油水井防砂技術探究

盧 劍

（克拉瑪依市新友井下工程有限責任公司，新疆 克拉瑪依 834000）

地層出砂是疏松油藏開采過程中面臨的重要問題。鉆井時一旦遇到出砂現象則會導致井壁的穩定性大大降低，增加卡鉆、埋鉆等事故的發生機率，進而增加油藏開采過程的成本，因此非常有必要加強油水井防砂技術的研究。

一、油水井出砂原因分析

油藏開采過程中導致地層出砂的因素主要包括地質、開采、完井三種，其中地質因素主要有地層結構、地質組成、巖石大小以及油藏的性質決定。很顯然該類因素屬于油藏形成的先天因素，開采時如果采用的方法不當，就會對其產生一定的影響使油層發生出砂現象。而開采、完井等因素引起的地層出砂主要有生產條件決定，所以能夠采取有效措施對含水變化、毛細管作用、液體流速等進行人為的控制。因此，分析這些因素給地層出砂帶來的影響，通過采取改善生產條件、提高開采技術水平等措施避免鉆井時的地層出砂。

二、防砂技術介紹

1 機械防砂技術

根據操作方式不同機械防砂技術主要分為兩種：一種是防砂管防砂技術，其在油藏開采過程中應用比較廣泛。該種技術是將隔縫襯管、燒絲篩管等掛接在油泵下面，從而阻擋地層砂進而油泵中達到防砂的目的。該種防砂技術對阻擋地層中大顆粒砂礫效果非常明顯且操作方便，不過該種技術不適合在細砂井中應用，否則容易阻塞油井，減低油泵的抽油效率，給抽油設備造成一定的損傷。第二種防砂技術是在第一種技術基礎上發展而來，即將防砂管與油泵相連后再進行充填，形成可以濾砂的屏障，進而發揮較好的擋砂作用，其中使用的填充物質包括果殼、陶粒以及礫石等。相對而言該種技術運用時間比較長久，技術比較成熟，能夠在粗、中、細砂巖地層中運用且達到較好的防砂效果。

另外，根據其適用的完井方式，可將機械防砂技術分為裸眼井和套管井礫石填充兩種方法，即將割縫管或篩管下放到防砂的位置，然后將選擇好的合適粒徑的礫石填充到油層與管道之間，形成厚度適中的隔離層，經過自然堆積后會在隔離層外部一個由粗到細的砂拱，不但能夠起到較好的防砂效果，而且還具有較好的流通性能。另外，為了進一步提高防砂效率，可以將該技術與大直徑高孔密射孔技術配合使用。總之，使用該種技術能夠不但能起到較好的防砂效果，而且施工成功率高，該種技術的不足之處是不適合在細粉砂地層中使用，并且施工結束后會殘留一些物件。整體來看機械防砂技術的適應范圍相當廣泛，即不論夾層數量多少、滲透率高低均可使用，將其運用到老油井中還能恢復地層的原有應力，從而延長采油周期。

2 化學防砂技術

化學防砂技術指向防砂地層中添加特殊性能的化學試劑，使其與地層中的砂漿混合物融合在一起以達到提高地層強度，實現防砂的目的。根據使用的化學試劑以及運用的位置不同可將化學防砂技術分為人工膠結地層和人工井壁兩種方法，其中人工膠結地層法是向地層中直接添加化學防砂劑或樹脂，以達到固結地層的目的，而人工井壁法則將水泥砂漿、乳化水泥、水帶干灰砂等添加到井筒附近的地層位置，當這些物質固結后就能形成具有一定強度的人工井壁，從而實現防砂的效果。該種方法應用在虧空井防砂中受套管的影響較小，因而防砂效果非常顯著。

運用化學方法進行防砂時油水井的質量應非常可靠，即不能有套管外串槽情況的發生，還應保持射孔炮眼順暢。另外，該技術較適合在滲透率相對較均勻的地層中使用，如果厚層間差異較大，則向其中注入化學試劑時容易出現不均勻現象，影響地層的固結效果。除此之外，與其他防砂方法相比，化學防砂方法施工過程中不會殘留其他物件，并在高壓地層的防砂工作中同樣適用。不過適用該種防砂方法重復施工時會給地層的滲透率產生影響。

3 復合防砂技術

復合防砂技術充分利用了機械與化學防砂技術的優點，因此在施工中不但能夠在防砂位置形成滲透性良好的人工井壁，而且借助機械防砂管柱，能夠形成性能良好的防砂屏障，進而實現最佳的防砂效果。除此之外，復合防砂技術的應用范圍最為廣泛，它可以用在任何地質狀況下的進行防砂操作，且能取得較好的防砂效果。不過復合防砂技術涉及的施工工藝比較復雜，施工成本比較高，因此只有單一防砂技術效果不佳時才考慮使用，尤其在滲透性能弱或粉細砂巖中使用效果較好。

三、防砂新技術介紹

隨著科技的發展新防砂工藝與防砂材料不斷出現，為油水井防砂工作開展奠定了堅實的物質基礎，促進了新防砂技術產生。目前新的防砂技術主要有射孔與充填一體化防砂技術、壓裂充填防砂技術等。

1 射孔與充填一體化防砂技術

射孔與充填一體化防砂技術將射孔與填充操作融合在一起，實現防砂目的，即只需下一趟管道到需防砂處理的地層中，進行射孔、填充礫石操作，很顯然該技術將施工過程變得簡單化，提高了施工效率，給地層帶來的影響非常小。另外，該技術在水平井防砂工作中也取得較好效果。

2 壓裂充填防砂技術

壓裂充填防砂技術主要應用在滲透性較強的油水井中防砂工作中。因為隨著采油工作的不斷深入，滲透性較強的地層中的膠結物不斷減少，穩定性受到嚴重影響，而此時為了保證采油量會提高采油的速度，進而使地層出砂的可能性大大提高。為了避免上述情況的發生，通常使用壓裂充填防砂技術進行處理，其中壓裂操作能夠使油層內形成寬而短的導流裂縫，以此減少油層流動的阻力，進而提高采油生產能力，而充填礫石形成的支持帶又具備多級分選過濾功能，從而達到較好的防砂效果。

結語

經過大量的實踐和探索，油水井防砂技術理念逐步得到完善，防砂技術也越來越純熟，尤其在當今科技發展的今天，新的防砂工藝與材料不斷應用到實際生產活動中，使油水井的防砂效果得到顯著的提高，極大的促進了地層中油田的開采，為我國的經濟發展作出了突出貢獻。

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