浅谈油井出砂原因及防砂技术

张丕论赵有道李军史清林周吉祥

摘要：本文通过本公司所属油田出砂原因分析，重点介绍了防砂概述、防砂机理、跃进二号油田出砂分析、械防砂、化学防砂。针对出砂种种危害，我们来研究油井砂原因及油井出砂防治方法，延长油水井套管使用寿命，对于油田稳产和提高经济效益是油田下一步面临的重要问题，也对油田持续发展具有重要的现实意义。

关键词：防砂；防砂机理；跃进二号油田出砂分析

1跃进二号油田出砂分析

（1）根据油井的储层特征、出砂类型、出砂程度和生产状况，实施配套的防砂技术，油井冲检周期明显延长，生产效果得到改善。

（2）采用从钻完井到生产的全过程综合防砂技术，在严重出砂区域先导试验阶段效果明显

（3）应用水力喷射泵强制排砂，达到排空浮砂，使近井地带形成亏空的目的。由于新井投入初期，近井地带压力较高，固砂剂很难挤入油层，造成防砂效果不理想，而用普通深井泵开采方式又容易因砂卡很难维持正常生产，所以在新井投入初期选用水力喷射泵进行生产，由于水力喷射泵的工作原理是靠液体流动的携带作用举升的，所以不会因出砂造成停运，所以是提液排砂最有效手段。

（4）油井进入到中后期生产，出砂的主要原因是粘土水化膨胀，骨架胶结被破坏，砂砾堵塞吼道和空隙，造成近井地带憋压，流体流速过快。所以需要对油层深部进行防砂，压裂防砂，既可以解决近井地带油层堵塞的问题，还可在油层的深部形成挡砂结构，既疏通了油层，又起到滤砂的作用。

（5）跃进二号地层出砂原因及出砂类型

跃进二号出砂地质因素分析

由于跃进二号的油层埋藏较浅，油层埋在600米到1500米之间，所以油层的压实作用较弱，造成油层岩石胶结酥松，容易破碎出砂；另外曙三区油藏的边水较为活跃也是造成出砂的另一因素，由于边水的侵入，造成粘土矿物的水敏膨胀，使胶结能力减弱并堵塞渗流通道，造成流体的流速加快，冲刷岩石，砂砾的剥落；跃进二号的原油粘度相对较高，达到169.81mpa.s，沥青+胶质含量33.44%，照成原油的携砂能力较强，这也是出砂的又一因素。再有就是粘土矿物含量高，达到33.3%，水敏效应明显，也容易造成油层出砂。

跃进二号的油层出砂开发因素分析

因早期对油藏认识不清，缺乏一个科学高效的开发方案，单纯最求采油速度和产量的最大化，造成早期过度开发，油层岩石骨架遭到破坏，造成出砂，主要表现为以下几方面：

（1）开发初期的采液速度过高；

（2）油层出水造成有些地层胶结的粘土矿物遇水产生水化膨胀，胶结能力减弱或被破坏；

（3）随着原油含水量的增加，为了保持原油产量，总的采液量增加，采液速度的提高造成弱胶结地层承受过大的应力而超过胶结物胶结地层的能力；

（4）完井及作业措施不恰当，在胶结较弱的地层中不恰当地酸液进行酸化处理。由于完井后未及时调整生产参数，造成瞬间产液量的提升，生产压差过大，胶结较弱的地层承受了过大的应力。

2综合防砂配套技术机理研究

2.1长柱塞耐砂泵携砂采油机理

2.1.1长柱塞耐砂泵维持出泥浆油井正常生产

针对出细粉砂油井，实施长柱塞耐砂泵维持油井正常生产。跃进二号油田大部分出砂井应用压裂防砂技术可维持油井正常生产，但压裂防砂技术最低挡砂粒径0.05mm，同时因区块泥质含量高，易水化膨胀出泥浆。塞耐砂泵携砂采油技术，可延长出砂油井检泵周期，提高油井生产时率。

2.1.2长柱塞耐砂泵结构特点

（1）使用短泵筒与长活塞配合可以防止卡泵。

（2）缩短沉砂流道，防止砂埋泵筒。在出砂井中，流体携带地层砂流出油井，生产过程中出现停井或低产能状态、出砂量过大等问题时，地层砂不能被携带出油井，沉降在泵筒内，造成砂埋泵筒卡泵。

（3）使用滤砂装置，防止地层砂进入泵筒。

（4）使用双级固定凡尔装置，减少固定凡尔的漏失。

2.1.3长柱塞耐砂泵现场实施情况

近两年在跃进实施长柱塞耐砂泵采油技术，检泵周期278天，与措施前检泵周期61天相比延长217天，阶段增油3452t，应用效果比较显著。该跃II4-8下井出泥浆严重，粒度中值0.048mm，自2010年10月份以来2个月内连续3次因砂卡检泵，经论证实施了长柱塞耐砂泵携砂采油技术，7月25日下泵后油井恢复了生产，平均日产液11.8吨，日产油3.5吨，正常生产382天失效，取得良好的生产效果。

2.2机械防砂工艺

2.2.1砾石充填防砂技术

砾石充填防砂技术是将根据油井出砂的粒径和分选度，选择固定尺寸缝隙的绕丝筛管下入油层部位，用固定粒径的砾石充填在筛管外，形成用筛管阻隔砾石，用砾石阻挡地层砂的两级拦截过滤体系，达到防砂的目的。这项防砂技术主要用于跨度不大的单层或多层生产井、油层供液好、近期不调层的油井。

应用砾石充填防砂技术恢复套坏井产能

跃进二号部分老井因出砂套坏停产或改捞油，针对此类油井实施砾石充填防砂技术，恢复套坏井产能。首先用特制的冲砂工具冲砂到预定位置后，下入特制的防砂工具管柱，在管外充填一定的石英砂后完井。该种防砂方式省去了大修工序，极大节约了成本及节约了施工周期，同时特制的防砂管柱对套管起到了加固作用，防止继续变形影响生产。在工艺设计上结合不同油井的出砂粒径，调整筛管及砾石等防砂参数，进一步提高了防砂的针对性及有效性。

2.2.2割缝筛管高压依次充填防砂技术

割缝筛管高压依次充填防砂技术是用压裂液压开地层，用砾石进行充填，用激光割缝筛管替代套管阻挡油层和砾石、用绕丝管及管外填充砾石做为二、三次阻挡，形成三级防砂体系，防止油井出砂。与此同时，通过压裂改善了近井地带的渗透率，提高防砂后生产井的产能。此种防砂工艺主要用于油层供液能力差的生产井、稠油井和出泥质粉细砂的油井。

2.2.3滤砂管防砂技术

滤砂管防砂技术是使用有一定强度和渗透性的滤砂管和封隔器等工具组合下入井中，利用滤砂管滤砂，防止地层砂进入井底和泵筒。这种防砂技术适用于生产井段较小、砂粒分选好，油砂中值大于0.1511皿，原油粘度小于1000mpa.s，采液指数高，供液强的生产井。

2.3化学防砂技术

2.3.1涂料砂防砂

涂料砂防砂技术是在选定粒径的石英砂表面涂一层0.111皿的均匀树脂，在常温下呈松散状，用携砂液将其挤至油井出砂层位，在油层温度条件下固化成具有一定强度和渗透性的人工井壁，从而起到防砂作用。适用于单层并具有一定沉砂口袋、漏失较为严重的井。地层大量出砂是跃进二号油田开发的主要矛盾之一，为了防治砂害，近年来采油二厂在跃进二号油田积极推广和应用以涂料砂为主的化学防砂技术，并取得了显著效果。

2.3.2低伤害树脂防砂

然而。随着油田开发的不断深入，地层污染的问题也随之越来越严重严重，端部脱砂压裂一树脂涂层复合防砂工艺技术可在进行油层改造的同时，又能有效的防止地层出砂，是今后防砂技术的发展方向。低伤害树脂防砂是将一种水分散型树脂分散于清水中，搅拌均匀，挤入出砂层，通过固砂剂分子中的多种强极性基团化学作用，与地层砂粒结合，将地层砂牢固地连接起来。此技术用作多层生产的井分层或选层防砂，适用于套管损坏、出胶和见聚合物的生产井。

参考文献：

[1]万仁博、罗英俊主编，采油技术手册，石油工业出版社[M]，1991：48-51

[2]严锦根.应用于防砂井涂敷砂的FSJ酚醛树脂胶黏剂[J].中国胶黏剂，2000，9（4）：12～14.