地层出砂机理与防砂措施技术研究
P油田出砂规律及防砂对策研究报告重点讲义资料
Palogue油田出砂规律及防砂对策研究一、Palogue油田概述根据对苏丹Palogue油田的地质及FDP研究，现将该油田的基本情况和数据整理如下，并作为本课题研究的基础。
油田面积: 27.25Km2（P2, Y+S层）；地质储量：2234 MMB (P1), 233.5 MMB(P2)；主力油层：Yabus Ⅲ，Ⅳ，Ⅴ，Ⅵ层和SamaaⅠ,Ⅱ,Ⅲ, Ⅳ层,属于第三系古新世；油藏类型：YabusⅢ～SamaaⅡ为边水油藏（有断层分割），SamaaⅢ～Ⅳ为巨大水体的底水油藏；构造剖面：从Fal-2井向东、向西逐渐变低，且西翼倾角更缓，向西南和向北逐渐变低，且南翼更缓，地层倾角6°～ 12°；沉积相：Yabus为蛇状河，Samaa为辫状河；井网/井距：正方形井网（2套），800×800 m, Yabus:垂直井； Samaa：水平井；开发井数：81口（其中——直井77口，水平井4口）；开发方式：初期——衰竭式开采，1.5年后注水开发；初期单井配产：Yabus : 2800 bopd, Samaa :1200 bopd；采油指数 Yabus:0.404 bopd/psi/m, Samaa :0.18 bopd/psi/m；合理生产压差 Ya ：1.17 MPa, Sa : 1.58 MPa；临界生产压差 Ya : 1.38 MPa，Sa : 2.0 MPa；完井方式: Yabus直井，7in套管射孔完成；Samaa 水平井，割缝衬管完成（7in）；射孔及割缝参数：孔密16孔/m，孔径（9～12）mm, 孔深≥ 500mm，相位角90度，127枪，SDP43RDX-5-127弹，右螺旋线布孔；射孔液（2%～3%）KCl,射孔负压差≤2.0MPa 割缝缝宽：(0.5-0.7)mm.（水平井）。
1.1油藏地质特性●平均埋藏深度：1100～1400m，(油中深 1300 m)；●油层有效厚度：自下而上，油层变薄、物性变差，平面连通性变差。
技术论文-浅谈地层出砂防砂
浅谈地层出砂一、出砂的主要危害：1、砂埋油层或井筒砂堵造成油井停产；2、出砂使地面和井下设备严重磨蚀、砂卡；3、冲砂检泵、地面清罐等维修工作量剧增；4、出砂严重时还会引起井壁坍塌而损坏套管。
二、油层出砂机理：1、剪切破坏：剪切强度包括两部分：胶结力和摩擦力。
在射孔通道周围有一个压力场，而其附近的塑性变形会引起井眼内剪切破坏，岩石将产生弹性变形（硬地层）或屈服变形（软地层），因而在射孔通道形成了一个塑性地层。
一旦剪切破坏发生，大小固体颗粒纷纷被剥离，这地层将逐渐遭到破坏。
2、拉伸破坏：拉伸机理发生在射孔通道周围，（这里的径向压力是由井眼压力和油藏压力控制的）。
压力骤变能超过地层拉伸强度，从而形成出砂和射孔通道的扩大。
3、粘结破坏：这一机理在弱胶结地层显得十分重要。
粘结强度是任何裸露的地层表面被侵蚀的一个控制因素。
这样的位置主要包括：射孔通道、裸眼完井的井筒表面、水力压裂的裂缝表面、剪切面或其它边界表面。
4、化学反应影响：岩石的强度由两部分组成：微粒之间的接触力和颗粒与胶结物之间的粘结力。
地层流体可能含有水、碱或酸，化学反应将溶蚀掉胶结物，从而破坏岩石强度。
三、油层出砂的具体原因：1、砂岩油层的地质条件（内因）：砂岩油层在钻井前处于应力平衡状态。
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。
其它条件相同时，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，井壁附近的岩石就越容易变形和破坏，引起在采油过程中油层出砂，甚至井壁坍塌。
2、开采因素（外因）：由于固井质量差，使得套管外水泥环和井壁岩石没有粘在一起，在生产中形成高低压层的串通，使井壁岩石不断受到冲刷，粘土夹层膨胀，岩石胶结遭到破坏，因而导致油井出砂。
四、冲砂：冲砂就是用高速液体将井底砂子冲散，并利用循环上返的液流将冲散的砂子带到地面的清砂方法。
1、冲砂原因：油井出砂后，如果井内的液流不能将砂全部带至地面，井内砂子逐渐沉积，砂柱增高，堵塞出油通道，增加流动阻力，使油井减产甚至停产。
油井出砂因素分析与防砂技术对策探讨
油井出砂因素分析与防砂技术对策探讨油井出砂是指油井在生产过程中，地层中的砂颗粒进入井筒，导致生产井筒中的砂量增加。
油井出砂不仅会降低油井的产能，还会对油井设备造成损坏，影响油井的稳定性。
探讨油井出砂的因素分析和防砂技术对策非常重要。
油井出砂的主要因素可以归纳为地层力学性质、油井完井、地层流体动力学以及产层特征等四个方面的因素。
地层中的力学性质是导致油井出砂的重要因素之一。
地层中如果存在弱层、疏松层、脆性层等地质构造，容易发生砂粒脱离地层进入井筒。
地层中的水动力作用也是导致出砂的重要因素，水流对地层中的砂粒起到冲刷作用，使砂粒脱落进入井筒。
了解地层的力学性质，对油井出砂的预测和防治非常重要。
油井完井对油井出砂的影响也非常大。
完井中的水泥固井质量、套管完井质量等都会影响到油井的防砂效果。
如果完井质量不好，套管间存在裸眼区或存在裂缝，会使得地层中的砂粒从这些位置进入到井筒中。
提高完井的质量，采取防砂措施非常重要。
地层流体动力学也是导致油井出砂的重要原因之一。
地层中的流体动力学主要与地层渗透性、井底流速、井底流量等因素有关。
如果井底流速过大，会使地层中的砂粒被冲刷进入到井筒中。
控制井底流速、流量，合理管理油井的生产参数，可以有效减少油井出砂。
产层特征也对油井出砂起到重要影响。
一些产层细颗粒砂岩、脆性砂岩等，容易发生砂粒脱离地层进入井筒。
在选择油井开发方案时，要根据产层特征合理选择防砂技术。
为了有效防止油井出砂，可以采取以下防砂技术对策：1. 合理选择完井方案：在完井过程中，应严格按照设计要求进行套管的安装和水泥固井，避免存在裸眼区或存在裂缝，确保完井质量。
2. 使用防砂工具：如防砂套管、防砂滤管等，可以阻止地层中的砂粒进入到井筒中。
3. 调整井底流速：合理管理井底流速和流量，减小油井的生产参数，降低地层中的砂粒冲刷进入井筒的风险。
4. 人工增注剂：通过注入人工增注剂来改变地层渗透性或黏结砂粒，减少砂粒从地层中脱离的可能性。
防砂技术概述
二、防砂目的
二、防砂目的
1）延长油井的生产寿命； 2）保护地面生产设备； 3）减少油井的维护费用； 4）减少油井的维护费用；
三、防砂方法及选择
无论那一种防砂方法，都应该有效地阻止地层的砂粒随着流体流向
井筒；
1、防砂方法
1）砂拱防砂； 2）机械防砂； 3）化学防砂； 4）焦化防砂。
中心管
旁通充填短节
负荷显示器
单流阀
滑套关闭工具
滑套开、关工具
4.11 底部隔离密封总成
带孔短节
密封圈
单流阀
防砂管柱与充填服务工具下入图
顶部座封服务工具总成 冲管
”Mini-Beta”充填服务工具总成 负荷显示器
滑套关闭和开、关工具 冲管
底部隔离密封总成
防砂充填作业程序
1、地面管线试压
2、坐封及验封 3、工具脱手 4、试 循 环 5、试 挤 6、充填作业 7、反 循 环 8、验 充 填
2）割缝管
三、防砂方法及选择
割缝管
三、防砂方法及选择
3）绕丝筛管防砂
单绕丝筛管
三、防砂方法及选择
4）预充填砾石筛管防砂
双层绕丝预充填砾石筛管
三、防砂方法及选择
5）砾石充填防砂 砾石充填防砂是目前最有效的防砂方法，它是在
油气井中下入滤砂管后，再进行滤砂管柱外（包括射 孔炮眼和地层近井地带）砾石充填，建立人工防砂屏 障。 目前渤海常用的是：管内砾石充填防砂（BAKER公司）
典型地层的防砂范例
传压座封孔 心轴
密封胶皮
剪切销钉
4.6 “SC-1R”顶部封隔器
反扣顶部接头 心轴
油井出砂因素分析与防砂技术对策探讨
油井出砂因素分析与防砂技术对策探讨油井出砂是指在油井生产过程中，地层中的砂粒被带上来并随着产出的油一起流出井口。
油井出砂不仅会造成生产设备的磨损和损坏，还会影响油井生产的稳定性和效率。
分析油井出砂的因素并探讨相应的防砂技术对策，对于提高油田开发的经济效益和生产效率具有重要意义。
一、油井出砂的主要因素分析1. 地层的力学性质油井出砂的主要原因之一是地层内在的力学性质。
地层中岩石颗粒有大小不一的孔隙空间，当油井生产时，地层中的砂粒会随着产油液一起流出井口。
这种现象通常发生在地层的疏松砂岩和砾岩中，这些岩层的孔隙结构比较复杂，容易存在砂化现象。
2. 油藏流体的性质油藏中的流体性质也是导致油井出砂的重要因素之一。
当油井生产时，油藏中的油、水和天然气会随着压力的变化而混合流出井口。
在油藏中，这些流体常常伴随着一定量的固体颗粒，这些颗粒在流动过程中会随着流体一起被带上来，导致油井出砂的现象。
3. 井筒结构和操作方式油井的井筒结构和操作方式也会对油井出砂产生影响。
井筒的设计和施工质量直接影响着井筒的稳定性和完整性，如果井筒的结构不合理或者工艺不当，容易引起井底发生砂化现象。
操作方式也会影响油井生产的稳定性，不当的操作容易导致井底压力变化剧烈，加剧砂化现象。
二、油井出砂的防砂技术对策探讨1. 地层工程技术地层工程技术是油井出砂的重要防治手段之一。
通过对油藏地层的调查和分析，了解地层的力学性质和岩石结构分布，可以合理选择井眼位移和井口周围的封隔材料，从而减少地层砂化带来的影响。
2. 井口系防砂技术在油井井口周围，可以采用井口系防砂技术来减少油井出砂现象。
比如通过设置适当的井口防砂装置，合理利用固控技术，控制井口的流体压力和流速，避免砂粒的被带上来。
3. 井底环境改造技术井底环境改造技术也是防治油井出砂的重要手段。
可以通过注入固化剂、封堵剂等化学材料，改善井底环境，减轻地层砂化的程度，从而减少油井出砂现象。
4. 提高油井生产管理水平提高油井生产管理水平也是防治油井出砂的关键。
油井出砂因素分析与防砂技术对策探讨
油井出砂因素分析与防砂技术对策探讨油井出砂是指在油井生产过程中，地层中的砂粒被带入采油系统中，导致设备磨损、管道堵塞甚至井口堵塞。
油井出砂不仅会影响油田的产量和开采效率，而且还会增加生产成本，降低油田的经济效益。
研究油井出砂的因素、防砂技术及对策，对提高油田的开采效率和经济效益具有重要意义。
一、油井出砂的主要因素1. 地层岩石特性地层中的砂粒含量、形状和大小是油井出砂的重要因素。
当地层中的砂粒含量较高、砂粒颗粒较大时，油井出砂的风险就会增加。
这些砂粒在采油过程中易被输送到地面，导致油井出砂问题。
2. 产量及采出液量油井的产量和采出液量也是影响油井出砂的重要因素。
产量过大或者采出液量过高会导致地层压力降低，砂层容易崩塌，从而导致油井出砂问题。
3. 井底流速井底流速是指地层流体在井底的流速，它是影响油井出砂的一个重要因素。
井底流速过高时，砂层容易被冲击破坏，导致油井出砂问题。
4. 井筒结构及完井方式井筒结构及完井方式直接影响到油井出砂的发生。
当井筒结构不合理或者完井方式不当时，容易引起地层砂粒的涌入和输送，从而形成油井出砂问题。
二、油井出砂的防治技术1. 人工堵砂人工堵砂是指通过添加一定的物质或者采取一定的措施，将地层中的砂粒固定在原位，防止其被输送到井口或者地面的一种技术手段。
这种方法包括注浆、注漏、封堵等工艺，通过固化地层砂粒，防止其对采油系统的侵蚀。
2. 防砂管柱防砂管柱是一种专门设计的管柱，能够有效地阻挡地层中的砂粒进入油井系统。
这种管柱通常采用特殊的材料制成，并且具有特殊的结构设计，能够有效地过滤掉地层中的砂粒，保护采油系统的安全运行。
3. 人工举升液柱人工举升液柱是通过提高井口液柱的压力，使得地层中的砂粒无法通过液柱的阻挡，从而达到防止油井出砂的目的。
这种方法能够有效地防止地层砂粒对油井系统的损害，保护油井设备的安全运行。
4. 井底提前砂化井底提前砂化是一种通过在井底注入一定的砂化剂或者添加一定的砂化剂，从而使地层中的砂粒得到固化和稳固的技术手段。
油井出砂因素分析与防砂技术对策探讨
油井出砂因素分析与防砂技术对策探讨油井出砂是指油井开采过程中，由于各种因素的影响，地层裂缝内的砂粒从原有位置脱离，经过油井井筒沉积在井底或沉积管道内，严重影响钻井作业和生产。
那么，导致油井出砂的因素有哪些？又如何进行防砂技术对策探讨呢？一、导致油井出砂的因素（一）地层因素1、砂岩岩性差：砂岩岩性差，孔隙度高，岩石组织结构不稳定，易于破坏，所以砂粒容易从岩石间脱落。
2、同层夹嵌：沉积体系复杂，在地质过程中容易引起变形，同层内发生夹层、夹冻、夹泥、夹石等现象，造成砂性岩石的不连续性。
（二）生产因素1、初始生产压差不当：短时间内，高的井底流压和低的地层压力差，容易使砂粒产生剪切力和振砂的力，影响孔隙和砂岩之间的粘附力和摩擦力，引起砂岩中的砂粒从原有位置脱离或沉积沿井筒运到沉积管道内。
2、卡塞现象：井筒砂堵导致产量下降，产生气锁现象，触发后效应引起剧烈振动，再加上流速下降容易形成沉积，堵塞更加严重。
（三）井控因素1、井口堵塞：井渣等杂物在井口形成堵塞，孔隙狭小，使流体流速增大，容易拖动砂粒导致井底沉积剧烈出现。
2、抽油机工作不正常：抽油机工作不正常是导致井底产生剪切力和振动力的原因之一，同时引起井流并阻碍油气的正常流动。
二、防砂技术对策探讨为了防止油井产生砂，需要综合考虑地质条件、油井控制、井筒维修等因素，并采取合理的措施防治油井出砂。
（一）地质投资1、加强勘探：通过深入的勘探，了解地质构造、岩性、结构、气水含量等详细信息，准确判断地质条件，提前设备和防砂措施，减少井口堵塞和产生砂的风险。
2、分层开采：通过分层开采措施，可将地下的砂和其他岩性分层开采，减少地下砂和岩石的折损破碎，减缓沉积物的堆积，减少井口砂堵。
（二）井口控制及维护1、井口清理：清理井口堵塞，及时清理井口积沙杂物，以降低井底剪切力和振动力，保证油井生产长期稳定。
2、防塞措施：通过采取防插器、串高断裂等措施防止油井卡塞，减少气锁现象的形成。
地层出砂机理及出砂预测
一，出砂机理油井出砂通常是由于井底附近地带的岩层结构破坏引起的，其中，弱固结或中等胶结砂岩油层的出砂现象较为严重。
由于这类岩石胶结性差，强度低，一般在较低的井底压力下，就容易造成井底周围地层发生破坏而出砂。
油井出砂与油藏深度、压力、流速、地层胶结情况、压缩率和自然渗透率、流体种类和相态（油、气、水的情况）、地层性质等有直接的关系。
从力学角度分析油层出砂有两个机理：即剪切破坏机理和拉伸破坏机理，前者是炮孔周围应力作用的结果，与过低的井底压力和过大的生产压差有关；后者则是开采过程中流体作用于炮孔周围地层颗粒上的拖曳力所致，与过高的开采速度或过大的流体速度有关。
这两个机理相互作用，相互影响。
除上述两个机理外，还有微粒运移出砂机理，包括地层中粘土颗粒的运移，因为这会导致井底周围地层的渗透率降低，从而增大流体的拖曳力，并可能诱发固相的产出。
二，出砂情况预测现有的出砂预测是建立在对出砂的现场观察、出砂的室内实验及对出砂进行理论模拟的基础上，我们针对永八块的地质情况及开采特点，主要从以下几个方面进行出砂预测：１、经验类比分析法从现有永八块的资料分析，它同胜利油田的大多数砂岩油藏情况相似。
据胜利砂岩油藏沙河街层组出砂情况分析，其中大部分油藏出砂。
一般开始出砂轻微，随着油田的进一步开发，油井见水后，出砂加剧。
同时地层压力也逐渐降低，从而导致生产压差增大，也会造成大幅度出砂。
胜利油田与之同层的各个砂层组在生产过程中都有不同程度的出砂现象，所以从经验上讲，永八块可能出砂。
２、孔隙度法一般认为，地层的孔隙结构与地层的胶结强度有关，通过对胜利油田的大量统计结果表明：如果地层孔隙度大于３０％，地层出砂较为严重，完井过程中必须考虑防砂措施；如果地层孔隙度在２０－３０％之间，地层出砂减缓，也许考虑防砂；如果地层孔隙度小于２０％，地层出砂轻微。
永八块的Ｓ２５、Ｓ２６、Ｓ２７、Ｓ２８砂层组的孔隙度平均为３３％，所以单从孔隙度方面考虑都将出砂。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
地层出砂机理与防砂措施技术研究
地层出砂问题一直是困扰石油行业的一个重要难题,由于地层的出砂会造成诸如油气井减产、套管设备损坏、环境污染等问题,因而使石油公司每年损失数亿元。
地层出砂机理与防砂措施技术研究主要包括以下三个主要方面:地层出砂机理、出砂预测、防砂措施。
对于地层出砂机理的研究首先分析了地层出砂的类型:游离砂的析出、弱胶结砂的析出、骨架破碎砂的析出。
出砂地质因素和砂岩、流体性质以及储层敏感性有关。
通过归纳整理,明确油田开发因素(地层压降、生产压差、流速、注水、完井等)与出砂间的关系。
基于剪切、拉伸两种破坏全面研究出砂力学机理。
对于出砂预测主要从以下几个方面进行了研究:经验公式法、实验室测试法、现场观测法以及临界生产压差和流量的计算。
对于经验公式,从出砂指数法,斯伦贝谢法,声波时差法,组合模量法等几个方面进行了详细的研究;对于实验室测试主要从大型模拟和小型模拟两个方面进行研究;现场观测法侧重于直接的观察法,简单明了。
防砂措施包含机械、化学防砂及其它新技术。
防砂方法的选择包括防砂选择的原则和一些必须考虑的因素如完井类型和地层物性等。
防砂效果的评价是很重要的一步,从含砂量、产能损失及有效期三个方面进行评价。