吳堡區塊油井出砂機理及治理對策

胡榮（長慶油田分公司第一采油廠吳堡采油作業區，陜西 延安717500）

1 油井出砂機理

油層出砂的主要原因可以總結為兩個方面，即地層條件和開采狀況，內因是地質條件，外因是開采狀況。

1.1 內因—砂巖油層的地質條件

(1)應力狀況

油層鉆開前處于應力平衡狀態，鉆開后，平衡狀態受到破壞，井壁附近巖石應力集中，故井壁附近巖石易發生剪切破壞。

(2)巖石膠結情況

砂巖的膠結物有泥質、碳酸鹽、硅質等膠結物。其中泥質膠結強度最小。膠結物的多少也是影響膠結強度的重要因素。膠結物少、膠結強度低是油井出砂的主要內因。

1.2 外因—開采因素

(1)地層壓力的下降超過了極限，就會使巖石的本身發生形狀改變，破壞了其本身的結構，引出出砂的問題。一般這種壓降主要會發生在近井地帶，這便是引起近井地帶出砂的主要原因。

(2)流體在流向井底時，對巖石顆粒產生拖拽力，稠油粘度大，較容易出砂。

(3)油井工作制度的改變方式。在同樣的壓差下，地層是否容易出砂還取決于建立壓差的方式(急劇或者緩慢)。

(4)油井產水后膠結物的溶解。熱采井易出砂、一般油井含水高時出砂就是此原因。

（5）注水井停注的影響。由于注水井井下管柱、工具損壞、地面設備故障等原因造成注水井停注引起井底壓力降低，注入水回流，引起出砂。是注水井出砂的主要原因。

2 防砂工藝技術

油、氣井防砂方法很多，根據防砂原理，大致可以分為砂拱防砂、化學防砂、熱力焦化防砂、機械防砂、復合防砂及其它防砂方法（如圖1），基本保證了出砂油井的正常生產。

（油、氣井防砂方法-圖1）

2.1 砂拱防砂工藝技術

（1）降低流速砂拱防砂：機理如同拱橋承載一樣，許多砂粒在炮眼口處形成砂拱，具有一定的承載能力，阻擋地層砂隨液流產出。

（2）管外膨脹封隔器防砂：其內管是套管，外壁為橡膠筒，外壁與內筒之間可以注入水泥，使橡膠筒向外擴張壓實裸眼井壁，停泵后膠皮同內部的單流閥關閉，使膠皮筒內腔仍保持高壓。適于：產量較低的常規油井（如圖2）。

(砂拱防砂-圖2）

2.2 化學防砂工藝技術

向地層注入一定的固砂劑，就地膠結地層砂；或向射孔孔眼外擠注入砂漿，待砂漿凝固后形成人工井壁。

(1)化學防砂施工工序干灰（涂防、固結砂、地填）：壓（洗）井→起原井→探沖撈→探沖砂→通井→套管試壓→下防砂管柱→干灰（涂防、固結砂、地填）→候凝→探鉆塞→通井。

(2)選井條件：a.油層均質性好、油層厚度小(3m 左右)的油層；b.細粉砂到中等地層砂，地層垂向滲透性好；c.套管射孔完井的垂直小井眼井（側鉆井）、高壓井防砂；d.高含水期不宜適用。

3 吳堡區塊出砂情況

該區塊共發現出砂井28口，其中新井17口，平均砂高56m，砂埋油層7口；發現老井出砂井11口，平均砂高88m，砂埋油層10口。具體情況分析如下：

表1：2012年出砂油井情況統計表

3.1 砂樣

從沖砂洗井砂樣看均為壓裂砂。

3.2 出砂井分布

出砂油井主要分布在長4+5層和長8層。

3.3 出砂情況分析

（1）2012年新投產油井

從2012 年新井出砂情況來看，出砂井主要集中在長8 油層，長8層埋深較深，平均井深2197m，因長8層巖性致密、物性較差，在初期改造時，加砂量相對較大，導致試油排液時易造成壓裂砂返吐。

從出砂周期來看，生產時間在一個月以內的有6口井，平均砂高60m，占出砂井的35.3%，平均日產液3.59m3，其中砂埋2口井。場核實油井出砂多為壓裂砂，出砂周期短的井都為投產后即砂卡，主要因為在油井試油結束時沖砂洗井不徹底，投產時未洗井直接下泵導致，嚴重影響了油井正常生產。

長8層油井出砂情況統計表

（2）2012年以前油井

2012年以前投產的老井在檢泵時，針對試油產量高實際投產后產量較低的油井進行了探砂面，共發現10口井射孔段被砂埋，進行沖砂洗井后正常生產，平均產量上升1.3m3/d。

3.4 出砂井治理

對于出砂嚴重，砂卡的油井，盡量降低生產壓差，調整生產參數，在修井時進行沖砂洗井，以減少砂埋產層的情況發生。

近年隨壓裂規模的擴大，壓裂后出砂井數逐漸增加，吳堡油井出砂基本上是因為壓裂砂的返吐，砂埋射孔段的井較多，因此在壓裂完后的沖砂洗井一定要徹底，在投產下泵時也要進行沖砂洗井作業。

針對已經出砂井可以根據現場實際情況開展：預涂層礫石防砂、水泥砂漿人工井壁、采用固結砂防砂工藝、HY 液體防砂工藝、繞絲篩管礫石充填防砂、濾砂管防砂等一些列防砂固砂方法進行預防治理。

4 認識及建議

結合吳堡區已經出現出砂井情況，優化配套并完善防砂工藝。對出砂嚴重的井，應實施沖砂洗井后開展相應固砂措施，同時可下入繞絲篩管礫石充填防砂、濾砂管防砂等工具。確保油井正常平穩生產。

下步新井試油投產方面要求：

1.加強新井試油過程中的洗井作業質量，并對洗井過程進行監督；

2.作業區投產下泵時對長8層油井與出砂嚴重的區域油井必須進行探砂面作業，以便使新投油井能正常生產。