关于页岩气压裂施工砂堵原因研究

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关于页岩气压裂施工砂堵原因研究

关于页岩气压裂施工砂堵原因研究页岩气是一种储存在页岩中的天然气资源，其开采对于能源产业具有重要意义。

页岩气的开采过程中存在着一些问题，其中之一就是页岩气压裂施工中可能出现的砂堵现象。

砂堵是指在压裂过程中，一些砂岩颗粒可流体不会从天然气裂缝中排出，导致天然气产能降低或者完全阻断。

为了解决这一问题，需要对页岩气压裂施工砂堵原因进行深入研究，从而提出有效的解决方法。

页岩气砂堵的原因主要有以下几个方面：压裂液性质、地层条件、作业操作和流体与岩石相互作用。

压裂液中的颗粒物含量和粒径大小对砂堵现象有着直接影响。

砂岩是页岩气储层的一种类型，如果压裂液中含有较多的砂石颗粒，这些颗粒在压裂过程中容易进入到裂缝中，导致砂堵的发生。

地层条件也是影响页岩气砂堵的重要因素，地层中的孔隙度、渗透率和岩石的力学性质都会对砂堵影响很大。

作业操作中的不合理操作也可能造成砂堵的发生，例如施工过程中的排量控制不当或者注入压力过大等。

流体与岩石的相互作用也会引起砂堵的发生，流体在高压力下对裂缝和岩石的侵蚀可能导致砂岩颗粒的脱落并堵塞裂缝。

为了解决页岩气砂堵问题，可以从多个方面着手。

要对压裂液的配方进行优化，选择合适的颗粒物含量和粒径大小，以及添加抑制砂岩颗粒沉降的添加剂。

需要加强地质勘探和地层评价工作，准确了解地层的性质，避免在砂岩分布区进行压裂作业。

施工作业中需要严格按照操作规程进行，保证施工过程的合理性和稳定性。

还可以使用特殊的阻砂技术来减少砂岩颗粒进入裂缝的可能，例如预补漏技术和固井技术。

需要对压裂液和地层进行更加深入的研究，探讨流体与岩石相互作用的机理，为砂堵问题的解决提供科学依据。

研究页岩气砂堵的原因也对于提高页岩气开采的效率和资源利用率具有重要意义。

通过深入研究砂堵问题，可以优化压裂施工工艺，提高天然气产能，提高开采效率。

也可以减少因砂堵而导致的压裂作业失败和资源浪费，降低采气成本，对于页岩气产业的发展具有重要的经济意义。

疏松砂岩气藏压裂防砂工艺异常原因分析及预防措施

疏松砂岩气藏压裂防砂工艺异常原因分析及预防措施疏松砂岩气藏是一种常见的非常规天然气藏，其井壁稳定性较差，容易导致砂岩颗粒脱落进入井眼，造成气井泥砂涌入以及砂岩压盖等问题。

在压裂作业过程中，疏松砂岩气藏常常出现压裂防砂工艺异常，影响气藏的开发效果。

本文将就该问题进行原因分析，并提出相应的预防措施。

1. 砂岩颗粒的脱落导致防砂效果差：疏松砂岩气藏的砂岩颗粒比较大，井壁稳定性差，易发生颗粒脱落的现象。

在进行压裂作业时，砂岩颗粒进入井眼，形成砂眼，导致防砂效果差，影响施工质量。

2. 井壁稳定性差导致砂岩崩塌：疏松砂岩气藏的井壁稳定性较差，无法承受压力的作用，容易发生崩塌现象。

在压裂过程中，井壁崩塌不仅会造成砂岩颗粒进入井眼，还会导致压裂液漏失，影响压裂效果。

3. 砂岩成岩期间胶结物溶解：疏松砂岩在成岩过程中会产生一些胶结物，这些胶结物起到了增加砂岩的强度和稳定性的作用。

在压裂过程中，由于压力和压裂液的化学作用，使得这些胶结物溶解，导致砂岩结构疏松，井壁不稳定。

4. 压裂液性能不适合砂岩特性：在疏松砂岩气藏中，由于其砂岩颗粒较大，井壁不稳定等特点，需要选择合适的压裂液进行作业。

如果选择的压裂液性能不适合砂岩特性，如黏度过低、粘度过高、PH值过高等，会导致压裂液在砂岩中不能有效地传递压力，导致防砂效果差。

针对以上问题，可以采取以下预防措施：1. 加强井壁稳定性措施：采取加固井壁的措施，如注水固井、套管固井等，提高井壁的稳定性，减少砂岩颗粒进入井眼的可能性。

2. 选择适合砂岩特性的压裂液：根据砂岩特性选择合适的压裂液，使其黏度适宜，粘度合理，PH值稳定，能够在砂岩中形成均匀压力分布，提高防砂效果。

3. 加强钻井液处理措施：采取加固井眼的措施，例如在钻井液中加入一定比例的钻井液堵塞剂，使其堵塞砂岩颗粒进入井眼的通道，避免砂岩颗粒进入井眼。

4. 优化压裂参数设计：针对疏松砂岩气藏的特点，合理设置压裂参数，如压力、排量、流速等，减少对井壁的冲击和压力，降低砂岩崩塌的风险。

关于页岩气压裂施工砂堵原因研究

关于页岩气压裂施工砂堵原因研究1. 引言1.1 研究背景页岩气是一种非常重要的天然气资源，页岩气开发对于满足我国能源需求具有重要意义。

页岩气压裂施工是一种有效的页岩气开发技术，能够提高气藏的产出率。

在页岩气压裂施工过程中，经常会出现砂堵现象，影响了裂缝的形成和气体的产出。

研究页岩气压裂施工砂堵原因对于提高开发效率和经济效益具有重要意义。

目前对于页岩气压裂施工砂堵原因的研究还比较有限，主要集中在砂的来源、运移、淤积等方面。

对于具体的砂堵机理和影响因素的研究还不够深入。

有必要开展更深入的研究，探究页岩气压裂施工砂堵的具体原因，为提高页岩气开发效率提供理论支撑。

本文旨在通过对页岩气压裂施工砂堵原因的研究，探讨砂堵机理和影响因素，为今后的页岩气开发提供理论指导和实践依据。

1.2 研究目的研究目的主要是为了探究页岩气压裂施工中砂堵现象的原因，分析水力裂缝内部和外部砂堵以及流体性质对砂堵的影响。

通过深入研究砂堵原因，可以更好地理解页岩气压裂施工中可能出现的问题，提高施工的效率和成功率。

研究砂堵原因可以为今后改进施工技术和优化流体配比提供参考，从而降低砂堵的风险，减少施工成本，并推动页岩气的开采和利用。

通过探讨砂堵原因研究的意义和未来研究方向，可以为相关领域的学者和工程师提供启示，引领更多深入研究的方向，为页岩气勘探和生产提供更好的支持和保障。

2. 正文2.1 页岩气压裂施工概述页岩气压裂是一种常用的页岩气田开发技术，通过高压水力对页岩进行压裂处理，以增加页岩气井的产能。

在页岩气压裂施工中，通常会添加一定比例的砂岩颗粒物作为支撑剂，以保持裂缝的稳定性和通透性。

随着生产周期的延长和裂缝周围压力的变化，砂岩颗粒物可能会在裂缝中堆积形成砂堵，从而影响页岩气井的产能和稳定性。

页岩气压裂施工通常包括井筒加固、液体处理、压裂液设计、施工参数优化等步骤。

在压裂过程中，随着泵入压裂液的压力逐渐增加，页岩裂缝会逐渐扩展，并形成水力裂缝。

关于页岩气压裂施工砂堵原因研究

关于页岩气压裂施工砂堵原因研究1. 引言1.1 砂堵现象的介绍砂堵是页岩气压裂施工过程中常见的问题，指的是在压裂过程中，油气井中的砂粒聚集在井眼或者管道中，导致油气流通受阻。

砂堵问题不仅影响了页岩气地下储层的产能，还会增加施工成本和风险。

砂堵现象的出现往往会导致井下设备受损，进一步影响油气的开采效率。

砂堵产生的根本原因是高压力下，页岩地层中的砂粒通过裂缝进入油管中，随着压裂液体的循环，砂粒逐渐聚集并固化，形成砂堵。

砂堵问题不仅限于油气开采领域，在地下水开采和地热能利用中也有类似问题。

研究页岩气压裂施工砂堵问题的原因和解决方法对提高油气生产效率和降低生产成本具有重要意义。

【内容结束】.1.2 页岩气压裂施工中的砂堵问题页岩气压裂施工中的砂堵问题是指在页岩气压裂过程中，由于一些特定因素导致砂岩颗粒堵塞裂缝，影响了气体的产能和采收率。

砂堵问题是页岩气压裂施工中一个常见且严重的挑战，给页岩气田的开发和生产带来了诸多困难。

造成页岩气压裂施工砂堵问题的原因主要有多方面，包括砂岩颗粒的大小、形状和分布，压裂液的性质和性能，以及施工操作中的控制参数等。

砂堵问题一旦发生，不仅会导致气体流动受阻，还可能造成井眼破坏和设备损坏，增加了开采成本和风险。

了解页岩气压裂施工中的砂堵问题并找出解决方法是至关重要的。

只有通过深入研究砂堵问题的形成机制和影响因素，才能有效地预防和解决这一问题，提高页岩气田的产能和采收率。

【2000字】2. 正文2.1 页岩气压裂施工的原理页岩气压裂施工是一种通过注入高压液体进入岩层中，使岩层裂缝扩张并释放天然气或石油的工艺技术。

该技术主要包括以下几个步骤：1. 选址和准备工作：在施工前，需要对地质结构进行详细分析，并确定钻井位置。

还需要准备好相应的设备和材料。

2. 钻井：通过钻机将钻头钻入地下，直至达到预定深度。

钻井完成后，进行套管工作，防止地下水和岩层混合。

3. 压裂液注入：在套管内，注入含有水、添加剂和砂的混合物，通过高压泵将混合物注入岩层中。

压裂施工常见问题分析

、处理措施
挤酸
一、地层压不开的主要因素
2、管柱因素
压裂施工中替挤量不足，上提管柱过程中地层吐砂。
喷砂器被砂埋
组配或下井压裂管柱有误
由于作业队技术员疏忽或是小班工人下管柱时大意，将卡距卡在了未射井段上，造成压不开。盯压裂人员要熟知管柱结构，及时做出准确地判断，提出合理的处理措施。我们可根据泵入压裂液的数量大致推断出不通的位置。
喷、油管打洞、损坏封隔器、卡管柱等一系列严重问题，一旦起车有套喷现象，要坚决终止施工，核对井上管柱记录或测查原因。
三、砂堵的原因分析

压裂液性能地层物性的变化施工操作
三、砂堵的原因分析 1）压裂液性能
低滤失性高携砂性
热稳定性抗剪切性
三、砂堵的原因分析 1）压裂液性能
压裂管柱不通
一、地层压不开的主要因素
3、井身因素

射孔炮眼污染严重压前挤酸不到位油套环形空间有泥浆或死油

射孔质量问题
油井结蜡严重
一、地层压不开的主要因素
3、井身因素
射孔炮眼污染严重堵塞炮眼常常出现在水井中，由于注入水中的金属离子和杂质，对炮眼造成的污染，导致在管柱限压内压不开。压前挤酸不到位
六、施工曲线分析
压裂施工中发生的事故会在施工压力上反映出来。例如砂堵、油套管破裂等。虽然影响施工压力的因素非常复杂，但是施工压力却是我们了解井下情况的重要手段，因此正确分析压裂施工曲线，及时发现现场施工中的问题，并迅速作出处理，是每个现场压裂工程师的重要职责。
六、施工曲线分析
选取一口井作为实例进行一下简单的分析。
2、加砂过程中因井口设备或地面管汇破裂，也可能造成沉砂。

M气藏压裂施工砂堵原因剖析_李勇明

第 31卷第 2期 Vol.31 No.2
钻采工艺 DRILLING＆ PRODUCTIONTECHNOLOGY
高度得到较好控制 , 裂缝长度方向扩展较好。但是在 35 ～ 55 min注携砂液 , 压裂施工压力基本稳定 , 考虑到目的层岩性低渗 , 即在基岩中的滤失是有限的 , 表明在水力裂缝延伸过程中沟通了天然裂缝 (微裂缝 )或孔洞网络 , 使得滤失与注入基本平衡 , 进入到 “临界压力 ”, 此时并未采取提排量或降砂比措施 , 导致后期砂堵。
(3)裂缝弯曲。一般情况下 , 水力压裂形成的裂缝与最小主应力方向相垂直 , 但是在近井筒地带由于井斜或射孔方位的影响 , 水力裂缝可能是非平面的或 S型缝 , 即井筒附近的裂缝与远离井筒的裂缝延伸方向不一致[ 2] 。裂缝弯曲造成近井筒摩阻大大增加 , 导致支撑剂桥塞或脱砂。
(4)储层水敏性。储层遇水膨胀分散 , 从而裂缝内堆积了垮塌分散的泥沙 , 流动阻力急剧增加 , 易导致加砂困难而砂堵。
(5)形成了多条水力裂缝。压裂施工时极有可能形成多条水力裂缝 , 这就可能发生压裂液的强烈滤失 (漏失 ), 使用于主裂缝造缝的流量迅速降低 , 造成主裂缝动态缝宽变小 , 增加砂堵的风险。
(5)前置液量总体偏低 , 动态裂缝形成不充分 , 特别是对于塑性地层裂缝起裂复杂、或发育有多裂缝的情况 , 砂堵几率增加。
从表 1可以看出 , M气藏设计的前置液量总体较低。特别是 F井设计前置液量仅 46 m3 , 携砂液 84 m3, 设计平均砂比 25.4%, 对于薄层压裂这样的砂比是比较高的。该井实际加砂 5.3 m3, 完成设计砂量的 24.9%, 产生砂堵 , 前置液量偏低 , 是导致严重砂堵的主要原因。

页岩气压裂施工砂堵原因分析及对策

ｓａｎｄｐｌｕｇｈａｐｐｅｎｅｄ，ｔｈｅａｍｏｕｎｔｏｆｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎｓａｎｄａｎｄｉｎｃｒｅａｓｅｄｙｉｅｌｄａｆｔｅｒｐｒｅｓｓｕｒｅａｒｅｌｉｍｉｔｅｄ．Ｔｈｅｎｔｈｅｃｏｎｓｔｕｃｒｔｉｏｎ
发生，对页岩气压裂设计及现场施工具有一定的指导意义
关键词：页岩气；水力压裂；砂堵；解堵中图分类号：ＴＥ３７１文献标识码：Ａ
ＲｅａｓｏｎＡｎａｌｙｓｉｓａｎｄＣｏｕｎｔｅｒｍｅａｓｕｒｅｓｏｆＳａｎｄＰｌｕｇｉｎＳｈａｌｅＧａｓＦｒａｃｔｕｒｉｎｇ
摘要：页岩气一般无自然产能，需经水平井分段压裂后才能高效开发。页岩气储层地质结构及裂施工丁艺不同于常规储
层，压裂所用滑溜水携砂能力差，滤失严重，施工中难免出现砂堵现象。砂堵后限制了施Ｔ加砂量及压后增产效果，延长了施Ｔ周期，增大了施Ｔ成本。从页岩地层分析、施Ｔ设计、现场施工因素人手，对页岩气压裂施丁中砂堵的原因及机理进行了分
Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｓｈａｌｅｇａｓｈａｓｎｏｎａｔｕｒａｌｃａｐａｃｉｔｙ，ａｎｄｏｎｌｙｉｆｗｉｔｈｔｈｅｈｅｌｐｏｆｈｏｉｚｒｏｎｔ￣ｗｅｌｌｓｓｔａｇｅｄｒａｆｃｔｕｒｉｎｇｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓ，ｓｈａｌｅｇａｓｃａｎｂｅｄｅｖｅｌｏｐｅｄｅｉｃｆｉｅｎｔｌｙ．Ｓｈａｌｅｇａｓｒｅｓｅｒｖｏｉｒｇｅｏｌｏｇｉｃａｌｓｔｒｕｃｔｕｒｅａｎｄｒａｆｃｔｕｒｉｎｇｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙｄｉｆｆｅｒｓｆｒｏｍｃｏｎｖｅｎｔｉｏｎａｌｒｅｓｅｖｏｒｉｒｓ．Ｓｌｉｃｋ—Ｗａｔｅｒ，ｗｈｉｃｈｉｓｕｓｅｄａｓｔｈｅｍａｉｎｆｒａｃｔｕｒｉｎｇｌｕｆｉｄｉｎｓｈａｌｅｇａｓｒａｆｃｔｕｉｎｒｇ，ｈａｓｐｏｏｒｓａｎｄ

压裂封口防砂技术调研报告

压裂封口防砂技术调研压裂气井在返排过程中和生产过程中，有两种情况可能导致出砂：裂缝还未完全闭合或裂缝中只部分填充了支撑剂，还留有部分流动的余地。

如果有部分支撑剂未能被裂缝壁夹住, 还自由地悬浮着。

液体的回流可能将这些支撑剂带回井筒。

如果液体还维持有足够的黏度，裂缝还未闭合时就开始返排，就可能出砂。

从压裂角度出砂分析：（1）煤层的杨氏模量较常规砂岩小，易形成较宽的水力裂缝，而煤层的闭合压力一般较低，这些特性造成煤层压后支撑剂回流严重（2）关井时间过短，未破胶的高粘度液体，易携支撑剂返排。

为了加速返排，通常采用液氮拌注增能压裂、泡沫压裂液作业，提高压后返排速度，但此类方法增加了流体动能，使得支撑剂容易返吐，一定程度上限制了返排速度的进一步提高。

同时破坏了压裂施工原有的人工裂缝的铺砂剖面。

针对上述问题对大粒径、纤维、覆膜砂尾追技术进行了调研。

1. 大粒径尾追压裂技术1.1 定义在一次压裂施工中按一定次序添加多种尺度的支撑剂, 分别利用不同尺度支撑剂的各自特性, 在裂缝端部或空间狭窄的区域添加小粒径支撑剂, 在缝口或造缝质量良好的区域添加大粒径支撑剂, 保障施工成功、防止支撑剂返吐、提高裂缝质量, 使裂缝导流能力达到最佳。

1.2 作用原理（借鉴压裂防砂原理）流体对颗粒的冲刷与携带能力主要取决于其流速，流速越大，对地层的冲刷作用越厉害，出砂就越严重。

大粒径支撑剂的支撑孔隙要高于小粒径支撑剂的支撑孔隙，使井筒附近流体流速降低，从而降低了对小颗粒的冲刷和携带作用，大大减轻出砂程度。

1.3 支撑剂分类1.4 施工难点由于一般采用低黏压裂液，沉砂剖面上的动态平衡高度较小，上边的流速快。

因此，常规尾追大粒径支撑剂的方法很难在近井筒处实现(见下图)。

此时应该采用变排量方法，降低沉砂高度，增大砂堤上的过流端呵高度，才能使后续加入的大粒径支撑剂按预期那样堆积在征井筒处。

2. 尾追纤维压裂防砂技术2.1 纤维压裂工艺定义将拌有纤维的携砂液注入裂缝后，通过纤维缠绕来包裹支撑剂颗粒，压裂施工结束而裂缝闭合时,裂缝中的支撑剂因承受侧限压力，颗粒间以接触的形式相互作用而达到力学平衡，从而达到防砂的工艺。

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关于页岩气压裂施工砂堵原因研究
页岩气压裂施工是一种常用的增产技术，通过将高压液体注入页岩层中，使其裂开并
形成高渗透通道，从而提高页岩气的产量。

在压裂过程中，有时会出现砂堵现象，即注入
液中的颗粒物质在裂缝中聚集，导致裂缝通道部分或全部被阻塞，从而减小产能。

本文将
对页岩气压裂施工砂堵的原因进行研究。

1. 砂堵物质的来源：页岩气压裂施工中，主要使用的砂砾颗粒物质来自于压裂液中
的砂颗粒和地层中的砂屑。

在注入液进入裂缝时，由于流动速度的变化和裂缝中颗粒物质
的悬浮状态，砂颗粒易聚集成砂堵。

2. 流动状态的影响：砂堵与液相流态的流速和流动方式密切相关。

当流速较低时，
颗粒物质易聚集在裂缝中，形成砂堵。

而当流速较高时，颗粒物质的悬浮状态更容易维持，砂堵现象相对较少。

3. 砂堵与压裂液性质：压裂液性质对砂堵产生影响。

黏度较高的压裂液会增加颗粒
物质的聚集能力，因为黏度较高的液相更容易与颗粒物质发生碰撞和聚集，从而形成砂
堵。

4. 地层裂缝山脊与低渗透区域：在页岩气压裂施工中，裂缝通道的形成是提高产能
的关键。

并非所有裂缝通道都能提供足够的气体通道。

在基于地质和流动特征的模拟实验中，发现在具有山脊形状的裂缝中更容易形成砂堵。

当裂缝中存在山脊时，液相流速分布
不均匀，容易形成砂堵。

5. 液／固相互作用：裂缝中的固相颗粒物质在液相作用下，会发生沉积和沉降。

当
颗粒物质从液相中沉降时，易聚集在裂缝中形成砂堵。

页岩气压裂施工砂堵产生的原因与砂堵物质的来源、流动状态、压裂液性质、地层裂
缝形态以及液／固相互作用密切相关。

针对这些原因，可采取一系列的措施来减少砂堵的
发生，如调整压裂液性质、改变施工参数、优化设计等，从而提高页岩气压裂施工的效
果。