況而定）B B、用

20、量：每米射孔井段按、用量：每米射孔井段按2t2t設計。設計。井筒處理井筒處理（刮管、通井、洗井）下入管柱下入管柱試擠加砂試擠加砂頂替頂替關井關井72h沖鉆沖鉆2 2、施工過程、施工過程（砂比10%）影響水防失效因素分析：影響水防失效因素分析： 井底流動壓差過大導致作用在擋砂屏障上的剪切應力過大，從而導致水井底流動壓差過大導致作用在擋砂屏障上的剪切應力過大，從而導致水防形成的人工井壁被破壞。原因（井底壓力波動，如壓力突升突降等），因防形成的人工井壁被破壞。原因（井底壓力波動，如壓力突升突降等），因此在日常管理中應注意控制水井井底壓力變化。此在日常管理中應注意控制水井井底壓力變化。2 2、樹脂涂敷

21、砂防砂技術（涂防）、樹脂涂敷砂防砂技術（涂防）原理：原理：在一定粒徑的石英砂表面通過物在一定粒徑的石英砂表面通過物理化學方法均勻涂敷一層樹脂，在常溫理化學方法均勻涂敷一層樹脂，在常溫下經(jīng)過干燥、碾壓、過篩等生產(chǎn)過程，下經(jīng)過干燥、碾壓、過篩等生產(chǎn)過程，成為不發(fā)生粘連的穩(wěn)定顆粒。成為不發(fā)生粘連的穩(wěn)定顆粒。樹脂涂敷樹脂涂敷砂通過攜砂液擠入地層，在地層溫度、砂通過攜砂液擠入地層，在地層溫度、壓力及催化劑等條件作用下，涂料砂外壓力及催化劑等條件作用下，涂料砂外表面的樹脂發(fā)生軟化，使接觸的顆粒相表面的樹脂發(fā)生軟化，使接觸的顆粒相互粘結，并逐漸固化，形成具有一定強互粘結，并逐漸固化，形成具有一定強度和良好滲

22、透性的人工井壁，度和良好滲透性的人工井壁，從而起到從而起到防砂作用。防砂作用。 表觀觀棕黃黃色或黃黃色密度（g/cm3） 1.450.02 粒徑徑（mm） 0.40.890% 固結溫結溫度（） 45抗折強度（MPa）2.5抗壓壓強度（MPa） 5.0 涂覆率（%） 98.5 滲透率（m2） 20 樹脂涂敷砂性能指標樹脂涂敷砂性能指標防砂前防砂前 防砂后防砂后 適應性：適應性：1 1、適用于每米油層出砂量、適用于每米油層出砂量50L50L的油、水井早期和中后期防砂，對新射的油、水井早期和中后期防砂，對新射開油層必須先進行吐砂后再防砂；開油層必須先進行吐砂后再防砂；2 2、油層溫度高于油層溫度高于

23、5050；3 3、射孔井、射孔井段小于段小于40m40m，層厚小于，層厚小于25m25m，且射開層中無泥巖夾層，層間差異，且射開層中無泥巖夾層，層間差異越小越好（大多數(shù)文獻推薦處理井段不超過越小越好（大多數(shù)文獻推薦處理井段不超過20m20m）；）；4 4、沉砂口袋不小于沉砂口袋不小于10m10m。涂防特點：涂防特點：防具有施工簡單、解放井筒、保持地層原始滲透率的特點，防具有施工簡單、解放井筒、保持地層原始滲透率的特點，尤其適用于早期低含水、含氣少的井，尤其適用于早期低含水、含氣少的井，對防細粉砂井效果好于繞防對防細粉砂井效果好于繞防。 現(xiàn)場施工現(xiàn)場施工地層壓力上升地層壓力上升2 MPa2 MP

24、a以上以上試試 擠擠關井反應關井反應鉆塞后下泵投產(chǎn)鉆塞后下泵投產(chǎn)頂替頂替人工井底人工井底攜砂液攜攜砂液攜帶涂料砂帶涂料砂防砂管柱防砂管柱涂料砂防砂示意圖涂料砂防砂示意圖30-50m m井筒處理井筒處理加攜砂液及固化劑加攜砂液及固化劑影響涂防失效因素分析：影響涂防失效因素分析： 1 1、涂料砂質(zhì)量問題、施工問題等導致加砂困難或涂料砂都被帶入地層，、涂料砂質(zhì)量問題、施工問題等導致加砂困難或涂料砂都被帶入地層，未在近井地帶形成較好的人工井壁。未在近井地帶形成較好的人工井壁。 2 2、小層數(shù)多、滲透率級差大、井段長，導致油層進砂不均，未能形、小層數(shù)多、滲透率級差大、井段長，導致油層進砂不均，未能形 成

25、有效人工井壁。成有效人工井壁。 3 3、生產(chǎn)壓差過大導致作用在涂料砂層的剪切應力大而破壞人工井壁，因、生產(chǎn)壓差過大導致作用在涂料砂層的剪切應力大而破壞人工井壁，因此對于涂防井在后期的生產(chǎn)中必須嚴格控制壓差生產(chǎn)。此對于涂防井在后期的生產(chǎn)中必須嚴格控制壓差生產(chǎn)。3 3、高分子聚合物抑砂（簡稱抑砂或固砂）技術、高分子聚合物抑砂（簡稱抑砂或固砂）技術A A、抑砂機理、抑砂機理 水介質(zhì)中的粘土和砂巖表面均帶負電水介質(zhì)中的粘土和砂巖表面均帶負電荷，陽離子聚丙烯酰胺通過其聚合物長荷，陽離子聚丙烯酰胺通過其聚合物長鏈上的陽離子與砂巖和粘土顆粒帶負電鏈上的陽離子與砂巖和粘土顆粒帶負電荷的表面相互作用，長鏈聚合物

26、可以與荷的表面相互作用，長鏈聚合物可以與多個粘土或粉砂顆粒相互作用而把它們多個粘土或粉砂顆粒相互作用而把它們連接在一起，使顆粒間引力增加，從而連接在一起，使顆粒間引力增加，從而起到很好的砂巖穩(wěn)定作用。起到很好的砂巖穩(wěn)定作用。高分子聚合物抑砂示意圖高分子聚合物抑砂示意圖大、小顆粒地層砂大、小顆粒地層砂高分子聚合物分子鏈高分子聚合物分子鏈 適用范圍適用范圍：采出程度低，原始滲透率高，采出程度低，原始滲透率高，滲透性能好，滲透性能好，日產(chǎn)液量大于日產(chǎn)液量大于20m20m3 3；有注水井補充有注水井補充地層能量地層能量，液面高、波動不大；，液面高、波動不大；地層地層出砂不嚴重出砂不嚴重或防砂后仍出少量

27、粒徑最好小于或防砂后仍出少量粒徑最好小于0.1mm0.1mm細粉砂。細粉砂。 該工藝只能抑制細粉砂和細小顆粒的運移，對出砂量小或不嚴重的井較該工藝只能抑制細粉砂和細小顆粒的運移，對出砂量小或不嚴重的井較適用適用, ,防砂程度較低。防砂程度較低。適用范圍適用范圍4 4、 HYHY化學防砂技術化學防砂技術 原理： HY化學防砂，是多種樹脂混合+固相纖維材料復合而成，固砂劑在一定條件下聚合成長高分子鏈的線型或網(wǎng)狀高分子聚合物，在砂粒之間形成一層很薄的膠合物，將砂粒牢固地膠結在一起，從而達到防砂的目的。 固固 相相 纖纖 維維 液相高分子膠結材料液相高分子膠結材料填充已虧空的地層填充已虧空的地層 堆積

28、于井壁附近堆積于井壁附近 固結填充堆積井壁附近的固相材料，在井壁固結填充堆積井壁附近的固相材料，在井壁附近形成擋砂人工井壁附近形成擋砂人工井壁 固結井壁附近分散的砂粒，避免井壁附近固結井壁附近分散的砂粒，避免井壁附近的砂粒運移流入井筒的砂粒運移流入井筒 組組成成 適用范圍：適用范圍： 1 1、適用于已出砂的水井防砂；、適用于已出砂的水井防砂； 2 2、適用于粉細砂巖油層防砂；、適用于粉細砂巖油層防砂； 3 3、適用于多油層水井防砂。、適用于多油層水井防砂。工藝特點：工藝特點： 1 1、防砂材料配制后具有低粘度易泵送。、防砂材料配制后具有低粘度易泵送。 2 2、適用溫度范圍廣（適用、適用溫度范圍

29、廣（適用30-9030-90的油層）。的油層）。 3 3、施工簡單，現(xiàn)場施工成本低。、施工簡單，現(xiàn)場施工成本低。 4 4、固化時間可調(diào)。、固化時間可調(diào)。 施工工藝：施工工藝： 沖砂沖砂洗井洗井管柱（油層頂界管柱（油層頂界20m20m）清洗地層清洗地層擠防砂材料擠防砂材料頂替頂替關井反應關井反應2 2小時小時鉆塞鉆塞下泵生產(chǎn)。下泵生產(chǎn)。三、復合防砂技術三、復合防砂技術原理：原理：復合防砂就是化學防砂與機械防砂的有機結合復合防砂就是化學防砂與機械防砂的有機結合，它是，它是先向地層中擠入先向地層中擠入化學防砂劑化學防砂劑，在地層溫度、壓力及固化劑等條件下，固結成具有一定強度和，在地層溫度、壓力及固化

30、劑等條件下，固結成具有一定強度和滲透性的人工井壁，滲透性的人工井壁，防止地層砂流向井筒防止地層砂流向井筒；然后再進行繞絲篩管礫石充填防然后再進行繞絲篩管礫石充填防砂，提高防砂成功率。砂，提高防砂成功率。 適用范圍：單一化學防砂或繞防無法防住砂的井。適用范圍：單一化學防砂或繞防無法防住砂的井。四、解堵類防砂技術四、解堵類防砂技術原理：原理：在防砂的同時，采用物理或化學的方法解除地層污染和堵塞，達到增在防砂的同時，采用物理或化學的方法解除地層污染和堵塞，達到增產(chǎn)和防砂的雙重目的。產(chǎn)和防砂的雙重目的。適用范圍：適用范圍：A A、存在有機或無機堵塞的油井、存在有機或無機堵塞的油井B B、滲透率較低或稠

31、油井、滲透率較低或稠油井C C、施工層與水層距離要、施工層與水層距離要10m10m，邊底水活躍的慎用高充和壓裂防砂，邊底水活躍的慎用高充和壓裂防砂D D、對多層系油藏要慎用，要求防砂層數(shù)不超過、對多層系油藏要慎用，要求防砂層數(shù)不超過4 4層層E E、其它條件與繞防類似、其它條件與繞防類似 B B、壓裂、壓裂+ +繞絲篩管礫石充填防砂（即壓裂防砂）技術繞絲篩管礫石充填防砂（即壓裂防砂）技術 用壓裂液壓開地層，形成裂縫，并在裂縫中充填填充物，形成高滲流通道，然后再進用壓裂液壓開地層，形成裂縫，并在裂縫中充填填充物，形成高滲流通道，然后再進行繞防施工。施工工序：先進行壓裂，在進行繞防施工。行繞防施工

32、。施工工序：先進行壓裂，在進行繞防施工。 配套工藝配套工藝 C C、高壓礫石充填防砂（即高充）技術、高壓礫石充填防砂（即高充）技術 在高于地層破裂壓力的條件下，將充填砂攜帶至地層和篩管與套管環(huán)形空間，形成高在高于地層破裂壓力的條件下，將充填砂攜帶至地層和篩管與套管環(huán)形空間，形成高滲透、大半徑的擋砂屏障，達到解堵防砂和雙重目的。滲透、大半徑的擋砂屏障，達到解堵防砂和雙重目的。A A、解堵或酸化、解堵或酸化+ +繞絲篩管礫石充填防砂（解堵防砂）技術繞絲篩管礫石充填防砂（解堵防砂）技術 在繞防前后，根據(jù)地層不同堵塞原因，采用不同的解堵方法，達到解堵和防砂的雙重目在繞防前后，根據(jù)地層不同堵塞原因，采用

33、不同的解堵方法，達到解堵和防砂的雙重目的。的。 施工工序：在繞防循環(huán)充填前或后擠入解堵液，再進行繞防施工。施工工序：在繞防循環(huán)充填前或后擠入解堵液，再進行繞防施工。高壓充填工藝特點：高壓充填工藝特點： 1、施工簡單：地層填砂與油套環(huán)空填砂結合在一起，減少了起下管柱次數(shù)，減少了作業(yè)占井時間，節(jié)約了地面施工費用。 2、防砂有效期長：由于大排量高壓將地層充填與井筒充填結合在一起，確保了充填礫石與空洞周壁緊密鑲嵌，有效防砂半徑大，形成了高效能的擋砂屏障，故有效期長。 3、采液強度高：由于套管內(nèi)下入了高強度的繞絲篩管，地層與環(huán)空又被礫石充填結實，故采液強度高，適用于大排量的提液。 4、攜砂力強：由于套管

34、內(nèi)下入了繞絲篩管，流通面積小，流速大，易將礫石運移到空洞邊界，把空洞填滿擠實，故攜帶能力強。 5、具有一定的解堵作用。高壓充填施工工序高壓充填施工工序砂量設計：砂量設計： 油田油層大量出砂半徑在油田油層大量出砂半徑在0.14-0.45m0.14-0.45m 最大出砂半徑在最大出砂半徑在0.21-3.5m0.21-3.5m 高壓充填處理半徑設計為高壓充填處理半徑設計為0.5-1.5m0.5-1.5m V=R V=R2 2h h 以擠壓式充填模式確定排量。以擠壓式充填模式確定排量。遵循原則：遵循原則：1 1、在油管及油套環(huán)空內(nèi)攜砂液速度應大于石英砂自由沉、在油管及油套環(huán)空內(nèi)攜砂液速度應大于石英砂自

35、由沉降速度。降速度。2 2、在射孔炮眼內(nèi)，攜砂液噴射速度應大于石英砂自由沉、在射孔炮眼內(nèi)，攜砂液噴射速度應大于石英砂自由沉降速度。降速度。參數(shù)設計：參數(shù)設計：排量設計排量設計改進：可循環(huán)充填防砂工藝工藝原理工藝原理關閉套管閥門，對地層進行擠壓充填關閉套管閥門，對地層進行擠壓充填打開套管閥門，對環(huán)空進行循環(huán)充填打開套管閥門，對環(huán)空進行循環(huán)充填工藝特點工藝特點 在以往的高充工藝基礎上對充填工具進行改進，增加可循環(huán)充填的通道，提高環(huán)空充填的程度和強度，提高環(huán)空充填效果，解決原來高壓充填僅靠自然沉降來進行環(huán)空充填，充填程度低、強度低的問題。關閉套管閘門地填關閉套管閘門地填 打開套管閘門環(huán)空填打開套管閘

36、門環(huán)空填 改進：預充填+繞防防砂工藝工藝原理工藝原理下防砂工具實施環(huán)空充填下防砂工具實施環(huán)空充填下光油管對地層預充填下光油管對地層預充填適用范圍：適用范圍：滲透率較低或稠油井；油層與水層距離10m，邊底水活躍的慎用；防砂層數(shù)不超過4層；套管完好五、復雜結構井防砂技術五、復雜結構井防砂技術將水平井、大斜度井、掛小套井、側鉆井劃分為復雜結構井將水平井、大斜度井、掛小套井、側鉆井劃分為復雜結構井水平井、大斜度井水平井、大斜度井掛小套井、側鉆井掛小套井、側鉆井懸掛濾砂管防砂懸掛濾砂管防砂裸眼完井防砂一體化裸眼完井防砂一體化逆向充填逆向充填預充填預充填+ +繞防繞防化防化防特殊工具機械防砂特殊工具機械防

37、砂1 1、懸掛濾砂管防砂（即濾防）、懸掛濾砂管防砂（即濾防）原理：目前使用的濾砂管主要有金屬棉和精密復合篩管兩種。防砂原理是：通過金屬棉濾砂管或精密篩管的不銹鋼微孔復合過濾層擋住一定粒徑的地層砂，細粉砂粒則通過縫隙排出，從而達到防砂目的。11外保護管外保護管; 2; 2篩網(wǎng)篩網(wǎng); 3; 3中心基管中心基管; ;44過濾器過濾器; 5 ; 5 擴散管擴散管; 6 ; 6 內(nèi)保護管內(nèi)保護管 精密復合濾砂管結構示意圖精密復合濾砂管結構示意圖 精密復合篩管精密復合篩管 優(yōu)點： 1、成功率高、有效期長 2、對井眼適應性強，可用于水平井、大斜度井、小套管井 3、可用于多層段防砂 4、作業(yè)簡單，有補救方法，

38、拔防砂管柱不需要大修 5、可進行酸化解堵缺點： 1、濾砂管成本較高 2、易被堵塞，影響產(chǎn)能 優(yōu)點優(yōu)點：油層段不固井，提高了井底完善程度；濾砂管裸眼防砂，井眼內(nèi)徑油層段不固井，提高了井底完善程度；濾砂管裸眼防砂，井眼內(nèi)徑大；篩管完井，油層污染小，節(jié)省射孔費用。大；篩管完井，油層污染小，節(jié)省射孔費用。油層套管油層套管篩管篩管分級箍分級箍管外封隔器管外封隔器酸洗閥酸洗閥+死導錐死導錐盲板盲板裸眼篩管防砂完井示意圖裸眼篩管防砂完井示意圖2 2、裸眼完井防砂一體化工藝、裸眼完井防砂一體化工藝油管油管皮碗或增阻器皮碗或增阻器酸洗閥酸洗閥裸眼篩管防砂完井酸洗管柱示意圖裸眼篩管防砂完井酸洗管柱示意圖工藝：反洗

39、井工藝：反洗井正替酸正替酸關井反應關井反應反洗井反洗井特點：特點：通過酸洗閥通過酸洗閥的孔道的孔道，可以將酸化反應，可以將酸化反應物、泥質(zhì)、細粉砂排出，解堵徹底。物、泥質(zhì)、細粉砂排出，解堵徹底。油管油管皮碗或增阻器皮碗或增阻器酸洗閥酸洗閥裸眼篩管防砂完井充填管柱示意圖裸眼篩管防砂完井充填管柱示意圖特點：a、配套酸洗解除泥餅對篩管堵塞，提高油井完善程度；b、地層預充填，有效改善地層滲透性；c、環(huán)空充填，提高篩管的穩(wěn)定性，延長防砂效果。引鞋引鞋底部充填底部充填服務器服務器精密微孔精密微孔濾砂管濾砂管信號篩管信號篩管懸掛丟手封懸掛丟手封隔器隔器 下入精密濾砂管防砂管柱后，丟手，下下入精密濾砂管防砂管

40、柱后，丟手，下入充填管柱，在高壓下分別向地層和環(huán)空入充填管柱，在高壓下分別向地層和環(huán)空充填，來達到解堵和防砂的雙重目的。充填，來達到解堵和防砂的雙重目的。3 3、逆向充填防砂工藝、逆向充填防砂工藝（3）施工工藝）施工工藝 逆向充填施工工藝逆向充填施工工藝六、熱采井防砂技術六、熱采井防砂技術項目項目繞防繞防熱采繞防熱采繞防高充高充熱采高充熱采高充繞絲篩管不同繞絲篩管不同普通、固定普通、固定耐高溫、活動耐高溫、活動普通、固定普通、固定耐高溫、活動耐高溫、活動充填工具不同充填工具不同皮碗皮碗YFSYFS可循環(huán)封隔器可循環(huán)封隔器普通高壓封隔器普通高壓封隔器耐高溫高壓封隔器耐高溫高壓封隔器充填方式不同充

41、填方式不同篩、套環(huán)空循環(huán)充填地層+篩、套環(huán)空擠壓充填充填砂量不同充填砂量不同篩、套環(huán)空容積，砂量少地層充填體積+篩、套環(huán)空容積，砂量大施工壓力不同施工壓力不同最高控制在13MPa以下根據(jù)地層破裂壓力定施工排量不同施工排量不同0.3-0.5m3/min左右排量要求達到1.5-2.5m3/min或更高施工砂比不同施工砂比不同5-10%左右10- 40%施工車輛不同施工車輛不同400型，混砂車，砂罐、液罐車700或以上型壓裂車組一套及液罐車施工用液不同施工用液不同30-50m3左右100m3以上繞防與高充、普通和熱采的區(qū)別對比表繞防與高充、普通和熱采的區(qū)別對比表 由于熱采井防砂對環(huán)空充填要求高，目前

42、已經(jīng)用可循環(huán)高壓充填和預充填由于熱采井防砂對環(huán)空充填要求高，目前已經(jīng)用可循環(huán)高壓充填和預充填+ +繞防兩種繞防兩種充填工藝替代了熱采高充工藝充填工藝替代了熱采高充工藝一、防砂方式的選擇一、防砂方式的選擇 1 1、弄情況井場狀況，、弄情況井場狀況，能否進行大型施工？能否進行大型施工？ 2 2、弄清楚井筒狀況，、弄清楚井筒狀況，對于小井眼油井以化學防砂為首要選擇。特別要注對于小井眼油井以化學防砂為首要選擇。特別要注意套變的位置對防砂施工的影響。防砂工具能否下入？是否距離油層較近無意套變的位置對防砂施工的影響。防砂工具能否下入？是否距離油層較近無法下封隔器或填砂？沉砂口袋位置是否足夠？法下封隔器或填

43、砂？沉砂口袋位置是否足夠？ 3 3、弄清楚防砂井段情況，、弄清楚防砂井段情況，機械防砂不受井段長度限制，隔層厚的井可考機械防砂不受井段長度限制，隔層厚的井可考慮分層防砂，化學防砂只能在較薄層段進行。慮分層防砂，化學防砂只能在較薄層段進行。 4 4、弄清楚儲層情況，、弄清楚儲層情況，防砂井段是否有水層，多層段滲透率差異情況。防砂井段是否有水層，多層段滲透率差異情況。 5 5、弄清楚防砂井的出砂情況，、弄清楚防砂井的出砂情況，若出砂嚴重則盡量選擇機械防砂。若出砂嚴重則盡量選擇機械防砂。 6 6、弄清楚防砂井供液情況，、弄清楚防砂井供液情況，物性好、能量充足、排液強度大（物性好、能量充足、排液強度大

44、（20m3/20m3/d d），含水高、應避免選擇化學防砂。），含水高、應避免選擇化學防砂。 7 7、考慮綜合費用經(jīng)濟效益問題。、考慮綜合費用經(jīng)濟效益問題。二、影響防砂效果的因素分析二、影響防砂效果的因素分析 1 1、地層砂侵入影響、地層砂侵入影響 地層砂的侵入對礫石充填防砂效果的影響是致命的，即使很少量的細砂混入礫石地層砂的侵入對礫石充填防砂效果的影響是致命的，即使很少量的細砂混入礫石中，也會使礫石層的滲透率下降很大。另外，當?shù)貙诱惩梁枯^高時，會加劇滲透率中，也會使礫石層的滲透率下降很大。另外，當?shù)貙诱惩梁枯^高時，會加劇滲透率的下降趨勢。礫石破碎產(chǎn)生粉細砂，其結果相當于砂侵，甚至比砂侵的危害更大。的下降趨勢。礫石破碎產(chǎn)生粉細砂，其結果相當于砂侵，甚至比砂侵的危害更大。 0100200300400500600700020406080100混合物中礫石百分比（%）滲透率（達西）礫石和地層砂混合物的滲透率甚至會低于地層砂本身的滲透率。 2 2、粘土與細粉砂的含量、粘土與細粉砂的含量 粉細砂巖與粘土含量高的地層防砂效果不好，粘土和粉細砂最容易堵塞濾砂粉細砂巖與粘土含量高的地層防砂效果不好，粘土和粉細砂最容易堵塞濾砂管，