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1、油氣井出砂防砂技術(shù)探究尤誠程(長江大學(xué)石油工程學(xué)院，湖北武漢430100)摘要：近年來，隨著石油消耗的不斷增加，油氣開采越來越向深井超深井發(fā)展，開采難度也越來越大，油氣井出砂是一直制約油氣開采的難題，出砂不僅影響油氣井的正常開采還容易損壞生產(chǎn)設(shè)備，甚至導(dǎo)致事故的發(fā)生。因此，在油氣井開采過程中，預(yù)防出砂并治理出砂是安全高效鉆進(jìn)的前提。本文闡述了油氣井出砂危害、出砂機(jī)理并介紹了目前應(yīng)用較多的防砂技術(shù)、防砂措施，這對于出砂防砂的情況具有一定的理論指導(dǎo)意義。關(guān)鍵詞：出砂防砂機(jī)理指導(dǎo)近些年，隨著我國經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，我國對于能源的消耗越來越大
2、，油氣資源作為當(dāng)前主要的能源物質(zhì)發(fā)揮著不可小覷的作用。如何高效順利的開采出油氣成為石油企業(yè)面臨的最大難題。然后，在油氣資源開采中油氣井的出砂問題一直制約著油氣井的正常生產(chǎn)，甚至導(dǎo)致安全事故的發(fā)生。因此，深入研究油氣井出砂機(jī)理并提出相應(yīng)的治理措施這項(xiàng)工作刻不容緩。防砂工作的順利進(jìn)行可以阻止地層砂的運(yùn)移，使地層砂保持在原始狀態(tài)，還科研最大程度的降低地層原始滲透率。1油氣井出砂機(jī)理及原因分析出砂就是在油氣開采過程中，砂礫隨著石油從地層流出，這不僅嚴(yán)重影響了油氣井的高效開采而且容易損壞生產(chǎn)設(shè)備，嚴(yán)重時導(dǎo)致安全事故的發(fā)生。油井出砂的機(jī)理主要
3、有如下幾種情況：(1)膠結(jié)性比較差的地層容易出砂。大量的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)表明在膠結(jié)性差的地層剪切了比張應(yīng)力大，在油氣井生產(chǎn)的初級階段或關(guān)井后的第二個階段容易大量的出砂。(2)膠結(jié)強(qiáng)度中等但容易出水地層。隨著地層水的不斷采出，固結(jié)的原始砂礫的毛細(xì)管力會逐漸消失，地層的膠結(jié)性會變差，在這種情況下容易導(dǎo)致出砂現(xiàn)象。(3)隨著開采的不斷進(jìn)行，油藏的壓力會逐漸降低，膠結(jié)性較好的地層也會出現(xiàn)出砂的現(xiàn)象。當(dāng)主應(yīng)力足夠大時，油藏壓力降低到一定值時會使得膠結(jié)性較好的地層也會出砂，且比原始膠結(jié)性差的地層出砂情況更加嚴(yán)重。在油氣井開采過程中，出砂的原因主要有地
4、質(zhì)因素、開采因素及完井因素。地質(zhì)因素主要是原始地層巖性和油藏性質(zhì)決定的，主要包括巖石的類型、構(gòu)造、膠結(jié)性質(zhì)、膠結(jié)物等，還有在鉆井及采油過程中的施工工藝也會對地層造成不同程度的影響，導(dǎo)致出砂情況的發(fā)生。開采因素和完井因素主要是在油氣開采過程中過程中恰當(dāng)?shù)牟僮鞴に嚾玳_采速度、修井技術(shù)等因素導(dǎo)致油氣井的出砂。2防砂技術(shù)2．1化學(xué)防砂技術(shù)化學(xué)防砂工藝是利用一定數(shù)量的化學(xué)藥劑與砂漿的混合物投入到地層中來提高地層的強(qiáng)度，從而使得地層的固結(jié)性更好?；瘜W(xué)防砂技術(shù)主要有人工井壁發(fā)和人工膠結(jié)地層法兩種。前者是向井筒周圍地層中打入一定數(shù)量的樹脂砂漿液、
5、頂涂層礫石、水帶干灰砂、水泥砂漿、乳化水泥等化學(xué)藥劑，使得地層固結(jié)成具有一定強(qiáng)度和滲透率的人工井壁，從而阻止油層的出砂。人工膠結(jié)地層法的作用機(jī)理是將一定量的樹脂及其他化學(xué)劑注入到地層中將地層砂膠結(jié)住。這兩種防砂技術(shù)相比起來人工井壁法由于其不收套管的限制，防砂效果更好?；瘜W(xué)防砂技術(shù)的特點(diǎn)是在施工完成后不會在井內(nèi)留下殘留物，在異常高壓井層防砂效果顯著，缺點(diǎn)是會造成地層滲透率的損害。2．2防排結(jié)合的防砂工藝隨著科技的不斷進(jìn)步，推動了防砂工藝的進(jìn)一步發(fā)展，現(xiàn)如今油氣井防砂工藝逐漸向防砂與排砂相結(jié)合的方向發(fā)展，防排結(jié)合的防砂工藝十分有利于提
6、高油氣井的產(chǎn)量，對于細(xì)粉砂顆粒的地層的開采具有一定的推動作用，防排結(jié)合的防砂工藝可以有效的控制油藏的滲透性，對于管柱的堵塞問題也具有一定的預(yù)防作用，這是其他防砂技術(shù)不能相比的，值得進(jìn)一步的擴(kuò)大推廣。2．3機(jī)械防砂技術(shù)目前，在現(xiàn)場實(shí)際施工中，我們將機(jī)械防砂技術(shù)分為兩種，一種是防砂管柱技術(shù)，該技術(shù)的施工程序是將一些防砂設(shè)備(多層篩管、繞絲篩管以及割縫襯管等)掛在采油泵的下端，這樣可以有效的將地層砂隔離在采油泵之外，有效的預(yù)防出砂，該技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)是操作簡便成本較低，對于粗砂巖層具有很好的防砂效果，但是容易堵塞細(xì)砂巖地層且會降低采油泵的使用
7、壽命。另外一機(jī)械防砂工藝是對第一種工藝的改進(jìn)與完善，其操作工藝流程是往油井中下人防砂管柱，接著進(jìn)行充填作業(yè)形成一個多級的濾砂屏障，阻擋住砂礫的擴(kuò)散。結(jié)合現(xiàn)場實(shí)際使用情況來看，這種機(jī)械防砂方式應(yīng)用效果良好，已經(jīng)成功的在熱采井、垂直井及細(xì)中砂巖地層的防砂工作中取得了不菲的成績。2．4壓裂充填防砂技術(shù)壓裂充填防砂技術(shù)一般應(yīng)用于高滲透疏松砂巖油層中，因?yàn)橛筒亻_發(fā)時間長，降低了油層的膠結(jié)強(qiáng)度，為了提高油田的產(chǎn)量，必須對油田的開采速度進(jìn)行提高，這樣會導(dǎo)致油層出砂的現(xiàn)象越加明顯，要想實(shí)現(xiàn)油田的穩(wěn)產(chǎn)還要防止油井出砂問題，這就需要將壓裂和砂石充填防
8、砂技術(shù)結(jié)合起來，這種技術(shù)可以有效的增加油井的產(chǎn)能，還可以起到防砂的效果。3結(jié)語綜上所述，油氣井出砂問題的預(yù)防及治理是一個復(fù)雜的系統(tǒng)性的工作。盡管經(jīng)過多年的理論研究和實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)也取得了不錯的成績，推動了防砂工藝的發(fā)展。但是隨著開采難度的不斷增大，現(xiàn)有的
