油水井防砂工艺
防砂工艺
油层出砂是由于井底附近地带的岩石结构破坏引起 的，它与岩石的胶结强度、应力状态、开采条件、 油井含水等因素有关。
第一节 出砂 原因及危害
1、岩石的胶结强度
砂岩的胶结物有泥质、碳酸盐、硅质等胶结物。其 中泥质胶结强度最小。 胶结物的多少也是影响胶结强度的重要因素。胶 结物少、胶结强度低是油井出砂的主要内因。
特点：
存在老化现象，有效期不如机械 防砂长，防砂后不影响井筒内的 作业。 要 求 套管无变形、无破损；适用于油层温度 >55℃ 的常规开采井防砂； 适用于油层吸收能力>500l/min(泵压小于20Mpa)；适应于光油管 全井及分层，每次防砂井段<20m 。 适应于油田中后期出砂的常 规油水井的防砂，防砂半径1.5m。
的密度大于 0.934g/cm3 的疏松砂岩稠油油藏；防砂 井应远离油水边界，含油饱和度较高 ( 大于 40 ％ ) ， 防止热量过分损失。
总之，不论注热空气焦化固砂还是短期火烧防砂 效果都较好，是稠油开发井防砂的有效途径。
四、机械防砂
防砂管柱
割缝衬管、绕丝筛管、双层及 多层筛管、滤砂管 筛管或衬管＋砾石充填
2、岩石的应力状态
油层钻开前处于应力平衡状态，钻开后，平衡 状态受到破坏，井壁附近岩石应力集中，故井壁附 近岩石易发生剪切破坏。
第一节 出砂 原因及危害
3、开采因素的影响
1) 地层压力的下降超过了极限，
从而使岩石发生塑性变形，破坏 岩石结构，引起出砂。
由于压降主要发生在 近井地带，故主要引起 近井地带出砂。
油水井防砂工艺简介
2009.9
内 容 提 纲
第一节 第二节 第三节 第四节 第五节 第六节 出砂原因及危害 防砂方法分类 防砂工艺现状 砾石充填防砂设计 热采井砾石充填防砂特点 改善斜井水平井防砂效果的措施
油水井防砂技术分析
松砂岩 油藏的顺｝ 舞发王关 要 ４
关键 词 疏松砂岩 出砂
本文针对油气井出砂的 原因．分析 了日前常 用的几种防砂技 术和 防砂新方法
防 砂
疏 桧砂岩 藏开发的突 出难题是对付地层出砂．钻井－ ， 层出 Ｊ 地 Ｊ 砂 弓 起钻井液性能恶化 ，井 稳定性变 笨，钻速剐降 ，易发 钻硅 Ｉ 至埋钻 等井 １事故 ，破坏铀井 Ｉ ，大大增Ｊ 钻井成奉 油气开采 殳 Ｊ ｕ
填 支撑带又具有 多级分选过滤功能的人工井壁的作片 ，这种防砂技 术 Ｉ 实观 了挡砂 、滤砂 、增 『 产能 的 目的 ．这 种砾 石充填防砂 有两种 方 』 ｕ ． 法 ，一是随压裂施］ 地层｝ 追涂层砾石 ；二是可以采取 套管 砾 ： 充填工 艺 （ 射孔一 ２） 充填 一体化防砂技水 将射孔 和砾石充填有 机结合 ， 用 一趟管柱下入井 油层段 ， 孔后进 行砾石充填或压裂 充填施 工 射
Ｌ ，油气 井出砂能引起砂埋油气ｆ ｆ Ｊ 丢或井筒砂堵造成汕气井停产 ；注水 井 出砂 会造成注 水层位的堵塞而降低水效益 通过防砂可使地层砂最 大限 度地 保持 其在地层中的原始位置 ，而 不随地层流体进入井简 ，阻
水泥等挤 入井筒剧嘲地 ｌ ，捌结 后形成ｊ 有一定强度和 参 ｛ ｜ ” 透性的人 工井壁 ，达到防 ｎ油层出砂 的 目 ，人 井壁法对 山下 出砂造成套管 ： 的 Ｊ ： 外油层部位埘ｊ 所造 成的亏宅 井防砂效果更好 ，不受套管的限制 ．化 ＝ ； ｊ 学 法防砂 前题 条件要求 井质量好 ，不能有套管外ｉ 槽观 象，ｇ － 炮 ｛ ； ｉｆ ￣Ｌ 胀畅通 ．它适 用于渗透 牢相对均 的薄层段地层防砂 ．而层 山差异大 的厚层 化学防 砂施工 由于注入 剂推进 不均种 重 力作 川易造 成吲结不 均 ，影响防砂效＿ 化学防砂优点是施工 后井内无遗留物 ，并可 片于 粜 Ｉ 异常高压 井层的防砂 ；缺点 是对地层渗透率有一定伤害 ，特别是 重复
浅析油井压裂防砂工艺技术原理及应用
油井开采工艺离不开信息化、智能化、机械化技术的应用。
受机械使用寿命、生产时间的影响，可能会加剧套管破损现象，进而为防砂工艺技术提供了更多的难度。
由此可见，需解决油井开采技术中气井出砂、细粉砂井的问题，有利于避免油井出砂而造成的负面影响。
另外，需采用该工艺改善油井的渗透率，这对于提高油井工艺开采效率是有利的。
一、压裂防砂工艺技术原理1.工艺技术概况。
压裂防砂工艺技术是使用树脂涂层涂抹石英砂，使材料表面有一层保护膜，有利于提高油井的导流功能。
工艺进行中，需及时注入高性能的树脂砂，确保井口裂缝处或亏空段有支撑剂作用，能改善该部位的核心功能。
当支撑剂注入需要管控的裂缝部位时，需提高中央部位的温度参数，致使树脂层发生作用。
通过让保护层实现软化，引导其发生固化聚合反应，确保砂砾可以和保护层更紧实的粘合在一起，有利于防治井口出砂的现象，也能实践油层的改造作用。
通过该方式的优化，能提高油田井口的使用年限，且效果比之前更好。
2.压裂防砂工艺应用原理。
该工艺的出砂原理是基于拉伸、剪切、粘结的过程，实现压裂防砂的目标，也能防治孔隙坍塌的情况。
首先，剪切破坏会导致地层岩石的输送效率，需利用拖曳作用引导岩石颗粒落至指定区域，使指定区域能够在压裂防砂的作用中实现造缝控制，确保流入该区域的液体由单一的方向变成双线性。
其次，单一方向流向大多为径向流状，而此时石油会渗透至井底处，会导致井口、井底部分的压力不断提升，以此形成一个陡峭的压力带，当石油越靠近井壁时，压力也会随之提升。
导致这一情况的原因是由于压力的分布，使压力区域底部的和底边边缘的压差始终在一定范围内，也能控制压差在集中区域地带。
当低端压力不稳定时，可能会引发砂块性能不稳定，导致流体会呈现双线性流状态。
此时需使用这一情况改变压力梯度，控制其压力梯度会随着应力而发货所能改变，使油泄流至地层底部，增大了地底的阻力。
若产生较大部分的裂缝时，会提升井底原油的渗流面积，引发锈蚀情况，降低了流体对地层颗粒的冲击速度。
油田开发过程中水井防砂技术
圆园20年第11期某采油厂管理着50多个开发断块,采用注水开发方式进行原油开采,因工艺流程及生产条件的限制,同时为了提高注水系统效率,多个断块采用同一个注水站集中供水,一套注水系统同时给2~5个断块供水,由配水间分压后,通过注水井注入地层。
近年来,因注水井储层出砂,造成储层内的支撑结构损坏,导致储层坍塌,挤压套管变形。
套变的井占该厂注水井总数的60%上,有10%的井造成套管断裂而报废,导致注水指标完不成,影响了油田开发生产。
2019年该厂组织专业技术人员及技师成立了难题攻关小组,经过调研和分析,查找出水井出砂原因,针对不同原因,提出了针对性治理方案。
一、水井出砂的原因该厂共有359口注水井,出砂、套变的井达到224口,占总井数的63%。
其中,常关的161口注水井中,因套变、出砂井而造成关停的井105口,占总关井数的65%。
表1各断块出砂、套变情况统计表通过以上分析,该厂出砂较为严重的断块有6个,分别是:泉241、京11、京9、中岔口、泉46-58,出砂率都在70%以上。
查找完钻资料得知,易出砂区块储层泥质含量高,均在12%以上,平均达到23.7%,而几个出砂一般的区块泥质含量均在7%以下,平均为4.3%。
(一)储层胶结物对出砂的影响1.弱胶结砂岩:出砂多发生在地层生产初期,出砂主要原因是地层剪切和洗井时拉伸破坏。
2.中等、较好胶结强度砂岩:生产初期不出砂,当注水压差达到一定强度,或注水压力波动,当岩石所受有效应力超过了岩石本身的抗压强度,地层发生剪切破坏,造成出砂。
(二)注水井临界压力差对出砂的影响通过对该厂的注水断块的临界压力差计算,注水断块的出砂临界压差在0.94~2.68MPa 之间,如表2所示。
表2部分断块出砂的临界压差统计表(三)储层水敏对出砂的影响该厂的储层土矿物平均含量在11%左右,高岭石、蒙脱石含量相对较高,水敏指数在0.50~0.70之间,矿物质颗粒的脱落和膨胀,造成了油层出砂。
油田化学 第9章 油井水防砂
树脂胶结剂：树脂+固化剂
酚醛树脂、环氧树脂
耦合剂
能使两种材料或分子发生偶合作用的物质。
耦合剂和两种材料之间都有较好的亲和力，由
此可以改变两种材料之间的界面性能，提高其
界面粘合性。
耦合剂 γ -氨丙基三乙氧基甲硅烷
水解
甲硅醇
聚甲硅醇
二、化学胶结防砂法
支链上有季铵盐结构的有机阳离子型聚合物
二、化学胶结防砂法
（1）防砂的原理 用胶结剂将松散的砂在它们接触点处胶结起 来，达到防砂的目的 。
二、化学胶结防砂法
（2）什么是胶结剂 胶结剂是指能将松散砂粒在接触点处胶结起 来的化学剂 。 无机胶结剂：硅酸、硅酸钙 有机胶结剂
二、化学胶结防砂法 有机胶结剂主要有：
一、化学桥接防砂法
（1）防砂的原理 由桥接剂将松散的砂在它们接触点处桥接起 来，达到防砂的目的 。
一、化学桥接防砂法
（2）什么是桥接剂 桥接剂是指能将松散砂粒在接触点处桥接起 来的化学剂。 无机阳离子型聚合物 有机阳离子型聚合物
无机阳离子型聚合物
由铝离子、锆离子组成的多核羟桥络离子
有机阳离子型聚合物
化剂再关井候凝。
三、人工井壁防砂法
在地层的亏空处，做一个由固结的颗粒物质 所组成的有足够渗透率的防砂屏障，即人工井壁， 用于防砂。
树脂涂敷砂法
人工井壁防砂法包括：
1．填砂胶结法
2 ．树脂涂敷砂法 （后期出砂井广泛应用）
3．水泥砂浆法 4．水泥熟料法
四、滤砂管防砂法
这一方法是先向
亏空砂层填砂，然
后将滤砂管下至出
砂层段，即可达到
防砂的目的．
(完整版)油水井防砂工艺
油水井防砂工艺一、油水井出砂原因油水井出砂是由近井地带岩层结构破坏引起的，与地层应力和地层强度有关。
地层应力包括地层结构应力（如弹性、塑性应力）、地层孔隙压力、上覆岩层压力流体流动时拖拽力和生产压差。
地层被钻穿后，井壁岩石的原始应力平衡状态被破坏，并且在整个采油过程中保持最大应力。
因此在一定的外部条件下井壁的岩石首先发生变形和破坏。
根据出砂内外因素分为地质因素和开发因素：地质因素（一）地层胶结疏松地层流体在生产压差条件下向井眼方向发生渗流，致使岩石颗粒之间的胶结物发生运移，地层结构破坏，引起地层出砂，当其它条件相同，地层渗透率越高，岩石强度越低，地层越容易出砂。
（二）地层构造变化地层在构造上发生急剧变化的区域，例如在断层多、裂缝发育、地层倾角大及边水活跃的地区，由于地层岩石原始应力状态被复杂化，容易引起地层出砂。
开发因素（一）在地层流体渗流过程中，大部分有效压头消耗在井壁附近，因此，井壁岩石渗流冲刷作用最大，也容易变形和破坏。
（二）不恰当的开发速度及采油速度的突然变化、注水井急剧放压等原因造成地层压力梯度发生急剧变化，致使岩层结构破坏引起出砂。
（三）频繁的增产措施会破坏地层岩石的结构，引起地层出砂。
（四）油井出水时，泥质胶结物水化膨胀并分散成细小颗粒，在地层压差作用下随着油水流线向井眼方向运移，造成油水井出砂、出泥。
（五）在油水井生产过程中，油气层孔隙压力总体上是不断下降的，而上覆岩层对地层颗粒即其胶结物的有效应力则是不断增加的，致使颗粒之间的应力平衡被破坏，胶结力下降引起地层出砂。
（六）在注水开发油田时，当油田含水量上升，为维持原油产量必须提高采液速度，加大地层流体对岩石颗粒的拖拽力。
引起油层出砂。
（七）当井壁附近的岩石结构破坏到一定程度，就会出现流砂现象，这时即使压差很小，大批沙子也会无控制流出。
二、油水井出砂的危害1. 原油产量、注水量下降甚至停产停注油水井出砂极易造成油层砂埋、油管砂堵、砂卡，致使原油产量、注水量不断下降甚至停产停注。
浅析油井防砂工艺
浅析油井防砂工艺摘要：防砂工艺技术是提高油井产能和油田开发效益的关键技术。
我国疏松砂岩油藏分布范围广、储量大，油气井出砂是这类油藏开采的主要矛盾。
出砂往往会导致砂埋油层或井筒砂堵或油气井停产作业、使地面或井下的设备严重磨蚀、砂卡及频繁的冲砂检泵、地面清罐等维修，使工作量巨增，既提高了原油生产成本，又增加了油田管理难度。
防砂是开发易出砂油气藏必不可少的工艺措施之一，对原油稳定生产及提高开发效益起着重要作用。
关键词：油田防砂工艺一、引言保证疏松砂岩油藏开发过程中防砂措施的成功是十分重要的。
钻井过程中大多采用割缝衬管和预充填砾石来对付地层出砂，由于其使用寿命短，砂子易堵塞缝口，液流阻力大等缺点，而且下井时操作困难，不能填充射孔孔眼，因此新的有效的防砂方法的研究与应用仍是世界石油钻采中亟待解决的难题。
通过防砂可以使地层砂最大限度的保持其在地层中的原始位置而不随地层流体进入井筒，阻止地层砂在地层中的运移，使地层原始渗透率的破坏降低到最低程度，保护生产井和注水井的生产设备，最大限度的维持生产井的原始产液能力及注水井的注排能力，这是油气田防砂的目的。
现阶段常用的防砂方法有机械防砂、化学防砂及砂拱防砂。
近年来，砾石充填防砂技术已取得了显著的可靠施工效果，除井斜角较高的斜井之外，砾石充填防砂技术已成为应用最广泛的防砂技术方法。
化学固砂方法是将化学胶结液挤入天然松散的地层，固结井眼周围出砂层段中地层砂的一种防砂方法。
所形成的胶结地层具有一定的抗压强度和渗透性能。
二、油气井出砂的原因地层是否出砂取决于颗粒的胶结程度即地层强度。
一般情况下，地层应力超过地层强度就可能出砂。
油气井出砂的原因对于防砂及防砂剂的配方的选择有很大的影响，总的说来，油气井出砂的原因可以归结为地质和开采两种原因。
地质因素指疏松砂岩地层的地质条件，如胶结物含量及分布、胶结类型、成岩压实作用和地质年代等。
通常而言，地质年代越晚，地层胶结矿物越少，砂粒胶结程度越差，分布越不均匀的地层在开采时出砂越严重；地层的类型不同，地层胶结物的胶结力，圈闭内流体的粘着力，地层颗粒物之间的摩擦力以及地层颗粒本身的重力所决定的地层胶结强度就不同，地层胶结强度越小，地层出砂越严重。
油田开发过程中的水井防砂技术
(3)不能避免渗漏、喷涂、翻修、喷砂对竖杆耐久性的不利影响；(4)在竖井进入中流水切割开发期后，由于水泥溶解和侵蚀，竖杆强度下降；(5)地层降低引起的地层压力上升，垂直负荷增加，砂粒间的应力平衡崩溃，产生沙子。
3 防砂技术3.1 机械防砂技术现在机械沙的控制分为两个类别。
一种是在这个领域广泛使用的防砂管柱防砂技术。
这个主要用于悬挂在采油泵下挂接如绕丝筛管、割缝衬管、双层或多层筛管、各种防砂器。
原理是使用上述的防砂管柱阻断地层砂，防止其进入采油泵。
这种方法的优点是简单易用，是由中等粗大的砂岩存油层生产的大粒径砂。
缺点是，因为生成细砂的油井容易堵塞，所以油采油泵不能供给液体，其寿命比较短。
第二种机械防砂是第一种类型的开发和进步。
机械防砂的控制方法，采用多级滤砂屏障，达到防砂目的的对策。
目前，这种方法适用于各种砂层。
机械防砂技术通过各种各样的方法，可以细分为裸眼井砾石充填和套管井内砾石充填防砂方法。
技术原理是将筛管或割缝衬管引导到井内防砂层段，将适当的粒子大小的砂石供给流体。
在筛管和油层或套管之间填充，形成特定厚度的砂石层，使用它，防止地层砂流入井中。
一个大的沙子池。
油层的砂粒在砂石层的外侧被阻挡，根据自然的选择在砂石层的外侧被积蓄。
它具有良好的流通能力，可以有效防止油层出砂。
为了提高成功率，管内砾石充填施工通常与大直径的高孔密射孔相结合。
一般来说，充填防砂有可靠的结构、高成功率以及适度的成本等优点。
也就是说，机械防砂有很强的适应性，无论产层薄厚、0 引言油井出砂是由于很多原因造成的，这对油井的正常开发非常不利。
油井出砂的话，油井的开发就会变得困难。
严重的情况下，油井甚至可能停止生产。
目前，需要注意改进和参考，因此在开发石油生产时，必须注意应用有效的防砂技术。
在防砂技术方面，持续改善相关技术，避免出砂对生产影响，为了减少石油生产的阻碍，需要强化分析和研究相关技术，不断进行技术革新。
1 油田化学防砂技术概述分析中国油田可知，中国疏松砂岩油藏储量大，石油产量大，分布较大。
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油水井防砂工艺
一、油水井出砂原因
油水井出砂是由近井地带岩层结构破坏引起的，与地层应力和地层强度有关。
地层应力包括地层结构应力（如弹性、塑性应力）、地层孔隙压力、上覆岩层压力流体流动时拖拽力和生产压差。
地层被钻穿后，井壁岩石的原始应力平衡状态被破坏，并且在整个采油过程中保持最大应力。
因此在一定的外部条件下井壁的岩石首先发生变形和破坏。
根据出砂内外因素分为地质因素和开发因素：
地质因素
（一）地层胶结疏松
地层流体在生产压差条件下向井眼方向发生渗流，致使岩石颗粒之间的胶结物发生运移，地层结构破坏，引起地层出砂，当其它条件相同，地层渗透率越高，岩石强度越低，地层越容易出砂。
（二）地层构造变化
地层在构造上发生急剧变化的区域，例如在断层多、裂缝发育、地层倾角大及边水活跃的地区，由于地层岩石原始应力状态被复杂化，容易引起地层出砂。
开发因素
（一）在地层流体渗流过程中，大部分有效压头消耗在井壁附近，因此，井壁岩石渗流冲刷作用最大，也容易变形和破坏。
（二）不恰当的开发速度及采油速度的突然变化、注水井急剧放压等原因造成地层压力梯度发生急剧变化，致使岩层结构破坏引起出砂。
（三）频繁的增产措施会破坏地层岩石的结构，引起地层出砂。
（四）油井出水时，泥质胶结物水化膨胀并分散成细小颗粒，在地层压差作用下随着油水流线向井眼方向运移，造成油水井出砂、出泥。
（五）在油水井生产过程中，油气层孔隙压力总体上是不断下降的，而上覆岩层对地层颗粒即其胶结物的有效应力则是不断增加的，致使颗粒之间的应力平衡被破坏，胶结力下降引起地层出砂。
（六）在注水开发油田时，当油田含水量上升，为维持原油产量必须提高采液速度，加大地层流体对岩石颗粒的拖拽力。
引起油层出砂。
（七）当井壁附近的岩石结构破坏到一定程度，就会出现流砂现象，这时即使压差很小，大批沙子也会无控制流出。
二、油水井出砂的危害
1. 原油产量、注水量下降甚至停产停注
油水井出砂极易造成油层砂埋、油管砂堵、砂卡，致使原油产量、注水量不断下降甚至停产停注。
2. 地面和井下设备磨损
砂子从地层产出后，一部分较小的颗粒随油产出，造成输油设备磨损，还有许多砂子沉在井底，造成井下工具磨损，砂卡、砂堵。
3. 套管损坏、油水井报废
4. 修井工作量增加〕
由于油水井出砂，每隔一次就要进行冲砂和检泵作业，有时要进行打捞修套，側钻等大修作业。
三、油水井防砂
1.选择正确的完井方法，并制定合理的工作制度
2.结合油水井的具体情况，选择正确的防砂方法，并确定防砂工艺
3.目前防砂方法有机械防砂和化学防砂两种
化学防砂有树脂胶结防砂工艺和水泥浆防砂工艺
机械防砂工艺。