防砂工艺技术进展与攻关方向
国外防砂新技术(最终稿)
5.97
8.325 – 9.125
8-3/8” – 91/8” hole
二、国内外防砂新技术
1、可膨胀防砂筛管技术
膨胀防砂管柱
钻杆
Weatherford公司：ESS 技术
T A
悬挂封隔器
T A
A T
顶部接头
扶正器
A T
T A
膨胀筛管 底部接头
T A
液压膨胀工具
盲
堵
机械膨胀工具
防砂管串
膨胀管串
二、国内外防砂新技术
最后内径
(in)
应用范围
4½”, 5” 18+ #csg 3¾”-4¼” hole 5”, 5½” csg
比井眼尺 5-7/8” – 6-1/8” 寸小0.98in
hole 7” 23-32 #csg
6” – 6¾” hole 9-5/8 csg
4-½”-4¾” hole 7” 35 # csg
5-½”
Weatherford公司：ESS 技术
二、国内外防砂新技术
2、水平井裸眼充填技术
1、在筛管/裸眼环空形成高渗透挡砂屏障
技 术 优 势
有利于减缓或避免筛管堵塞，对稠油、粉细砂岩油藏防砂优 势明显 防砂有效期长，充分发挥水平井增产优势，延长油井寿命 有利于流体均匀流入筛管内部，延缓底水锥进
2、提高油井完善程度，降低近井表皮系数，增大 井筒流通面积，最大程度的水平井增产优势 3、简化完井管柱结构,提高完井速度,节约完井成本
防砂技术 研发机构
国内
大港采油院等防砂单位
可膨胀防砂筛管技术 水平井裸眼充填技术
防砂新技术
分层挤压充填技术 射孔防砂一体化技术
汇报提纲
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。
防沙设施生产线工艺规范与改进
防沙设施生产线工艺规范与改进随着沙尘暴频发的增加，沙漠化问题也日益突出，对沿海城市和农田造成了严重的影响。
为了应对这一挑战，防沙设施的生产线工艺规范和改进成为了亟待解决的问题。
本文将从材料选用、工艺流程和设备改进三个方面详细讨论防沙设施生产线的规范与改进。
一、材料选用防沙设施的质量和使用寿命很大程度上取决于所选用的材料。
在生产线中，我们应该优先选择防沙性能良好、耐候性强的材料。
常见的材料有钢材、不锈钢、铝合金等。
此外，在制作过程中还需要注重材料的表面处理，如喷涂耐候性强的防锈漆，以延长其使用寿命。
二、工艺流程防沙设施的生产线工艺流程应合理、高效。
在设计工艺流程时，我们需要考虑到各个环节之间的衔接和协调。
首先，原材料的准备和加工需要保证高效，以提高生产效率。
其次，焊接、拼装和喷涂等工序需要按照严格的工艺规范进行，确保设施的质量和稳定性。
最后，包装和运输环节的安全和规范也需要充分考虑，以防止设施在运输过程中的损坏。
三、设备改进设备的性能和质量对于防沙设施生产线的工艺规范和改进至关重要。
首先，我们应该选用高效、自动化程度高的设备，以提高生产效率和产品的一致性。
其次，设备的维护和保养工作也不能忽视，定期检查设备的运行状态，及时更换损坏的零部件，并且按照使用手册规定的操作进行操作、保养和维修。
最后，设备的安全性也是需要重视的，要确保设备的防护装置完好，操作人员要熟悉设备的安全操作规程，并佩戴相应的个人防护装备。
在改进防沙设施生产线工艺的过程中，我们还应该注重技术创新和经验总结。
与相关的科研机构合作，引进先进设备和工艺，加强员工培训，提高技术水平和工作质量。
此外，及时总结和反馈生产线工艺中出现的问题，并加以改进，不断提高工艺的可操作性和适用性。
总之，防沙设施生产线工艺规范与改进对于提高设施质量和生产效率至关重要。
通过合理选择材料、优化工艺流程和改进设备，我们可以不断提高防沙设施的防护能力，更好地应对沙尘暴带来的挑战，保护生态环境和人类安全。
桩西疏松砂岩油藏防砂工艺现状及下步攻关方向
桩西疏松砂岩油藏防砂工艺现状及下步攻关方向摘要着桩西勘探开发逐步向滩海延伸，疏松砂岩油田所占比例也越来越大，油藏出砂更为严重，根据油井储层物性、砂体分布、注采对应关系、冲砂情况及油井井况等有针对性地实施分类防砂，基本满足了桩西疏松砂岩油藏的防砂需要。
但防砂过程也暴露出一些问题：如充填防砂后大幅降产、滤砂管防砂易堵塞，部分井化学防砂有效期短、压裂防砂效果不理想、裸眼防砂投产后高含水或供液差，严重制约了疏松砂岩油藏两率的提高。
因此，有必要对这些突出问题进行深入分析，并重新细化各类防砂工艺的选井标准，提出下步改进及攻关方向，为疏松砂岩油藏的增储稳产提供坚实的技术支撑，实现疏松砂岩油藏防砂后稳产、增产。
关键词油藏；防砂；两率；制约；砂体；堵塞；增储；稳产随着桩西勘探开发逐步向滩海延伸，疏松砂岩油田所占比例也越来越大，油藏出砂更为严重，在桩西几代防砂工作者刻苦钻研、积极攻关下。
防砂技术的开发及应用，基本满足了油田开发初期的防砂需求。
但是，随着油田开发进入中后期，油藏条件不断变化，油藏状况越来越复杂，防砂过程中难免暴露出一些问题，因此，有必要对现有防砂工艺的油藏适应性进行重新细化，并进行防砂工艺的进一步完善及攻关，为疏松砂岩油藏的增储稳产提供坚实的技术支撑。
1桩西防砂工艺现状桩西疏松砂岩油藏主要包括老168、老163、桩106、桩139等区块，主要处于滩海区，含油面积32.7km2，地质储量3515×104吨，可采储量697×104吨，占全厂26.4％，日油水平857吨，占全厂36.2％；开发层系以馆陶组为主，油层埋深在1350～1650m；储层岩性主要为细砂岩、粉细砂岩，地层胶结疏松易出砂；纵向上发育多套油层，区块和油层之间差异较大，油藏类型多，油井出砂机理、出砂程度、油层物性、生产制度等各不相同，单一的防砂工艺难以满足多类型出砂油井的防砂需要。
根据油井储层物性、砂体分布、注采对应关系、冲砂情况及油井井况等实际有针对性地实施分类防砂，逐步形成了适合桩西油藏开发的防砂工艺技术系列，即以充填防砂、化学防砂、滤砂管防砂为主，裸眼防砂、压裂防砂和携砂采油为辅。
最新-油田防砂工艺现状及前景分析 精品
油田防砂工艺现状及前景分析一次性高压充填防砂工艺针对滨南油区王庄稠油油田的地层特点，近年来，一次性高压充填防砂工艺技术在王庄油田油井中的应用逐年增多，防砂后的效果十分显著。
一次性高压充填防砂工艺就是将防砂管柱及充填工具一次性下入井内，对准目的油层，通过地面设备对油层进行高压充填分选好的石英砂，将近井地带的地层砂推到远离井底的位置，并在近井地带形成高渗透的砂体组合。
其主要特点是将地层预充填和绕丝管充填两道工序合二为一，减少了施工工序和作业占井时间，单井施工周期平均比复合防砂缩短5～8天。
一次性高压充填防砂工艺的优点1高压挤压防砂后在油层内形成高导流能力的支撑带，增大了原油的渗流面积，使近井地带流体由平面径向流变为双线性流，有效地延缓压降漏斗，减少了地层砂受力，从而稳定了地层砂，实现油层改造的目的。
2由支撑带石英砂、环空充填砂形成一个具有多级分选过滤的人工井壁，起到有效的挡砂、滤砂作用。
3高压充填形成的支撑带，在高压注蒸汽过程中稳定性增强，并且降低了注汽压力，提高了注汽效果，从而达到增产的目的。
一次性高压充填防砂工艺的缺点1成本费用高，携砂液对油层造成的污染较大，对地面设备要求比较高。
2一次性高压充填防砂对于层数较多、渗透率差异较大的井，还存在着充填砂在各层分布不均匀的现象，渗透率高的层充填砂进入多，而渗透率低的层进入少，从而影响防砂增油的效果。
一次性高压充填防砂工艺的改进方向运用一次性高压充填防砂工艺进行防砂在王庄油田取得了很好的效果，但我们在防砂实践中也发现还有改进、发展的空间。
存在问题一次性充填工具的卡瓦长时间在井内工作，容易结构腐蚀，造成大修作业困难；同时卡瓦多次卡封，容易造成套管损坏。
改进方向研制无卡瓦的一次性充填工具及管柱。
存在问题目前采用三台泵车进行充填施工，最高排量为13左右，由于携砂液粘度较低60，不能实现更高砂比充填，还有造成地层砂与充填砾石交混的现。
胜利油区疏松砂岩油藏防砂工艺新进展及下步技术对策
1、防砂基础理论研究取得新进展
❖ 进一步建立和完善了防砂实验室
油田重点防砂实验室筹建工作于2002年正式 启动，有9大功能实验室构成，建成后，可以完 成10大类100余种实验研究和测试任务，为防砂 工艺的评价及新工艺新技术的开发提供平台 。
❖ 防砂设计决策技术日臻完善
出砂预测技术
计算方法：出砂指数计算 经验方法: 孔隙度法、声波时差法等 实验方法：出砂驱替实验 数模方法：液固耦合FEM计算模型
3）工艺管柱 ❖ 短井段（单油层）工艺管柱
高压挤充工具
信号总成 油层筛管 挤充转换总成
✓ 一趟管柱可完成短井段地层 挤压与环空充填防砂施工的所有 工序；
✓采用先丢手后施工的方式，施 工安全可靠；
✓能够实现无套压挤压施工；
底部自封封隔 器
❖ 多油层分层防砂工艺管柱
中间封隔器
一趟管柱可完成2层及 2层以上地层挤压与环空 充填防砂施工的所有工 序；解决长井段、油层 多、非均质性严重油藏 防砂难题
解决问题
科学判断油藏出砂程度 为区块防砂提供依据 指导油井合理生产
防砂工艺决策技术
系统数据管理 防砂方法优选 防砂工艺优化设计 防砂效果预测与评价
解决问题
提高防砂工艺设计水平 科学指导防砂现场施工
防砂工艺适应 性
物理模拟优化
MFrac压裂防砂数值模拟技术
解决问题
MEYER2001压裂防砂软件
提高压裂防砂施工成功率 确保裂缝导流能力
砾石充填
0.4%
压裂防砂
❖ “九五”以来各防砂工艺有效期统
计
8 0 0（天）
720
700
600
540
500 400 378
300
桩西疏松砂岩油藏防砂工艺现状及下步攻关方向
１桩 西 防砂工 艺现状
桩西疏松砂岩油藏主要包括老 １８ ６ 、老 １３ ６ 、桩１６ ０ 、桩 １９ ３ 等区块 ， 主要处于滩海 区，含油面积３ ． ｉ ，地质储量３ １ × ０ 吨 ，可采储量 ２ ｋ２ ７ｎ ５５ １４ ６ ７×１４ ，占全厂２ ．％，日油水平８７ ，占全厂３．％；开发层 系 ９ ０吨 ６ ４ ５吨 ６２ 以馆陶组为主，油层埋深在１５ － ６０ ３０ １５ｍ；储层岩性主要为细砂岩、粉细 砂岩 ，地层胶结疏松易出砂 ；纵向上发育多套油层，区块和油层之间差 异较大 ， 油藏类 型多 ，油井 出砂机理、出砂程度 、油层物性 、生产制度 等各不相同，单一的防砂工艺难 以满足多类型出砂油井的防砂需要。 根据油井储层物性 、砂体分布、注采对应关系、冲砂情况及油井井 况等实际有针对性地实施分类防砂 ， 逐步形成了适合桩西油藏开发的防 砂工艺技术系列 ，即以充填防砂 、化学 防砂 、滤砂管防砂为主 ，裸眼防 砂、压裂防砂和携砂采油为辅。 １１充填防砂工艺现状 ． 充填防砂因其具备防砂强度高 、 能保护地层骨架不被破坏， 能提高近 井地带渗透率、降低生产压差 、 缓解地层出砂 ，防砂有效期长等优势 ，目 前已成为桩西疏松砂岩油藏的主导防砂工艺 。２０ ＿ ０９ ０ ４ ２０ 年共实施充填 防 砂ｌ 井次， ｌ ５ 有效率ｌ ％，主要分布在桩１６ ０ ｏ ０块、Ｌ ６块 、 １ 块 、桩１ １３ 桩 ３ ９ 等 区块。截 止到２０年ｌ月底 ，充填有效期平均为５０ （ ｏ９ １ ８天 见表１ ）。 表１２ｏ －０ ９ ０ ４ ２０ 年充填防砂井防砂有效期统计 防砂有效期 １ 年以内 ２ 年以内 ３ 年以内 ３ 年以上 合计 井数 平均有效天数 ４ ６ ２３ １ ３ ５ ５８ ３ ２ ０ ８１ ９ １ ４ １４ ４９ １９ ０ ５０ ８
油井机械防砂工艺技术与装备的发展水平
油井机械防砂工艺技术与装备的发展水平随着石油工业的不断发展，油井机械防砂工艺技术与装备也在逐渐完善和更新。
油井机械防砂工艺技术与装备的发展水平对于石油勘探和生产起着至关重要的作用，它直接关系到油井的稳定性和安全性，同时也影响着油井的产能和寿命。
本文将从油井机械防砂工艺技术与装备的发展历程、现状和未来趋势等方面进行探讨。
一、发展历程最早期的油井机械防砂工艺技术与装备主要是依靠人工方式进行，例如利用筛网、过滤器等简单的装置来防止砂粒进入油管，这种方式工艺简单、成本低廉，但是效果并不理想。
随着石油勘探和开发的深入，对油井机械防砂工艺技术与装备的要求也越来越高，需要更加精密和可靠的装备来保障油井的正常运行。
20世纪80年代开始，随着科技的不断进步，油井机械防砂工艺技术与装备出现了一系列的新突破，例如液固分离技术的应用、多层筛管的设计、砂控剂的研发等，这些技术的出现使得油井机械防砂工艺技术与装备的水平得到了显著提升，大大提高了油井的产能和寿命。
二、现状当前，我国在油井机械防砂工艺技术与装备的研发与应用方面取得了一系列的进展，涌现了一大批技术先进、性能稳定的高端装备，例如多级过滤器、自清洗过滤器、油管包覆技术等，这些装备不仅提高了油井的防砂能力，同时还大大减少了设备的维护成本和停机时间。
除了装备的技术提升外，油井机械防砂工艺技术也不断完善，例如激光焊接技术、精密加工技术、表面处理技术等的应用，使得油井的防砂效果得到了进一步提高。
油井机械防砂工艺技术与装备还在不断引入智能化、自动化技术，实现了设备的远程监测和控制，从而大大提高了油井的生产效率和安全性。
三、未来趋势随着社会对环境保护意识的增强，油井机械防砂工艺技术与装备也将会朝着更加环保化的方向发展，例如引入更加环保的材料、减少能源消耗等，从而减少对环境的影响，实现可持续发展。
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当出砂指数B小于1.4X104MPa ，油井生产过程 中出砂量较大。
二、出砂机理及预测技术
出砂指数 104MPa
❖郑王庄油田郑363井Ng组出砂指数计算结果
郑 363出 砂 指 数 与 井 深 的 关 系 曲 线 (Ng)
•相渗透率变化：
含水饱和度上升，气相 渗透率急剧下降。
100 90 80 70 60 50 40 30 20 10 0 0
20
40
60
80 100
二、出砂机理及预测技术
❖水侵伤害：出砂严重
•水存在形态:
地层泥质含量高，毛细管 作用强，束缚水为主要存在形 式，并占据孔隙空间；
•高矿化度水: 分子极性强，岩石孔隙
❖ 试油及生产资料分析 ➢ 试采测试资料分析 ➢ 生产数据分析 ➢ 作业、检泵、冲砂情况分析
二、出砂机理及预测技术
❖砂蚀监测技术 原理：采用高精度砂蚀探头（金
属损耗量为纳米级10-9m）对油、气 井进行出砂监测。
二、出砂机理及预测技术
❖ 含砂监测仪器图
二、出砂机理及预测技术
安全阀1 自动控制阀1 计量罐 控制箱 压力表
3
2.5
2
1.5
1
储层平均出
0.5
砂指数1.3。
0
1187 1192 1197 1202 1207 1212 出砂严重
井深(米)
二、出砂机理及预测技术
出砂指数 104MPa
❖郑王庄油田郑364井S1段出砂指数计算结果
郑364井出砂指数与井深关系曲线
3
2.5
2
1.5
储层平均出
1
砂指数1.4。
0.5
出砂较严重
二、出砂机理及预测技术
❖孔隙度
地层的孔隙度大于30%，地层出砂较为严 重，完井过程中必须考虑防砂措施；
地层的孔隙度在20-30%之间，地层出砂减 缓，也须考虑防砂；
地层的孔隙度小于20%，地层出砂轻微， 油井是否需要防砂可根据有关测试资料而定。
二、出砂机理及预测技术
❖出砂指数
B K 4G 3
G
t
授课人：吴建平 2016年05月21日
汇报提纲
一、油气井出砂的危害 二、出砂机理及预测技术 三、油气井防砂概念 四、油气井防砂工艺分类 五、胜利疏松砂岩油藏防砂概况 六、防砂技术下步攻关方向
பைடு நூலகம்
一、油气井出砂的危害
❖造成砂堵、砂卡、砂埋油层 ❖井下设备如井下衬管、抽油泵、防砂筛
管等冲蚀严重 ❖地层亏空，坍塌，套损，导致油井报废 ❖地面管线、阀门等冲蚀严重 ❖环境污染及运输处理等困难
一、油气井出砂的危害
❖造成砾石层堵塞、砂埋油层
1
2
3 Reslink
v1
4
v2
一、油气井出砂的危害
❖造成筛管冲蚀导致防砂失效
一、油气井出砂的危害
❖造成筛管冲蚀、砂堵导致防砂失效
(Courtesy of ResLink)
一、油气井出砂的危害
❖井下设备冲蚀严重
(BP, Sand Management Forum, 2004)
2 s
K E
3(1 2)
0.5t
2 s
t
2 p
t
2 s
t
2 p
式中： B……出砂指数，104MPa K……体积弹性模量，104MPa G……切变弹性模量，104MPa μ……泊松比 Δts,Δtp……声波时差，us/m
二、出砂机理及预测技术
❖出砂指数判定经验
当出砂指数B大于2X104MPa时，在正常生产中 油层不会出砂；
自动三通控 制阀1 手动液压泵 手动控制阀
管道快换装 置1
管道快换装 置2
自制控制阀2
安全阀2
取样罐
柜 提升旋转装 置 水箱 水量控制阀
摄像头
离心装置
破乳剂罐计 量控制阀
止回阀
气动伸缩器
自动控制阀3
暖风机
千斤顶及称 重传感器
步进电机 油量控制阀 样品架 自动三通控制阀2
二、出砂机理及预测技术
测
100 90 80 70 60 50 40 30 20 10 0
(Courtesy of Statoil)
(Courtesy of Statoil)
(Eclipse, Sand Management Forum, 2004)
一、油气井出砂的危害
❖储油罐沉砂严重
(Eclipse, Sand Management Forum, 2004)
汇报提纲
一、油气井出砂的危害 二、出砂机理及预测技术 三、油气井防砂概念 四、油气井防砂工艺分类 五、胜利疏松砂岩油藏防砂概况 六、防砂技术下步攻关方向
❖储层敏感性强：加剧出砂
•高岭石:结合力弱，附着力差， 易运移堵塞孔喉，速敏性强；
•蒙脱石:强亲水性，遇水可膨 胀600～1000%，水敏性强；
•伊利石:形态变化多端，易水 化膨胀分散，有速敏和水敏性；
高岭石
蒙脱石
伊利石 绿泥石
二、出砂机理及预测技术
❖含水饱和度上升：出砂严重
•含水饱和度：
岩石孔隙存在气、水两 相时，其相对渗透率之和小 于1；
表面定向吸附能力强，吸附 层厚度大，不易脱落。
地层无水 水侵地层
二、出砂机理及预测技术
2、出砂预测
区块分析对比 试油及生产资料分析 井口含砂监测 声波时差数据分析 地层孔隙度与出砂关系 出砂指数计算 数值计算 地层出砂模拟试验
二、出砂机理及预测技术
❖ 区块分析对比 • 地质条件对比 • 岩芯分析对比 • 流体特性对比
0
1192 1197 1202 1207 1212 1217
井深(米)
二、出砂机理及预测技术
❖数值计算
• 极限生产压差ΔPwmax
Pwmax
3
2
1 1 2v 1v
3
h
2T0
2T0
3
1
2T0
1 E
v
B0 3 3 2
2
B1 1 6
f0
4
6
2
3
1
式中：
δH……平均有效地应力 E……..岩石弹性模量
试 原理
频率范围 - 不同介质不同反应
Sand / Particle
Mechanical Water / Liquid
Gas / Liquid
Frequency
Level %
二、出砂机理及预测技术
❖声波时差
用声波在地层中的传播时差（Δt）可以 进行出砂情况预测，经验表明：当Δt>295us/m 时，油井在生产过程中会出砂，应采取防砂措 施。
二、出砂机理及预测技术
1、出砂机理 ❖流体流动特性：两次膨胀
套管
地层
炮眼
水泥环
二、出砂机理及预测技术
❖炮眼内壁岩石切向应力变化：易于出砂
τ
环状
收缩
裂
c
区
纹
σt σr σθ σ
二、出砂机理及预测技术
❖井壁岩石应力变化：导致出砂
τ
水泥环
收缩变形 环岩脱离
c
套管
炮眼
σσ σ σ σ
二、出砂机理及预测技术