第3章-出砂機理及防砂課件

3.1出砂機理及預測3.2防砂方法與技術3.3防砂方法優(yōu)選本章內(nèi)容第3章出砂機理及防砂13.1出砂機理及預測本章內(nèi)容第3章出砂機理及防砂1油氣層巖石在井下未開采時處于穩(wěn)定狀態(tài)，地層被鉆開后井壁巖石的應力狀況發(fā)生變化。在采出地層巖石中的流體后，巖石既要承受其它巖石的作用力，又要承受流體的作用力，在力的作用下強度弱的巖石可能會破碎，形成出砂。出砂是由于油氣井開采和作業(yè)等綜合因素造成井底附近地層破壞，導致剝落的地層砂隨地層流體進入井筒，而對油氣井生產(chǎn)造成不利因素的現(xiàn)象。防止油氣井出砂稱為防砂。3.1出砂機理及預測

2油氣層巖石在井下未開采時處于穩(wěn)定狀態(tài)，地層被鉆開后井壁巖石的1、游離砂析出未膠結(jié)的砂粒，隨油氣流帶出巖石進入井筒。加強排液，不必采取防砂措施。2、弱膠結(jié)砂巖層的出砂疏松巖石，當流體拖曳力超過砂粒聯(lián)結(jié)強度時，形成出砂。隨流體流量增加而變大，隨采液時間延長而加劇。3、砂巖骨架破碎出砂膠結(jié)強度較高的砂巖層，生產(chǎn)初期無出砂，中后期出砂，一般為骨架砂。游離砂有利于疏通孔隙喉道，提高產(chǎn)能。防砂防的是后兩種。一、出砂類型3.1出砂機理及預測

31、游離砂析出一、出砂類型3.1出砂機理及預測31、地質(zhì)因素

2、開采因素

3、完井因素人為因素自然因素構(gòu)造應力的影響

顆粒膠結(jié)性質(zhì)流體性質(zhì)地層壓降及生產(chǎn)壓差對出砂的影響流速對出砂的影響含水上升或注水對出砂的影響地層傷害的影響射孔參數(shù)對出砂的影響等二、影響地層出砂的因素3.1出砂機理及預測

41、地質(zhì)因素人為因素自然因素構(gòu)造應力的影響顆粒膠結(jié)性質(zhì)1、拉伸破壞機理

隨內(nèi)外壓差增大，流體流向井內(nèi)的流速也增大，對巖石的拖曳力增大，巖石承受拉伸力也增大，當該力超過巖石抗拉伸強度時，巖石就會遭受拉伸破壞。三、出砂機理3.1出砂機理及預測

51、拉伸破壞機理隨內(nèi)外壓差增大，流體流向井內(nèi)的流速也增大，對2、剪切破壞

上覆巖層壓力由孔隙壓力與骨架應力共同平衡。隨開采進行，油藏壓力逐漸降低，施加在巖石骨架上的壓力越來越大，當該力超過巖石的抗剪切應力，巖石就會被剪切破壞。3.1出砂機理及預測

三、出砂機理62、剪切破壞上覆巖層壓力由孔隙壓力與骨架應力共同平3.1出砂機理及預測

三、出砂機理巖石的強度有兩部分組成：微粒之間的接觸力和顆粒與膠結(jié)物之間的粘結(jié)力。由于各種物理、化學反應，導致膠結(jié)物被破壞掉或者溶解掉，巖石強度降低，造成出砂。3、粘結(jié)破壞

73.1出砂機理及預測三、出砂機理巖石的強度有兩部分組成1、砂?？赡茉诰畠?nèi)沉積并形成砂堵，產(chǎn)量降低；2、砂粒將磨損井內(nèi)和地表設備，卡抽油泵進出口凡爾、活塞、襯套等；3、出砂嚴重的井還可能引起井壁坍塌而損壞套管和襯管、砂埋油層導致油氣井停產(chǎn)，使采油的難度和成本都顯著提高等等。4、污染環(huán)境，尤其是海洋油氣田。

四、出砂的危害3.1出砂機理及預測

81、砂粒可能在井內(nèi)沉積并形成砂堵，產(chǎn)量降低；四、出砂的危害31、現(xiàn)場觀測法2、經(jīng)驗分析法3、應力分析法巖心觀察DST測試臨井狀態(tài)巖石膠結(jié)物聲波時差法地層孔隙度法組合模量法出砂指數(shù)法五、出砂預測方法3.1出砂機理及預測

9巖心觀察DST測試臨井狀態(tài)巖石膠結(jié)物聲波時差法地層一般用粒徑和不同粒徑砂粒的百分含量表示砂粒尺寸及其分布特征。粒徑測量方法：篩析法、沉降法、觀測法。

篩析法：將由粗到細的一套篩子疊放并固定在振動篩分機上，對已破碎的砂巖顆粒進行篩析，測量每一種孔徑的篩面上剩余砂粒（篩余）的重量，即可得到顆粒粒徑的質(zhì)量分布。

地層砂粒篩析圖：砂粒直徑與累計質(zhì)量的曲線圖。如：D50表示累計百分比占總砂粒質(zhì)量50%的砂粒直徑。D50=0.34mm表示0.34mm直徑以上的砂粒占總砂粒的50%。

累積曲線越陡，粒度組成越均勻；曲線越平緩，粒度越不均勻。六、地層砂的粒徑分析3.1出砂機理及預測

10一般用粒徑和不同粒徑砂粒的百分含量表示砂粒尺寸及其分布油井防砂方法有以下幾種：1、機械防砂法2、化學防砂法3、焦化防砂法4、復合防砂法5、其他防砂法僅下機械防砂管柱的方法

自然砂拱防砂

防砂管柱礫石充填的方法

人工膠結(jié)地層法

人工井壁法

合理生產(chǎn)制度

向地層擠入樹脂砂漿液、乳化水泥、預涂層礫石、水帶干灰砂等

向地層通入熱能，使原油在砂粒表面焦化，形成具有膠結(jié)力的薄膠結(jié)層

機械防砂法

化學防砂法+

3.2防砂方法與技術

11油井防砂方法有以下幾種：僅下機械防砂管柱的方法自然砂拱防砂（1）濾砂器防砂地層砂產(chǎn)出后，經(jīng)過濾砂器才可到達地面，濾砂器具有高滲透性，但可以阻擋地層砂通過。A、割縫襯管縫長

垂直于軸線的(L=20-50mm)平行于軸線的（L=50-300mm）縫寬：<=2D10能加工的縫隙寬度最小為0.6mm。工藝簡單，成本低，產(chǎn)能高；防砂能力有限，襯管容易堵塞、腐蝕，適用于中粗砂巖高產(chǎn)能儲層。1、機械防砂3.2防砂方法與技術

12（1）濾砂器防砂地層砂產(chǎn)出后，經(jīng)過濾砂器才可到達地面，濾砂器C、雙層預充填礫石繞絲篩管防砂

內(nèi)外繞絲篩管、礫石、中心管；礫石不會被帶走，比單層繞絲篩管效果好，壽命長。D、金屬棉濾砂管防砂

帶孔基管、金屬棉、保護管；依靠致密不規(guī)則截面的金屬絲網(wǎng)防砂；適用于稠油熱采和有細粒砂的場合。B、繞絲篩管單層繞絲篩管多層繞絲篩管縫寬>=0.15mm，最小可到0.08mm1、機械防砂3.2防砂方法與技術

13C、雙層預充填礫石繞絲篩管防砂內(nèi)外繞絲篩管、礫石、中心管；E、陶瓷濾砂管

外管、陶瓷管、密封；陶粒為防砂材料，抗折、抗壓性能高，能耐土酸、鹽酸、高礦化度水的腐蝕。F、多孔冶金粉末濾砂管

由鐵粉、銅粉等燒結(jié)成多孔材料篩網(wǎng)，焊接在襯管上。厚度小，防砂效果好，可以阻擋0.06mm及更細的粉砂或黏土。G、其它優(yōu)質(zhì)復合防砂管

保護罩和多層濾網(wǎng)。防砂范圍廣，強度高、抗沖蝕能力強?；軆?nèi)保護層擴散層過濾層1、機械防砂3.2防砂方法與技術

14E、陶瓷濾砂管外管、陶瓷管、密封；F、多孔冶金粉末濾砂管機械防砂管柱結(jié)構(gòu)襯管懸掛器：防砂管柱懸掛在套管，封隔

油套環(huán)空，使帶砂流體只能

通過防砂襯管濾砂套；丟開

上部工作油管，便于檢泵、

熱洗清蠟等。丟手：丟開上部工作油管，便于檢

泵、熱洗清蠟等。（丟手在

襯管懸掛器上）安全接頭：懸掛器與襯管之間，打撈襯

管時，先將安全接頭倒開，

撈出懸掛器，以免作業(yè)復雜。皮碗：防砂管底端，幫助襯管之間

環(huán)空形成砂橋。扶正器：防砂襯管上下兩端，保護襯

管下井時偏磨套管壁。絲堵：最底端，防皮碗損壞時，地

層砂從底端進入管柱內(nèi)。1、機械防砂3.2防砂方法與技術

15機械防砂管柱結(jié)構(gòu)襯管懸掛器：防砂管柱懸掛在套管，封隔

（2）礫石充填防砂

首先將篩管或割縫襯管下到出砂層段，用一定質(zhì)量流體將一定粒度礫石攜帶到防砂段，充填在篩管與地層之間或篩管與套管之間，形成一個由粗到細的砂拱，礫石充填具有良好流通能力，又能阻止油層出砂，同時對井壁具有一定的支撐作用。分為裸眼礫石充填和管內(nèi)礫石充填，一般與繞絲篩管共同使用。礫石尺寸選擇

太大則滲透性好，防砂效果差；太小則滲透率小，產(chǎn)能低。

合理的礫石尺寸：D50礫石/D50砂=5～6。礫石的強度和圓度最常用的礫石是石英砂，礫石的石英含量應不低于98%，圓度、球度大于0.6；也有在水平井中使用人造礫石，如陶粒等。1、機械防砂3.2防砂方法與技術

16（2）礫石充填防砂首先將篩管或割縫襯管下到出砂層段，（2）礫石充填防砂

襯管類型選擇地層流體腐蝕性弱，砂粒較粗，產(chǎn)能偏低的地層，一般選用割縫襯管；反之選用繞絲篩管；產(chǎn)層厚度超過30m，海上油氣田應考慮使用繞絲篩管；硫化氫含量高的井，應選用有高的抗硫化氫能力的不銹鋼材質(zhì)；熱采井可以采用滑動式篩套；襯管縫隙選擇原則上篩管縫隙應能擋住最小的充填礫石，能擋住絕大多數(shù)的地層砂。襯管縫隙尺寸應為最小礫石粒徑的2/3左右。1、機械防砂3.2防砂方法與技術

17（2）礫石充填防砂襯管類型選擇1、機械防砂3.2防砂方法與（2）礫石充填防砂

礫石攜帶液（攜砂液）要求：攜帶液對地層無污染，液體中的懸浮顆粒直徑小于地層孔隙尺寸；能防止地層粘土膨脹；能防止地層液體的乳化；性能穩(wěn)定，能平衡地層壓力。分為低、中、高粘度和泡沫礫石攜帶液。低粘度攜帶液：鹽水加增粘劑，攜砂比為50-400kg/m3，粘度為50-100cP，要求采用大排量充填。中粘度攜帶液：攜砂比400-500kg/m3，粘度為300-400cP，排量為0.15-0.3m3/min。高粘度攜帶液：攜砂比1000-1800kg/m3，粘度為500-1000cP，排量為0.08-0.3m3/min，用于高密度擠壓充填作業(yè)。泡沫礫石攜帶液：水基液體充氣形成，用于低壓井，污染小。1、機械防砂3.2防砂方法與技術

18（2）礫石充填防砂礫石攜帶液（攜砂液）1、機械防砂3.2防（2）礫石充填防砂

礫石充填工具

分為反循環(huán)礫石充填和采用專用工具的正循環(huán)充填。反循環(huán)充填工藝簡單，要求排量大，對地層傷害嚴重。目前，一般采用正循環(huán)充填。常用工具有：卡瓦封隔器式礫石充填工具、皮碗自封式礫石充填工具。其原理類似：下井后，先使用卡瓦或皮碗密封環(huán)空，打開充填孔對地層進行擠壓充填，然后打開套管閘門進行環(huán)空礫石充填，充填完畢后上提管柱，打開反循環(huán)孔，反洗出多余礫石，反洗結(jié)束后正轉(zhuǎn)倒扣提出內(nèi)管柱。1、機械防砂3.2防砂方法與技術

19（2）礫石充填防砂礫石充填工具1、機械防砂3.2防砂方法與裸眼防砂效果好，成功率高，在條件允許情況下盡可能選用裸眼防砂；裸眼礫石充填前，需要對井壁的泥餅進行清洗。管內(nèi)礫石充填前，應對孔道進行清洗，否則影響充填效果；管內(nèi)礫石充填包括常規(guī)礫石充填和壓裂充填，后者增產(chǎn)作用明顯。2、裸眼繞絲篩管礫石充填防砂

1、套管完井篩管礫石充填防砂1、機械防砂3.2防砂方法與技術

（2）礫石充填防砂

濾砂器管柱礫石填充油管套管水泥環(huán)油藏濾砂器管柱礫石填充射孔20裸眼防砂效果好，成功率高，在條件允許情況下盡可能選用裸眼防砂（2）樹脂預涂層礫石防砂

充填前使用樹脂包覆礫石，充填后樹脂涂層發(fā)生交聯(lián)固化反應，將松散的礫石顆粒連接在一起，形成既有好的滲透性又有高的聯(lián)結(jié)強度的礫石層。施工簡單，成功率高，施工后礫石層強度高。使用早期和后期防砂、中、高含水井的防砂。（3）人工井壁防砂

將支撐劑和未固化的膠結(jié)劑按一定比例混合均勻，用液體攜至井下擠入出砂部位，形成具有一定強度和滲透性的壁面，達到防砂又不影響生產(chǎn)的目的。常用水泥砂漿、樹脂核桃殼、樹脂砂漿人工井壁等。施工簡單，適應性強。（4）其它熱力熔融固砂、“硅鎖”法固砂。（1）人工膠結(jié)固砂方法

從地面向油層擠入液體膠結(jié)劑及增孔劑（柴油），待膠結(jié)劑凝固后，可以將疏松的地層砂膠結(jié)在一起，組織地層砂進入井眼，并且保持固結(jié)的砂層具有一定的滲透率。常用：酚醛樹脂膠結(jié)砂層和酚醛溶液地下合成防砂。適用于早期防砂、細砂薄產(chǎn)層。工藝簡單但成本高。2、化學防砂3.3防砂方法與技術

21（2）樹脂預涂層礫石防砂（1）人工膠結(jié)固砂方法2、化學防砂33、焦化防砂3.3防砂方法與技術

焦化防砂的原理是向油層提供熱能，促使原油在砂粒表面焦化，形成具有膠結(jié)力的焦化膠層。主要有注熱空氣固砂和短期火燒油層固砂兩種方法。

缺點：強度低，可控性差，對油藏流體性質(zhì)有較大的依賴性。223、焦化防砂3.3防砂方法與技術焦化防砂的（1）常規(guī)機械-化學復合防砂法（2）高滲壓裂充填防砂4、復合防砂化學劑在出砂層位固結(jié)地層后，再下機械防砂管柱（一般為雙層預充填繞絲篩管）高滲疏松砂巖地層既水力壓裂，又礫石充填，兩工藝有機結(jié)合，油井既高產(chǎn)又控砂最佳效果。

（1）壓后地層流體流動特征徑向流雙線流（2）水力裂縫可以避免和緩解巖石的破壞（3）裂縫可以降低流動沖刷攜帶砂粒的能力（4）裂縫內(nèi)充填的礫石對地層砂粒有阻擋作用雙線流生產(chǎn)壓差降低流動壓力梯度降低+雙性流裂縫表面積流速大幅度降低+3.3防砂方法與技術

23（1）常規(guī)機械-化學復合防砂法4、復合防砂化學劑在出砂層位固（1）砂橋：地層砂?；虺涮钌傲Ｔ谂谘壑車鷺?gòu)成的圓拱結(jié)構(gòu)。（2）砂橋形成：流速低于臨界流速時，自然形成砂橋，高于臨界流速會大量出砂，不能形成砂橋。為保證沙橋穩(wěn)定性，最簡單方法是把產(chǎn)量控制在臨界流速以下；在一定采液流速下，可增大出油面積，降低生產(chǎn)壓差，如增大射孔密度，增大孔徑，甚至裸眼完井。（3）砂橋穩(wěn)定性：砂橋形成前會出砂，形成后出砂漸少，甚至不出砂，即形成穩(wěn)定砂橋。砂橋穩(wěn)定性主要受砂粒間摩擦力和孔隙間毛管力支配。生產(chǎn)中，一旦流速過大，超過臨界流速，流動壓力大于砂粒間摩擦力和毛細管力，使得砂橋垮塌，油井出砂。3.3防砂方法與技術

5、砂拱防砂（自然防砂）24（1）砂橋：地層砂?；虺涮钌傲Ｔ谂谘壑車鷺?gòu)成的圓拱結(jié)構(gòu)。（6、其他方法－投產(chǎn)與管理（1）防砂后及時開井排液（2）投產(chǎn)初期適當控制工作制度（3）合理生產(chǎn)壓差防砂后適當關井候凝或壓力擴散，及時開井，盡快排液生產(chǎn)。投產(chǎn)初期，控制產(chǎn)液量，使地層砂在礫石充填體外沿形成“砂拱”或“砂橋”。較大砂粒能阻止外面較小地層砂，在井壁形成一個由粗到細粒濾砂器，具有良好滲透性，又能阻止油層出砂。

防砂井存在人工井壁結(jié)構(gòu)破壞而重新大量出砂可能。防砂后，要先保持防砂前生產(chǎn)壓差，定期取樣分析，觀察油井出砂情況，經(jīng)一段時間證明油井不出砂，油層本身又具有潛力時可適當放大生產(chǎn)壓差，增加采油量。3.3防砂方法與技術

256、其他方法－投產(chǎn)與管理（1）防砂后及時開井排液防砂后適當關7、適度防砂嚴格防砂，不但在工藝上存在一定難度，而且成本高，容易井下砂堵，同時由于限制生產(chǎn)壓差，防砂措施的存在導致附加表皮增加，不能充分發(fā)揮油井產(chǎn)能。

適度防砂就是在生產(chǎn)許可的范圍內(nèi)，允許一定數(shù)量的地層砂產(chǎn)出，以達到提高原油產(chǎn)量和較好的生產(chǎn)效益。適度防砂的含砂量一般應控制在5%以內(nèi)。適度防砂技術應建立在精細儲層評價、準確出砂預測和先進的工藝配套措施的基礎上。3.3防砂方法與技術

267、適度防砂嚴格防砂，不但在工藝上存在一定難度，而且分類防砂法優(yōu)點缺點備注機械防砂繞絲篩管礫石充填（1）成功率高達90%以上（2）有效期長（3）適應性強，應用普遍（4）裸眼充填產(chǎn)能為射孔完井1.2-1.3倍（1）井內(nèi)有防砂管柱，后期處理復雜，費用高

（2）不適用于粉細砂巖（3）管內(nèi)充填產(chǎn)能損失大按工藝條件和充填方式再細分濾砂管（1）施工簡單，成本低

（2）適合多油層完井，粗砂地層

（1）不適用粉細砂巖（2）濾砂管易堵塞使產(chǎn)能降低（3）濾砂管易受沖蝕，壽命短按材料形成多種濾砂管割縫襯管（1）成本低，施工簡單（2）適用于出砂不嚴重的中、粗砂巖，水平井常用

（1）不宜用于粉細砂巖（2）砂橋易堵塞，影響產(chǎn)能化學防砂膠固地層（1）井內(nèi)無留物，易進行后期補救作業(yè)（2）對地層砂粒度適應范圍廣（3）施工簡單（1）滲透率下降，成本高（2）不宜多層長井段和嚴重出砂井（3）化學劑有毒，易造成污染樹脂液、樹脂砂漿、溶液地下合成、化學固砂劑人工井壁（1）化學劑用量少，成本可下降20-30%（2）井內(nèi)無留物，補救作業(yè)方便（3）可用于出砂嚴重的老井（4）成功率高達85%以上（1）不宜用于多油層、長井段（2）不能用于裸眼井預涂層礫石、樹脂砂漿、水帶干灰砂、乳化水泥砂拱防砂套管外膨脹封隔器(1)施工簡單，費用較低（2）可用于多層完井施工（3）產(chǎn)能損失小，后期處理較容易（1）不宜用于粉細砂巖及疏松砂地層（2）砂拱穩(wěn)定性不好（3）控制流速影響產(chǎn)能其他水力壓裂礫石充填（1）既防砂又高產(chǎn)（2）消除油層傷害（3）有效期長（1）不宜用于多油層和粉細砂巖（2）后期處理難原油焦化固砂（1）特別適用于超稠油疏松砂巖(2)井內(nèi)無留物（1）不宜用于多油層和長井段作業(yè)（2）施工復雜，難度大，費用高主要防砂方法對比27分類防砂法優(yōu)點缺點備注機繞絲篩管（1）成功率高達90%以上（1、防砂方法選擇原則

（1）立足于先期和早期防砂（2）綜合技術現(xiàn)狀、工藝條件和經(jīng)濟成本，合理選用防砂方法（3）立足油層保護，減少傷害，保持油氣井最大產(chǎn)能為目標，

結(jié)合有效期，選擇防砂方法。根據(jù)地質(zhì)資料和試油試井資料，結(jié)合出砂預測，一旦判斷地層必然出砂，則應先期防砂完井或短暫排液后早期防砂，以此為基礎來選擇防砂方法。如果在地層巖石骨架被破壞后才進行防砂，防砂難度將大大增加，而且也以保證防砂效果。1、防砂方法選擇原則2、防砂方法優(yōu)選基本思路3、影響防砂效果因素一、防砂方法優(yōu)選3.3防砂方法選擇

281、防砂方法選擇原則（1）立足于先期和早期防砂根據(jù)地質(zhì)資料防砂方法選擇中存在的問題

（1）難以兼顧各種因素，具有片面性（2）防砂方法適應界限難以確定（3）片面經(jīng)驗起主要作用（4）注重防砂效果，忽略經(jīng)濟效果2、防砂方法優(yōu)選基本思路建立一套綜合防砂方法技術適應性和經(jīng)濟效果的優(yōu)選模型。（1）現(xiàn)有防砂方法適應性歸納分析，建立適應條件數(shù)據(jù)庫；（2）根據(jù)專家和實踐經(jīng)驗，建立各因素權重系數(shù)數(shù)據(jù)庫，

表達各因素權重；（3）應用模糊數(shù)學原理建立防砂綜合模糊評判模型（技術評價）（4）不同防砂方法下油井產(chǎn)能預測。一、防砂方法優(yōu)選3.3防砂方法選擇

29防砂方法選擇中存在的問題（1）難以兼顧各種因素，具有一、防砂方法優(yōu)選3.3防砂方法選擇

30一、防砂方法優(yōu)選3.3防砂方法選擇30（1）地層砂侵入影響二、影響防砂效果因素

地層粘土含量高時，會加劇滲透率下降趨勢礫石破碎產(chǎn)生粉細砂，結(jié)果相當于砂侵

混合物中砂子的百分數(shù)3.3防砂方法選擇

31（1）地層砂侵入影響二、影響防砂效果因素地層粘土含量高時

(2)地層膠結(jié)程度與地層砂粒徑（3）粘土與細粉砂泥質(zhì)的含量（4）油藏流體物性粉細砂巖與高粘土地層，防砂效果差，因粉細砂和粘土易堵塞濾砂管，粘土遇水膨脹。一般先預處理地層，防止粘土顆粒膨脹和運移。高粘液體與粘土、粉細砂一起易堵塞濾砂管，油井喪失產(chǎn)能。

二、影響防砂效果因素

3.3防砂方法選擇

32(2)地層膠結(jié)程度與地層砂粒徑粉細砂巖與高粘土地層，防砂效（5）地層垂向非均質(zhì)性（6）地層溫度（7）井段長度（8）多油層防砂井段較長、垂向非均質(zhì)性較強井，化學劑擠注效果較差，防砂效果不好，導致繼續(xù)出砂?；瘜W防砂方法影響較大，化學固砂劑一般對溫度要求苛刻井段較長不適宜用化學防砂，會使化學劑擠注不均勻

化學劑固砂與人工井壁法都不適用多層防砂，易擠注不均勻即使礫石充填，夾層超過一定厚度也要進行分級防砂。二、影響防砂效果因素

3.3防砂方法選擇

33（5）地層垂向非均質(zhì)性井段較長、垂向非均質(zhì)性較強井，化學劑擠（9）射孔參數(shù)

（10）井身狀況高孔密

大孔徑

提高滲透率

增大滲流面積

降低流速

大徑礫石充填

高斜度井中礫石充填易虧空甚至充填失敗?；瘜W劑固砂不適合斜井，化學劑可能在井筒周圍擠注不均勻。其他條件允許情況下，斜井常采用篩管防砂方法。

二、影響防砂效果因素

3.3防砂方法選擇

34（9）射孔參數(shù)

高孔密大孔徑提高滲透率增大滲流面積降（11）礫石尺寸選擇不當（12）礫石破碎影響考伯里：礫石尺寸為地層砂d1013倍?？ú７颍旱[石尺寸為地層砂d505-10倍，地層砂細時效果較好。

，

Saucier：地層砂d504-8倍（通常為5-6）。

殼牌公司Schwartz：根據(jù)地層砂篩析曲線選擇礫石尺寸

較大尺寸礫石，雖滲透率較大，但地層砂易侵入礫石層，反而降低滲透率，形成較大壓降，降低產(chǎn)能。一般選尺寸較小礫石，最好選允許范圍底限，減少砂侵。礫石輸送和泵送過程顛簸振動，泵入時活塞擠壓和流體沖蝕，可產(chǎn)生破碎。重新篩選，適當控制泵送流速，但流速過低會礫石沉淀堵塞。

高產(chǎn)井高速攜砂液對礫石層產(chǎn)生沖蝕，產(chǎn)生粉碎細砂，堵塞充填層，降低產(chǎn)量

半對數(shù)篩析曲線上累積重量10％的砂粒直徑二、影響防砂效果因素

3.3防砂方法選擇

35（11）礫石尺寸選擇不當考伯里：礫石尺寸為地層砂d1013倍（13）入井液影響（14）油井產(chǎn)能影響（15）含水率影響礫石充填入井液最基本要求是清潔與地層有較好配伍性。不清潔會對地層造成堵塞，即使很細固粒和地層砂混合也會使?jié)B透率降低到幾個毫達西。另外入井液必須與地層相配伍，不能引起粘土膨脹、運移。

產(chǎn)出攜砂液流速高，對機械防砂管柱造成破壞。另外高產(chǎn)井不宜采用對產(chǎn)能有較大影響的防砂方法。高含水油井中采用與化學劑有關的防砂方法可能降低防砂有效期，因為高含水會降低化學劑固結(jié)作用。二、影響防砂效果因素

3.3防砂方法選擇

36（13）入井液影響礫石充填入井液最基本要求是清潔與地層有較好分類防砂法優(yōu)點缺點備注機械防砂繞絲篩管礫石充填（1）成功率高達90%以上（2）有效期長（3）適應性強，應用普遍（4）裸眼充填產(chǎn)能為射孔完井1.2-1.3倍（1）井內(nèi)有防砂管柱，后期處理復雜，費用高（2）不適用于粉細砂巖（3）管內(nèi)充填產(chǎn)能損失大按工藝條件和充填方式再細分濾砂管（1）施工簡單，陳本低（2）適合多油層完井，粗砂地層（1）不適用粉細砂巖（2）濾砂管易堵塞使產(chǎn)能降低（3）濾砂管易受沖蝕，壽命短按材料形成多種濾砂管割縫襯管（1）成本低，施工簡單（2）適用于出砂不嚴重的中、粗砂巖，水平井常用（1）不宜用于粉細砂巖（2）砂橋易堵塞，影響產(chǎn)能化學防砂膠固地層（1）井內(nèi)無留物，易進行后期補救作業(yè)（2）對地層砂粒度適應范圍廣（3）施工簡單（1）滲透率下降，成本高（2）不宜多層長井段和嚴重出砂井（3）化學劑有毒，易造成污染樹脂液、樹脂砂漿、溶液地下合成、化學固砂劑人工井壁（1）化學劑用量少，成本可下降20-30%（2）井內(nèi)無留物，補救作業(yè)方便（3）可用于出砂嚴重的老井（4）成功率高達85%以上（1）不宜用于多油層、長井段（2）不能用于裸眼井預涂層礫石、樹脂砂漿、水帶干灰砂、乳化水泥砂拱防砂套管外封隔器(1)施工簡單，費用較低（2）可用于多層完井施工（3）產(chǎn)能損失小，后期不久處理較容易（1）不宜用于粉細砂巖及疏松砂地層（2）砂共穩(wěn)定性不好（3）控制流速影響產(chǎn)能其他水力壓裂礫石充填（1）既防砂又高產(chǎn)（2）消除油層傷害（3）有效期長（1）不宜用于多油層和粉細砂巖（2）后期處理難原油焦化固砂（1）特別適用于超稠油疏松砂巖(2)井內(nèi)無留物（1）不宜用于多油層和長井段作業(yè)（2）施工復雜，難度大，費用高主要防砂方法對比37分類防砂法優(yōu)點缺點備注機繞絲篩管（1）成功率高達90%以上（比較項目防砂方法襯管篩管+礫石充填樹脂固砂樹脂涂抹層礫石套管外封隔器適應地層砂尺寸中-粗細-粗細粉-中各種尺寸各種尺寸泥質(zhì)低滲透地層————適用非均質(zhì)地層適用適用—適用適用多油層適用適用—適用適用井段長度短-長短-長<5m<10m6~12m/層無鉆機或修井機——適用——高壓井——適用—適用高產(chǎn)井—適用適用—適用裸眼井—適用——適用熱采井—適用—適用—嚴重出砂井—適用適用適用適用定向井適用適用適用適用適用老油井適用適用—適用適用套管完井適用適用適用適用—套管直徑常規(guī)常規(guī)小-常規(guī)小-常規(guī)小-常規(guī)井下留物有有無無無費用低中高高-中低成功率高高低-中中-高中-高有效期短很長中-長長中防砂方法篩選表38比較項目防砂方法襯管篩管+礫石充填樹脂固砂樹脂涂抹層礫石套管油氣井防砂總過程根據(jù)測井資料、試井資料等關于油氣井資料進行預測油井是否出砂如果出砂，合理選擇防砂方法防砂之后，對防砂效果進行評價根據(jù)選擇原則考慮各種影響因素選擇合理的防砂方法井口含砂量產(chǎn)能損失有效期39油氣井防砂總過程根據(jù)測井資料、試井資料等關于油氣井資料進行3.1出砂機理及預測3.2防砂方法與技術3.3防砂方法優(yōu)選本章內(nèi)容第3章出砂機理及防砂403.1出砂機理及預測本章內(nèi)容第3章出砂機理及防砂1油氣層巖石在井下未開采時處于穩(wěn)定狀態(tài)，地層被鉆開后井壁巖石的應力狀況發(fā)生變化。在采出地層巖石中的流體后，巖石既要承受其它巖石的作用力，又要承受流體的作用力，在力的作用下強度弱的巖石可能會破碎，形成出砂。出砂是由于油氣井開采和作業(yè)等綜合因素造成井底附近地層破壞，導致剝落的地層砂隨地層流體進入井筒，而對油氣井生產(chǎn)造成不利因素的現(xiàn)象。防止油氣井出砂稱為防砂。3.1出砂機理及預測

41油氣層巖石在井下未開采時處于穩(wěn)定狀態(tài)，地層被鉆開后井壁巖石的1、游離砂析出未膠結(jié)的砂粒，隨油氣流帶出巖石進入井筒。加強排液，不必采取防砂措施。2、弱膠結(jié)砂巖層的出砂疏松巖石，當流體拖曳力超過砂粒聯(lián)結(jié)強度時，形成出砂。隨流體流量增加而變大，隨采液時間延長而加劇。3、砂巖骨架破碎出砂膠結(jié)強度較高的砂巖層，生產(chǎn)初期無出砂，中后期出砂，一般為骨架砂。游離砂有利于疏通孔隙喉道，提高產(chǎn)能。防砂防的是后兩種。一、出砂類型3.1出砂機理及預測

421、游離砂析出一、出砂類型3.1出砂機理及預測31、地質(zhì)因素

2、開采因素

3、完井因素人為因素自然因素構(gòu)造應力的影響

顆粒膠結(jié)性質(zhì)流體性質(zhì)地層壓降及生產(chǎn)壓差對出砂的影響流速對出砂的影響含水上升或注水對出砂的影響地層傷害的影響射孔參數(shù)對出砂的影響等二、影響地層出砂的因素3.1出砂機理及預測

431、地質(zhì)因素人為因素自然因素構(gòu)造應力的影響顆粒膠結(jié)性質(zhì)1、拉伸破壞機理

隨內(nèi)外壓差增大，流體流向井內(nèi)的流速也增大，對巖石的拖曳力增大，巖石承受拉伸力也增大，當該力超過巖石抗拉伸強度時，巖石就會遭受拉伸破壞。三、出砂機理3.1出砂機理及預測

441、拉伸破壞機理隨內(nèi)外壓差增大，流體流向井內(nèi)的流速也增大，對2、剪切破壞

上覆巖層壓力由孔隙壓力與骨架應力共同平衡。隨開采進行，油藏壓力逐漸降低，施加在巖石骨架上的壓力越來越大，當該力超過巖石的抗剪切應力，巖石就會被剪切破壞。3.1出砂機理及預測

三、出砂機理452、剪切破壞上覆巖層壓力由孔隙壓力與骨架應力共同平3.1出砂機理及預測

三、出砂機理巖石的強度有兩部分組成：微粒之間的接觸力和顆粒與膠結(jié)物之間的粘結(jié)力。由于各種物理、化學反應，導致膠結(jié)物被破壞掉或者溶解掉，巖石強度降低，造成出砂。3、粘結(jié)破壞

463.1出砂機理及預測三、出砂機理巖石的強度有兩部分組成1、砂粒可能在井內(nèi)沉積并形成砂堵，產(chǎn)量降低；2、砂粒將磨損井內(nèi)和地表設備，卡抽油泵進出口凡爾、活塞、襯套等；3、出砂嚴重的井還可能引起井壁坍塌而損壞套管和襯管、砂埋油層導致油氣井停產(chǎn)，使采油的難度和成本都顯著提高等等。4、污染環(huán)境，尤其是海洋油氣田。

四、出砂的危害3.1出砂機理及預測

471、砂?？赡茉诰畠?nèi)沉積并形成砂堵，產(chǎn)量降低；四、出砂的危害31、現(xiàn)場觀測法2、經(jīng)驗分析法3、應力分析法巖心觀察DST測試臨井狀態(tài)巖石膠結(jié)物聲波時差法地層孔隙度法組合模量法出砂指數(shù)法五、出砂預測方法3.1出砂機理及預測

48巖心觀察DST測試臨井狀態(tài)巖石膠結(jié)物聲波時差法地層一般用粒徑和不同粒徑砂粒的百分含量表示砂粒尺寸及其分布特征。粒徑測量方法：篩析法、沉降法、觀測法。

篩析法：將由粗到細的一套篩子疊放并固定在振動篩分機上，對已破碎的砂巖顆粒進行篩析，測量每一種孔徑的篩面上剩余砂粒（篩余）的重量，即可得到顆粒粒徑的質(zhì)量分布。

地層砂粒篩析圖：砂粒直徑與累計質(zhì)量的曲線圖。如：D50表示累計百分比占總砂粒質(zhì)量50%的砂粒直徑。D50=0.34mm表示0.34mm直徑以上的砂粒占總砂粒的50%。

累積曲線越陡，粒度組成越均勻；曲線越平緩，粒度越不均勻。六、地層砂的粒徑分析3.1出砂機理及預測

49一般用粒徑和不同粒徑砂粒的百分含量表示砂粒尺寸及其分布油井防砂方法有以下幾種：1、機械防砂法2、化學防砂法3、焦化防砂法4、復合防砂法5、其他防砂法僅下機械防砂管柱的方法

自然砂拱防砂

防砂管柱礫石充填的方法

人工膠結(jié)地層法

人工井壁法

合理生產(chǎn)制度

向地層擠入樹脂砂漿液、乳化水泥、預涂層礫石、水帶干灰砂等

向地層通入熱能，使原油在砂粒表面焦化，形成具有膠結(jié)力的薄膠結(jié)層

機械防砂法

化學防砂法+

3.2防砂方法與技術

50油井防砂方法有以下幾種：僅下機械防砂管柱的方法自然砂拱防砂（1）濾砂器防砂地層砂產(chǎn)出后，經(jīng)過濾砂器才可到達地面，濾砂器具有高滲透性，但可以阻擋地層砂通過。A、割縫襯管縫長

垂直于軸線的(L=20-50mm)平行于軸線的（L=50-300mm）縫寬：<=2D10能加工的縫隙寬度最小為0.6mm。工藝簡單，成本低，產(chǎn)能高；防砂能力有限，襯管容易堵塞、腐蝕，適用于中粗砂巖高產(chǎn)能儲層。1、機械防砂3.2防砂方法與技術

51（1）濾砂器防砂地層砂產(chǎn)出后，經(jīng)過濾砂器才可到達地面，濾砂器C、雙層預充填礫石繞絲篩管防砂

內(nèi)外繞絲篩管、礫石、中心管；礫石不會被帶走，比單層繞絲篩管效果好，壽命長。D、金屬棉濾砂管防砂

帶孔基管、金屬棉、保護管；依靠致密不規(guī)則截面的金屬絲網(wǎng)防砂；適用于稠油熱采和有細粒砂的場合。B、繞絲篩管單層繞絲篩管多層繞絲篩管縫寬>=0.15mm，最小可到0.08mm1、機械防砂3.2防砂方法與技術

52C、雙層預充填礫石繞絲篩管防砂內(nèi)外繞絲篩管、礫石、中心管；E、陶瓷濾砂管

外管、陶瓷管、密封；陶粒為防砂材料，抗折、抗壓性能高，能耐土酸、鹽酸、高礦化度水的腐蝕。F、多孔冶金粉末濾砂管

由鐵粉、銅粉等燒結(jié)成多孔材料篩網(wǎng)，焊接在襯管上。厚度小，防砂效果好，可以阻擋0.06mm及更細的粉砂或黏土。G、其它優(yōu)質(zhì)復合防砂管

保護罩和多層濾網(wǎng)。防砂范圍廣，強度高、抗沖蝕能力強?；軆?nèi)保護層擴散層過濾層1、機械防砂3.2防砂方法與技術

53E、陶瓷濾砂管外管、陶瓷管、密封；F、多孔冶金粉末濾砂管機械防砂管柱結(jié)構(gòu)襯管懸掛器：防砂管柱懸掛在套管，封隔

油套環(huán)空，使帶砂流體只能

通過防砂襯管濾砂套；丟開

上部工作油管，便于檢泵、

熱洗清蠟等。丟手：丟開上部工作油管，便于檢

泵、熱洗清蠟等。（丟手在

襯管懸掛器上）安全接頭：懸掛器與襯管之間，打撈襯

管時，先將安全接頭倒開，

撈出懸掛器，以免作業(yè)復雜。皮碗：防砂管底端，幫助襯管之間

環(huán)空形成砂橋。扶正器：防砂襯管上下兩端，保護襯

管下井時偏磨套管壁。絲堵：最底端，防皮碗損壞時，地

層砂從底端進入管柱內(nèi)。1、機械防砂3.2防砂方法與技術

54機械防砂管柱結(jié)構(gòu)襯管懸掛器：防砂管柱懸掛在套管，封隔

（2）礫石充填防砂

首先將篩管或割縫襯管下到出砂層段，用一定質(zhì)量流體將一定粒度礫石攜帶到防砂段，充填在篩管與地層之間或篩管與套管之間，形成一個由粗到細的砂拱，礫石充填具有良好流通能力，又能阻止油層出砂，同時對井壁具有一定的支撐作用。分為裸眼礫石充填和管內(nèi)礫石充填，一般與繞絲篩管共同使用。礫石尺寸選擇

太大則滲透性好，防砂效果差；太小則滲透率小，產(chǎn)能低。

合理的礫石尺寸：D50礫石/D50砂=5～6。礫石的強度和圓度最常用的礫石是石英砂，礫石的石英含量應不低于98%，圓度、球度大于0.6；也有在水平井中使用人造礫石，如陶粒等。1、機械防砂3.2防砂方法與技術

55（2）礫石充填防砂首先將篩管或割縫襯管下到出砂層段，（2）礫石充填防砂

襯管類型選擇地層流體腐蝕性弱，砂粒較粗，產(chǎn)能偏低的地層，一般選用割縫襯管；反之選用繞絲篩管；產(chǎn)層厚度超過30m，海上油氣田應考慮使用繞絲篩管；硫化氫含量高的井，應選用有高的抗硫化氫能力的不銹鋼材質(zhì)；熱采井可以采用滑動式篩套；襯管縫隙選擇原則上篩管縫隙應能擋住最小的充填礫石，能擋住絕大多數(shù)的地層砂。襯管縫隙尺寸應為最小礫石粒徑的2/3左右。1、機械防砂3.2防砂方法與技術

56（2）礫石充填防砂襯管類型選擇1、機械防砂3.2防砂方法與（2）礫石充填防砂

礫石攜帶液（攜砂液）要求：攜帶液對地層無污染，液體中的懸浮顆粒直徑小于地層孔隙尺寸；能防止地層粘土膨脹；能防止地層液體的乳化；性能穩(wěn)定，能平衡地層壓力。分為低、中、高粘度和泡沫礫石攜帶液。低粘度攜帶液：鹽水加增粘劑，攜砂比為50-400kg/m3，粘度為50-100cP，要求采用大排量充填。中粘度攜帶液：攜砂比400-500kg/m3，粘度為300-400cP，排量為0.15-0.3m3/min。高粘度攜帶液：攜砂比1000-1800kg/m3，粘度為500-1000cP，排量為0.08-0.3m3/min，用于高密度擠壓充填作業(yè)。泡沫礫石攜帶液：水基液體充氣形成，用于低壓井，污染小。1、機械防砂3.2防砂方法與技術

57（2）礫石充填防砂礫石攜帶液（攜砂液）1、機械防砂3.2防（2）礫石充填防砂

礫石充填工具

分為反循環(huán)礫石充填和采用專用工具的正循環(huán)充填。反循環(huán)充填工藝簡單，要求排量大，對地層傷害嚴重。目前，一般采用正循環(huán)充填。常用工具有：卡瓦封隔器式礫石充填工具、皮碗自封式礫石充填工具。其原理類似：下井后，先使用卡瓦或皮碗密封環(huán)空，打開充填孔對地層進行擠壓充填，然后打開套管閘門進行環(huán)空礫石充填，充填完畢后上提管柱，打開反循環(huán)孔，反洗出多余礫石，反洗結(jié)束后正轉(zhuǎn)倒扣提出內(nèi)管柱。1、機械防砂3.2防砂方法與技術

58（2）礫石充填防砂礫石充填工具1、機械防砂3.2防砂方法與裸眼防砂效果好，成功率高，在條件允許情況下盡可能選用裸眼防砂；裸眼礫石充填前，需要對井壁的泥餅進行清洗。管內(nèi)礫石充填前，應對孔道進行清洗，否則影響充填效果；管內(nèi)礫石充填包括常規(guī)礫石充填和壓裂充填，后者增產(chǎn)作用明顯。2、裸眼繞絲篩管礫石充填防砂

1、套管完井篩管礫石充填防砂1、機械防砂3.2防砂方法與技術

（2）礫石充填防砂

濾砂器管柱礫石填充油管套管水泥環(huán)油藏濾砂器管柱礫石填充射孔59裸眼防砂效果好，成功率高，在條件允許情況下盡可能選用裸眼防砂（2）樹脂預涂層礫石防砂

充填前使用樹脂包覆礫石，充填后樹脂涂層發(fā)生交聯(lián)固化反應，將松散的礫石顆粒連接在一起，形成既有好的滲透性又有高的聯(lián)結(jié)強度的礫石層。施工簡單，成功率高，施工后礫石層強度高。使用早期和后期防砂、中、高含水井的防砂。（3）人工井壁防砂

將支撐劑和未固化的膠結(jié)劑按一定比例混合均勻，用液體攜至井下擠入出砂部位，形成具有一定強度和滲透性的壁面，達到防砂又不影響生產(chǎn)的目的。常用水泥砂漿、樹脂核桃殼、樹脂砂漿人工井壁等。施工簡單，適應性強。（4）其它熱力熔融固砂、“硅鎖”法固砂。（1）人工膠結(jié)固砂方法

從地面向油層擠入液體膠結(jié)劑及增孔劑（柴油），待膠結(jié)劑凝固后，可以將疏松的地層砂膠結(jié)在一起，組織地層砂進入井眼，并且保持固結(jié)的砂層具有一定的滲透率。常用：酚醛樹脂膠結(jié)砂層和酚醛溶液地下合成防砂。適用于早期防砂、細砂薄產(chǎn)層。工藝簡單但成本高。2、化學防砂3.3防砂方法與技術

60（2）樹脂預涂層礫石防砂（1）人工膠結(jié)固砂方法2、化學防砂33、焦化防砂3.3防砂方法與技術

焦化防砂的原理是向油層提供熱能，促使原油在砂粒表面焦化，形成具有膠結(jié)力的焦化膠層。主要有注熱空氣固砂和短期火燒油層固砂兩種方法。

缺點：強度低，可控性差，對油藏流體性質(zhì)有較大的依賴性。613、焦化防砂3.3防砂方法與技術焦化防砂的（1）常規(guī)機械-化學復合防砂法（2）高滲壓裂充填防砂4、復合防砂化學劑在出砂層位固結(jié)地層后，再下機械防砂管柱（一般為雙層預充填繞絲篩管）高滲疏松砂巖地層既水力壓裂，又礫石充填，兩工藝有機結(jié)合，油井既高產(chǎn)又控砂最佳效果。

（1）壓后地層流體流動特征徑向流雙線流（2）水力裂縫可以避免和緩解巖石的破壞（3）裂縫可以降低流動沖刷攜帶砂粒的能力（4）裂縫內(nèi)充填的礫石對地層砂粒有阻擋作用雙線流生產(chǎn)壓差降低流動壓力梯度降低+雙性流裂縫表面積流速大幅度降低+3.3防砂方法與技術

62（1）常規(guī)機械-化學復合防砂法4、復合防砂化學劑在出砂層位固（1）砂橋：地層砂?；虺涮钌傲Ｔ谂谘壑車鷺?gòu)成的圓拱結(jié)構(gòu)。（2）砂橋形成：流速低于臨界流速時，自然形成砂橋，高于臨界流速會大量出砂，不能形成砂橋。為保證沙橋穩(wěn)定性，最簡單方法是把產(chǎn)量控制在臨界流速以下；在一定采液流速下，可增大出油面積，降低生產(chǎn)壓差，如增大射孔密度，增大孔徑，甚至裸眼完井。（3）砂橋穩(wěn)定性：砂橋形成前會出砂，形成后出砂漸少，甚至不出砂，即形成穩(wěn)定砂橋。砂橋穩(wěn)定性主要受砂粒間摩擦力和孔隙間毛管力支配。生產(chǎn)中，一旦流速過大，超過臨界流速，流動壓力大于砂粒間摩擦力和毛細管力，使得砂橋垮塌，油井出砂。3.3防砂方法與技術

5、砂拱防砂（自然防砂）63（1）砂橋：地層砂?；虺涮钌傲Ｔ谂谘壑車鷺?gòu)成的圓拱結(jié)構(gòu)。（6、其他方法－投產(chǎn)與管理（1）防砂后及時開井排液（2）投產(chǎn)初期適當控制工作制度（3）合理生產(chǎn)壓差防砂后適當關井候凝或壓力擴散，及時開井，盡快排液生產(chǎn)。投產(chǎn)初期，控制產(chǎn)液量，使地層砂在礫石充填體外沿形成“砂拱”或“砂橋”。較大砂粒能阻止外面較小地層砂，在井壁形成一個由粗到細粒濾砂器，具有良好滲透性，又能阻止油層出砂。

防砂井存在人工井壁結(jié)構(gòu)破壞而重新大量出砂可能。防砂后，要先保持防砂前生產(chǎn)壓差，定期取樣分析，觀察油井出砂情況，經(jīng)一段時間證明油井不出砂，油層本身又具有潛力時可適當放大生產(chǎn)壓差，增加采油量。3.3防砂方法與技術

646、其他方法－投產(chǎn)與管理（1）防砂后及時開井排液防砂后適當關7、適度防砂嚴格防砂，不但在工藝上存在一定難度，而且成本高，容易井下砂堵，同時由于限制生產(chǎn)壓差，防砂措施的存在導致附加表皮增加，不能充分發(fā)揮油井產(chǎn)能。

適度防砂就是在生產(chǎn)許可的范圍內(nèi)，允許一定數(shù)量的地層砂產(chǎn)出，以達到提高原油產(chǎn)量和較好的生產(chǎn)效益。適度防砂的含砂量一般應控制在5%以內(nèi)。適度防砂技術應建立在精細儲層評價、準確出砂預測和先進的工藝配套措施的基礎上。3.3防砂方法與技術

657、適度防砂嚴格防砂，不但在工藝上存在一定難度，而且分類防砂法優(yōu)點缺點備注機械防砂繞絲篩管礫石充填（1）成功率高達90%以上（2）有效期長（3）適應性強，應用普遍（4）裸眼充填產(chǎn)能為射孔完井1.2-1.3倍（1）井內(nèi)有防砂管柱，后期處理復雜，費用高

（2）不適用于粉細砂巖（3）管內(nèi)充填產(chǎn)能損失大按工藝條件和充填方式再細分濾砂管（1）施工簡單，成本低

（2）適合多油層完井，粗砂地層

（1）不適用粉細砂巖（2）濾砂管易堵塞使產(chǎn)能降低（3）濾砂管易受沖蝕，壽命短按材料形成多種濾砂管割縫襯管（1）成本低，施工簡單（2）適用于出砂不嚴重的中、粗砂巖，水平井常用

（1）不宜用于粉細砂巖（2）砂橋易堵塞，影響產(chǎn)能化學防砂膠固地層（1）井內(nèi)無留物，易進行后期補救作業(yè)（2）對地層砂粒度適應范圍廣（3）施工簡單（1）滲透率下降，成本高（2）不宜多層長井段和嚴重出砂井（3）化學劑有毒，易造成污染樹脂液、樹脂砂漿、溶液地下合成、化學固砂劑人工井壁（1）化學劑用量少，成本可下降20-30%（2）井內(nèi)無留物，補救作業(yè)方便（3）可用于出砂嚴重的老井（4）成功率高達85%以上（1）不宜用于多油層、長井段（2）不能用于裸眼井預涂層礫石、樹脂砂漿、水帶干灰砂、乳化水泥砂拱防砂套管外膨脹封隔器(1)施工簡單，費用較低（2）可用于多層完井施工（3）產(chǎn)能損失小，后期處理較容易（1）不宜用于粉細砂巖及疏松砂地層（2）砂拱穩(wěn)定性不好（3）控制流速影響產(chǎn)能其他水力壓裂礫石充填（1）既防砂又高產(chǎn)（2）消除油層傷害（3）有效期長（1）不宜用于多油層和粉細砂巖（2）后期處理難原油焦化固砂（1）特別適用于超稠油疏松砂巖(2)井內(nèi)無留物（1）不宜用于多油層和長井段作業(yè)（2）施工復雜，難度大，費用高主要防砂方法對比66分類防砂法優(yōu)點缺點備注機繞絲篩管（1）成功率高達90%以上（1、防砂方法選擇原則

（1）立足于先期和早期防砂（2）綜合技術現(xiàn)狀、工藝條件和經(jīng)濟成本，合理選用防砂方法（3）立足油層保護，減少傷害，保持油氣井最大產(chǎn)能為目標，

結(jié)合有效期，選擇防砂方法。根據(jù)地質(zhì)資料和試油試井資料，結(jié)合出砂預測，一旦判斷地層必然出砂，則應先期防砂完井或短暫排液后早期防砂，以此為基礎來選擇防砂方法。如果在地層巖石骨架被破壞后才進行防砂，防砂難度將大大增加，而且也以保證防砂效果。1、防砂方法選擇原則2、防砂方法優(yōu)選基本思路3、影響防砂效果因素一、防砂方法優(yōu)選3.3防砂方法選擇

671、防砂方法選擇原則（1）立足于先期和早期防砂根據(jù)地質(zhì)資料防砂方法選擇中存在的問題

（1）難以兼顧各種因素，具有片面性（2）防砂方法適應界限難以確定（3）片面經(jīng)驗起主要作用（4）注重防砂效果，忽略經(jīng)濟效果2、防砂方法優(yōu)選基本思路建立一套綜合防砂方法技術適應性和經(jīng)濟效果的優(yōu)選模型。（1）現(xiàn)有防砂方法適應性歸納分析，建立適應條件數(shù)據(jù)庫；（2）根據(jù)專家和實踐經(jīng)驗，建立各因素權重系數(shù)數(shù)據(jù)庫，

表達各因素權重；（3）應用模糊數(shù)學原理建立防砂綜合模糊評判模型（技術評價）（4）不同防砂方法下油井產(chǎn)能預測。一、防砂方法優(yōu)選3.3防砂方法選擇

68防砂方法選擇中存在的問題（1）難以兼顧各種因素，具有一、防砂方法優(yōu)選3.3防砂方法選擇

69一、防砂方法優(yōu)選3.3防砂方法選擇30（1）地層砂侵入影響二、影響防砂效果因素

地層粘土含量高時，會加劇滲透率下降趨勢礫石破碎產(chǎn)生粉細砂，結(jié)果相當于砂侵

混合物中砂子的百分數(shù)3.3防砂方法選擇

70（1）地層砂侵入影響二、影響防砂效果因素地層粘土含量高時

(2)地層膠結(jié)程度與地層砂粒徑（3）粘土與細粉砂泥質(zhì)的含量（4）油藏流體物性粉細砂巖與高粘土地層，防砂效果差，因粉細砂和粘土易堵塞濾砂管，粘土遇水膨脹。一般先預處理地層，防止粘土顆粒膨脹和運移。高粘液體與粘土、粉細砂一起易堵塞濾砂管，油井喪失產(chǎn)能。

二、影響防砂效果因素

3.3防砂方法選擇

71(2)地層膠結(jié)程度與地層砂粒徑粉細砂巖與高粘土地層，防砂效（5）地層垂向非均質(zhì)性（6）地層溫度（7）井段長度（8）多油層防砂井段較長、垂向非均質(zhì)性較強井，化學劑擠注效果較差，防砂效果不好，導致繼續(xù)出砂?；瘜W防砂方法影響較大，化學固砂劑一般對溫度要求苛刻井段較長不適宜用化學防砂，會使化學劑擠注不均勻

化學劑固砂與人工井壁法都不適用多層防砂，易擠注不均勻即使礫石充填，夾層超過一定厚度也要進行分級防砂。二、影響防砂效果因素

3.3防砂方法選擇

72（5）地層垂向非均質(zhì)性井段較長、垂向非均質(zhì)性較強井，化學劑擠（9）射孔參數(shù)

（10）井身狀況高孔密

大孔徑

提高滲透率

增大滲流面積

降低流速

大徑礫石充填

高斜度井中礫石充填易虧空甚至充填失敗?；瘜W劑固砂不適合斜井，化學劑可能在井筒周圍