国内外防砂技术现状与发展趋势
防砂技术调研
国内外防砂决策及工艺技术调研报告1.出砂机理理论基础1.1地层出砂的影响因素油层出砂是由于井底附近地带的岩层结构破坏所引起的，它是各种因素综合影响的结果，这些因素可以归结为两个方面，即地质条件和开采因素，其中地质条件是内因，开采因素是外因。
1.1.1内因—砂岩油层的地质条件(1)应力状态砂岩油层在钻井前处于应力平衡状态。
垂向应力大小取决于油层埋藏深度和上覆岩石的密度；水平应力大小除了与油层埋藏深度有关外，还与油层构造形成条件及岩石力学性质和油层孔隙中的压力有关。
钻开油层后，井壁附近岩石的原始应力平衡状态遭到破坏，造成井壁附近岩石的应力集中。
在其它条件相同的情况下，油层埋藏越深，岩石的垂向应力越大，井壁的水平应力相应增加，所以井壁附近的岩石就越容易变形和破坏，从而引起在采油过程中油层出砂，甚至井壁坍塌。
(2)岩石的胶结状态油层出砂与油层岩石胶结物种类、数量和胶结方式有着密切的关系。
通常油层砂岩的胶结物主要有粘土、碳酸盐和硅质、铁质三种，以硅质和铁质胶结物的胶结强度最大，碳酸盐胶结物次之，粘土胶结物最差。
对于同一类型的胶结物，其数量越多，胶结强度越大。
油层砂岩的胶结方式主要有三种(图9-1)，一是基底胶结，砂岩颗粒完全浸没在胶结物中，彼此互不接触或接触很少，其胶结强度为最大，但由于其孔隙度和渗透率均很低，很难成为好的储油层；二是接触胶结，胶结物的数量不多，仅存于岩石颗粒接触处，其胶结强度最低；三是孔隙胶结，胶结物的数量介于基底胶结和接触胶结之间，胶结物不仅存在于岩石颗粒接触处，还充填于部分孔隙中，其胶结强度也处于基底胶结和接触胶结之间。
图1-1 油层砂岩胶结方式示意图a—基底胶结；b—接触胶结；c—孔隙胶结容易出砂的油层岩石主要以接触胶结方式为主，其胶结物数量少，而且其中往往含有较多的粘土胶结物。
(3)渗透率的影响渗透率的高低是油层岩石颗粒组成、孔隙结构和孔隙度等岩石物理属性的综合反应。
实验和生产实践证明，当其它条件相同时，油层的渗透率越高，其胶结强度越低，油层越容易出砂。
国内外防砂技术
国内外防砂技术国内外防砂技术现状与发展趋势概述疏松砂岩油藏分布范围广、储量大，这类油藏开采中的主要矛盾之一是油井出砂。
因此，油井防砂工艺技术的研究和发展对疏松砂岩油藏的顺利开发至关重要。
目前国外在油气井防砂方面主要以机械防砂为主，约占防砂作业的90%，随着油田的进一步开发，现在又相继研究开发各类型的滤砂管、可膨胀性割缝筛管和压裂防砂、过油管防砂等防砂工艺技术。
化学防砂六十年代在美国墨西哥湾地区曾占据防砂作业的主导地位，但由于机械防砂的完善和发展，其主导地位逐渐被取代。
进入九十年代后，性能较好的固砂剂不断出现，化学防砂的前景又趋看好。
国内防砂工艺技术的发展已有数十年的历史，辽河油田、胜利油田、大港油田在油气井防砂方面也作了大量的工作，丰富和提高了国内防砂工艺技术水平。
目前已形成机械防砂工艺、化学防砂工艺和复合防砂工艺三大体系的油气水井防砂工艺技术。
其中辽河油田防砂中心，研制开发了复合射孔防砂技术，为国际领先水平。
随着辽河油田稠油开发比重的增加，辽河油田的出砂情况变得越来越复杂，防砂治理工作难度也越来越大，辽河油田结合油井出砂特点，开展了防砂基础理论及试验研究，主要包括：出砂机理分析、防砂数据库和出砂预测软件的建立、防砂机具性能评价研究。
先后研制开发了机械、化学、复合型防砂工艺技术近20项，主要有TBS筛管防砂技术、MC-Ⅰ组合式筛管防砂技术、塑料筛管防砂技术、激光割缝筛管高压砾石充填深部防砂技术、压裂防砂技术、复合射孔防砂技术、焦碳人工井壁防砂技术、泡沫树脂液防砂技术、乳液树脂固砂技术、桃壳人工井壁防砂技术、高温固砂技术、携砂采液技术、低压井冲砂技术。
一、机械防砂目前机械防砂主要化分两类：一类是下入防砂管柱挡砂，如割缝衬管、绕丝筛管、胶结成型的滤砂管、双层或多层筛管等。
这类防砂方法简单易行，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，充填材料多种多样。
国外防砂完井技术现状及发展趋势
３ 复合 防砂
复合 防砂就是将两 种 以上 的防砂方 法结 合起 来进行 联
合防砂。
３ ． １ 定 向射孔 和选 择 性射 孔 以及 压 裂 充填 复合 防 砂 技术
选择性定向射孔避开应 力集 中 区， 进行 压裂 充填完 井 ，
害影 响较小 ， 同样其也可能会 引起筛 管磨蚀 。要进行多层裸 眼压裂 充填是十分困难的 ， 井 眼稳 定性问题较 严重 。 可以通 过 在 裸 眼 段 下 人 膨 胀 完 井 衬 管 解 决 这个 矛 盾 。膨胀完井衬 管可稳 定井 眼 ， 并 且与 裂缝 的连通 面积 较套 管压裂充填增加 了 ３— ５倍 。其 可与多种分层 封隔器结
流人动态 。它可实现 清 除泥饼 ， 固井 ， “ 射孔 ” ， 下生产 尾管
以及防砂一次 作业 。其采 用 了一 种 可伸 缩 的导 管 ， 通过水
力、 机械 或水 力机械组合 膨胀 ， 密封 井壁 。可 伸缩机械装 置 可穿透井壁进入泥 饼。每个 导管 中都 预先充 填了 防砂 介质
（ 不锈钢珠） ， 并烧结 加固。根据实 际情况 ， 通过岩 心分析 和 筛析 ， 选择合适 防砂 介 质尺 寸。在 导管 中预先充 填 有聚合
眼中流体 的流 通速 度 减小 到 临界值 以下 来 防止砂 粒运 移。
主要考虑 的是在增加流通 面积时 ， 怎样平衡射孔密度与孔 眼 直径 。地层稳定性 主要是 由孔 眼直径 和砂粒 尺寸决定 。这
优化裂缝 导流能力和 裂缝半 长 ， 须 注意 的是 ： （ １ ） 裂缝 长度
应该 由防砂来决定 ， 而非增产 ； （ ２ ） 在 计算 裂缝 宽度时 ， 弱胶 结地层 的非线性流 的特 征是不容 忽视的 。
防砂技术现状讲解
+
早期的试验摸索阶段
发展阶段
崭新发展阶段
成熟阶段
20世纪60年代：自然砂桥控砂技术 20世纪70年代：化学防砂
20世纪80年代：机械一化学复合防砂 20世纪90年代：防排结合的综合治砂
+ 国外油气井防砂工艺技术研究起步较早， 1932年开始采用砾石充填方法。。如美国 的贝克—休斯公司、道威尔—斯伦贝谢公司、 哈里巴顿公司、沙龙公司、雪弗龙公司等 都拥有自己专门的防砂器材、施工设备和 施工工艺，从砾石充填工具、封隔器、滤 砂管、泵送设备到施工液体、化学药剂、 技术咨询、现场服务等形式一条龙服务。
陶粒和树脂涂敷砂应用。
➢ 充填方式：反循环充填、正循环充填。
国内外许多油田优先采用的方式，由于有较多的 砾石进入射孔炮眼内，充填饱满，因此防砂时成 功率高，效果较好。
在绕丝筛管砾石充填防砂技术上发展起来 的新技术，其原理是利用油管将防砂筛管与 填砂工具等组合而成的防砂管柱下至油层段， 然后利用填砂车组将混砂液正填入筛套环空、 近井地层中，以实现人工砾石形成的砂桥防 治油层细粉砂的目的。
限制，已很少采用树脂 核桃壳防砂； ➢ 而水泥砂浆防砂因强度 低、有效期短故应用已 较少； ➢ 水带干灰砂、乳化水泥 浆曾被广泛采用，但由 于防砂后堵塞较严重， 其重要地位现已被其它 方法取代。
+ 国外 ➢ 国外化学防砂还有有机
物氧化聚合固砂、热法 （以固O及H砂）焊、2接固S玻iC砂l璃4、固固胶砂砂乳、等固Ca。砂 ➢ 其中美国加州用焊接玻 璃固砂法出砂严重的含 页岩及粘土砂岩油井防 砂，效果良好，特别适 用于注蒸汽驱类油井防
2023年砂石开采行业发展现状
2023年砂石开采行业发展现状1. 背景介绍砂石是建筑行业中必不可少的原材料之一，广泛用于道路建设、房屋建筑和基础设施建设等领域。
然而，随着城市化进程的加快和建筑需求的持续增长，砂石开采行业面临着诸多挑战和机遇。
本文将对2023年砂石开采行业的发展现状进行全面评估，并探讨未来发展的趋势和前景。
2. 行业现状分析（1）资源供给：随着国家加大对环境保护的力度和加强矿产资源管理，砂石资源的供给受到了一定的限制。
一些传统砂石开采区域已经进入到了资源枯竭期，而新的砂石资源开发又面临着严格的环境保护和土地利用政策。
砂石资源的供给将会面临一定的压力和挑战。
（2）技术水平：随着科技的进步和设备的更新换代，砂石开采行业的生产技术水平不断提高。
新型的砂石开采设备和工艺不断涌现，使得砂石的开采效率和质量得到了显著提高。
（3）市场需求：砂石作为建筑行业的重要原材料，其需求与国民经济的发展密切相关。
随着国家基础设施建设的不断深入和城市化进程的加快，砂石需求将会保持一个较高的增长速度。
（4）行业竞争：随着砂石需求的增加和供给的不确定性，砂石开采行业的竞争也日益激烈。
优质资源的争夺和市场份额的竞争成为行业发展的主要矛盾之一。
3. 未来发展趋势（1）资源节约型：面对砂石资源供给的压力，未来砂石开采行业将更加注重资源的节约利用和环境的保护。
研发高效节能的开采设备和生产工艺，提高砂石的开采利用率，成为行业发展的主要方向之一。
（2）绿色环保型：环保理念已经深入人心，砂石开采行业必将朝着绿色环保型转型。
加大环境保护投入，推广绿色开采技术，减少砂石开采对环境的影响，将成为未来行业发展的必然趋势。
（3）服务升级型：随着建筑行业需求的不断升级，砂石开采企业将借助科技手段，提供更加精细化、定制化的服务。
从简单的砂石提供商转变为解决方案提供商，为客户提供一揽子的服务和产品。
4. 个人观点与总结2023年砂石开采行业面临着严峻的挑战和机遇。
建议砂石开采企业应该注重技术创新和服务升级，主动适应市场需求和政策变化，提高自身的竞争力和可持续发展能力。
防沙治沙行业发展前景与机遇研究报告
加强国际合作和交流，共同应对 全球气候变化和生态环境问题。
03
鼓励社会各界参与防沙治沙事业 ，提高公众的环保意识和参与度
。
04
THANKS
感谢观看
防沙治沙行业在技术创新、政策支持、市场需求等方面取得了一定的成果 ，但仍面临诸多挑战。
防沙治沙行业需要加强国际合作，借鉴先进经验和技术，提高治理效果和 水平。
对防沙治沙行业的建议与展望
01
02
加大政策支持力度，提高防沙治 沙行业的投资规模和治理效果。
加强技术创新和研发，提高治理 技术和装备水平，推动防沙治沙
中国防沙治沙政策环境分析
《中华人民共和国防沙治沙法》
该法律于2001年颁布，旨在防治荒漠化和保护生态环境。它规定了各级政府 在防沙治沙工作中的职责，并鼓励社会各界参与防沙治沙活动。
《全国防沙治沙规划》
该规划是中国政府制定的全国性防沙治沙计划，旨在通过实施一系列措施，如 植树造林、退耕还林还草等，来改善中国的荒漠化状况。
政策环境的变化还促进了防沙治沙行业的标准和规范的形 成。这有助于提高行业的整体水平，促进产业的可持续发 展。
05
防沙治沙行业投资与市场分析
防沙治沙行业投资风险与机会
投资风险
防沙治沙行业投资周期长，资金需求 大，且回报率不稳定，存在一定的投 资风险。同时，政策环境、技术更新 等因素也可能影响投资回报。
中国政府已经将防沙治沙作为重要的生态工程来推进，政策支持力度不断加大，为防沙治沙行业提供了良好的发展环 境。
中国防沙治沙技术创新不断涌现
随着科技的不断进步，中国在防沙治沙技术方面也取得了重要突破，如植被恢复技术、节水灌溉技术等，为防沙治沙 行业提供了新的发展动力。
国外防砂技术及发展趋势
二
、
新 型 滤砂 管 防砂 技 术
在机械防砂工艺技 术中 ，由于滤砂管防砂具有施工 工艺简单 ，不进行砾石充填作业 ，无需大型防砂设备以 及施 工成功率高等特点 ， 十年来发展很快 ， 近 新产品 、 新
展 趋 势 进 行 了预 测 。
关键词 ：防砂
射孔 筛管
化学防砂
“ 砂、蜡 、水 ”是采油工程技术工作者终身与之斗 争 的对象 。世界各 国， 概莫能外 。“ ” 骇然列在首位 ，可 砂 ， 见其 属于重 中之重 了。这里对此 问题的发展现状和未来
走 向进 行 一 些 介 绍 ，以 为 同 行 讨 论 。
配套而形成的一种实用化的技 术 ， 它在 国外发展很快 。 该
工艺的有机结 合 ， 即利用一趟 管柱首先实施射孔作业 ， 再
下放 管柱 实施防砂施工 。该技术的应用可以缩短射孔和
防砂之间的施： 时间 ，减轻地 层出砂 和油 层污染 ，减少 ［
一
技术应用于 出砂油水井完井措 施中 ， 一趟管柱 完成射孔 、 防砂施工 ， 优点是减轻了油层污染 ， 降低了施 工费用。 该 技术 目前在 国内正处于起步阶段 ，技术理论研究和小规
ห้องสมุดไป่ตู้
模应用试 验正在开展。
Ｉ 。工 艺 原理
射孔防砂一体化技术有射 孔防砂一体化管柱和射孔 防砂联作 技术两种基本形式 ，其原理分述如下 ：
…
射孔黔砂一体化管柱 。
一
、
射 孔 防砂 一 体 化 技 术
油水井射孔防砂一体化管柱 实现 了射 孔工艺和 防砂
射孔防砂一体化技术是射孔 、防砂和监测技术集成
防砂工艺现状及下一步打算
防砂工艺现状及下一步打算一、防砂现状1、各种防砂方法应用概况：目前，胜利油田共投入勘探开发72个油气田(天然气田2个)，其中，中高渗疏松砂岩油藏35个，占油田总数的47.9%；覆盖可采储量8.7×108t，占总可采储量的83.5%；年产量为2150×104t，占全年总产量的80.7%。
主要出砂层系是馆陶、东营、沙一至沙三等胜利油田主力生产层系。
胜利油田疏松砂岩油藏储量大、类型多、分布广、防砂工作量大，每年总防砂井次在3000井次左右。
随着含水的上升和采液强度的提高，出砂井数越来越多，但因为防砂工艺技术的改进完善，防砂工作量有呈逐年稍有递减的趋势。
近三年共统计防砂井5115井次，不同防砂工艺技术在整装、稠油及海上油田的应用情况如图所示。
2、各种防砂方法的比较：从统计结果分析，目前，在应用规模上，高压挤压砾石充填防砂工艺是2828井次，其次是复合防砂698井次和管内循环充填防砂687井次；对防砂效果来说，由于范围大，井数多，工作量大，大部分采油厂都未做这项工作，许多资料都是临时收集，其准确性及可信度较难把握，很难统计出准确的结果。
下面仅从孤东采油厂相对完整的资料作一分析。
孤东油田是一个典型疏松砂岩油藏，目前处于高含水开发阶段。
下图为孤东历年的防砂状况图：工工艺简单性上不如滤砂管，在后处理拔滤牵扯作业成本上不如化学类防砂。
当时大量应用的是滤砂管、干水泥砂、涂料砂和地下合成，到95－99年，年防砂施工井数基本稳定在1200口左右，在2001年以后，随着高压充填的逐步成熟，应用比重逐渐增大成为主导工艺，如2004年共防砂施工820井次，高压充填697井，占到85％，地下合成、滤砂管、化学防砂复合防砂等总共只有15％，这也是优胜汰劣的选择。
从一般规律看，随着注水量目前缺少对每一口防砂井的连续记录以及各种方式防砂有效周期的统计，只有利用现有资料作一下分析。
对2005年全年按月份所有的经过高压充填并直至2006.1月份仍能正常生产的井数作一百分比统计处理，防砂后随时间的延长失效井比例越来越大，其斜率约在－0.087即－4度58分左右，照此推算将50％的井失效作为其平均有效期，应该是18月左右。
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本科生毕业设计（论文）论文题目：油井防砂工艺技术研究学生姓名：×××学号：系别：石油工程系专业年级：指导教师：目录第一章绪论 .................... 错误！未定义书签。
1. 研究的目的和意义....................................................................................... 错误！未定义书签。
2. 国内外研究现状........................................................................................... 错误！未定义书签。
3. 研究的目标、技术路线及所完成的工作................................................... 错误！未定义书签。
3.1 研究的目标......................................................................................... 错误！未定义书签。
3.2 技术路线............................................................................................. 错误！未定义书签。
3.3 本文所完成的工作............................................................................. 错误！未定义书签。
第二章出砂原因和出砂机理 ...... 错误！未定义书签。
1. 出砂因素....................................................................................................... 错误！未定义书签。
1.1 地质因素............................................................................................. 错误！未定义书签。
1.2 开采因素............................................................................................. 错误！未定义书签。
1.3 完井因素............................................................................................. 错误！未定义书签。
2. 油层出砂机理............................................................................................... 错误！未定义书签。
2.1 剪切破坏机理..................................................................................... 错误！未定义书签。
2.2 拉伸破坏机理..................................................................................... 错误！未定义书签。
2.3 微粒运移............................................................................................. 错误！未定义书签。
第三章稠油井防砂及配套工艺技术研究错误！未定义书签。
1. 孤岛油田稠油热采区块开发概况............................................................... 错误！未定义书签。
2. 稠油热采一次防砂工艺的研究................................................................... 错误！未定义书签。
2.1 稠油热采一次防砂工艺防砂机理..................................................... 错误！未定义书签。
2.2 割缝管防砂工艺的研究..................................................................... 错误！未定义书签。
3. 配套工艺技术研究....................................................................................... 错误！未定义书签。
3.1 高温防砂剂强度及耐温性能的研究................................................. 错误！未定义书签。
3.2 射孔工艺............................................................................................. 错误！未定义书签。
3.3 深部处理油层技术............................................................................. 错误！未定义书签。
4. 现场应用效果分析....................................................................................... 错误！未定义书签。
5. 小结............................................................................................................... 错误！未定义书签。
第四章结论及建议 .............. 错误！未定义书签。
1. 结论............................................................................................................... 错误！未定义书签。
2. 建议............................................................................................................... 错误！未定义书签。
致谢 ............................ 错误！未定义书签。
参考文献 ........................ 错误！未定义书签。
国内外防砂技术现状与发展趋势概述疏松砂岩油藏分布范围广、储量大，这类油藏开采中的主要矛盾之一是油井出砂。
因此，油井防砂工艺技术的研究和发展对疏松砂岩油藏的顺利开发至关重要。
目前国外在油气井防砂方面主要以机械防砂为主，约占防砂作业的90%，随着油田的进一步开发，现在又相继研究开发各类型的滤砂管、可膨胀性割缝筛管和压裂防砂、过油管防砂等防砂工艺技术。
化学防砂六十年代在美国墨西哥湾地区曾占据防砂作业的主导地位，但由于机械防砂的完善和发展，其主导地位逐渐被取代。
进入九十年代后，性能较好的固砂剂不断出现，化学防砂的前景又趋看好。
国内防砂工艺技术的发展已有数十年的历史，辽河油田、胜利油田、大港油田在油气井防砂方面也作了大量的工作，丰富和提高了国内防砂工艺技术水平。
目前已形成机械防砂工艺、化学防砂工艺和复合防砂工艺三大体系的油气水井防砂工艺技术。
其中辽河油田防砂中心，研制开发了复合射孔防砂技术，为国际领先水平。
随着辽河油田稠油开发比重的增加，辽河油田的出砂情况变得越来越复杂，防砂治理工作难度也越来越大，辽河油田结合油井出砂特点，开展了防砂基础理论及试验研究，主要包括：出砂机理分析、防砂数据库和出砂预测软件的建立、防砂机具性能评价研究。
先后研制开发了机械、化学、复合型防砂工艺技术近20项，主要有TBS筛管防砂技术、MC-Ⅰ组合式筛管防砂技术、塑料筛管防砂技术、激光割缝筛管高压砾石充填深部防砂技术、压裂防砂技术、复合射孔防砂技术、焦碳人工井壁防砂技术、泡沫树脂液防砂技术、乳液树脂固砂技术、桃壳人工井壁防砂技术、高温固砂技术、携砂采液技术、低压井冲砂技术。
一、机械防砂目前机械防砂主要化分两类：一类是下入防砂管柱挡砂，如割缝衬管、绕丝筛管、胶结成型的滤砂管、双层或多层筛管等。
这类防砂方法简单易行，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，充填材料多种多样。
最常用的是砾石，还可用果壳、果核、塑料颗粒、玻璃球或陶粒等。
这种防砂方法能有效地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。
相对来说，机械防砂对地层的适应能力强，无论产层厚薄、渗透率高低，夹层多少都能有效的实施；在老油井作业中，还可起到恢复地层应力的作用，从而延长生产周期，使出砂井能得到充分的利用。
加上机械防砂成功率高，相对成本较低等优点，目前应用十分广泛。
1国外机械防砂技术国外油气井防砂工艺技术研究起步较早，最初采用限产的方法来控制油气井出砂，1932年开始采用砾石充填方法。
目前国外在油气井防砂方面主要以机械防砂为主，其中绕丝筛管砾石充填经过不断的完善和发展，到八十年代已发展成为一项较成熟的技术。
如美国的贝克—休斯公司、道威尔—斯伦贝谢公司、哈里巴顿公司、沙龙公司、雪弗龙公司等都拥有自己专门的防砂器材、施工设备和施工工艺，从砾石充填工具、封隔器、滤砂管、泵送设备到施工液体、化学药剂、技术咨询、现场服务等形式一条龙服务。
随着油田的进一步开发，为满足各种类型的油气井防砂需求，现在国外又相继研究开发出各种类型的滤砂管和多种防砂工艺技术。
a绕丝筛管砾石充填防砂技术充填工具国外各大石油防砂公司都拥有自己的砾石充填工具，且种类繁多，已成为系列化。
目前广泛应用于现场的主要有以下几种类型：（1）皮碗式充填工具（2）封隔器转换总成类充填工具（3）振动充填工具：这类充填工具是由美国沙龙石油公司研制的，主要由皮碗充填工具、旋转式衬管振动器及倒扣丢手工具组成。