油水井防砂技术探究

卢 剑

（克拉玛依市新友井下工程有限责任公司，新疆 克拉玛依 834000）

地层出砂是疏松油藏开采过程中面临的重要问题。钻井时一旦遇到出砂现象则会导致井壁的稳定性大大降低，增加卡钻、埋钻等事故的发生机率，进而增加油藏开采过程的成本，因此非常有必要加强油水井防砂技术的研究。

一、油水井出砂原因分析

油藏开采过程中导致地层出砂的因素主要包括地质、开采、完井三种，其中地质因素主要有地层结构、地质组成、岩石大小以及油藏的性质决定。很显然该类因素属于油藏形成的先天因素，开采时如果采用的方法不当，就会对其产生一定的影响使油层发生出砂现象。而开采、完井等因素引起的地层出砂主要有生产条件决定，所以能够采取有效措施对含水变化、毛细管作用、液体流速等进行人为的控制。因此，分析这些因素给地层出砂带来的影响，通过采取改善生产条件、提高开采技术水平等措施避免钻井时的地层出砂。

二、防砂技术介绍

1 机械防砂技术

根据操作方式不同机械防砂技术主要分为两种：一种是防砂管防砂技术，其在油藏开采过程中应用比较广泛。该种技术是将隔缝衬管、烧丝筛管等挂接在油泵下面，从而阻挡地层砂进而油泵中达到防砂的目的。该种防砂技术对阻挡地层中大颗粒砂砾效果非常明显且操作方便，不过该种技术不适合在细砂井中应用，否则容易阻塞油井，减低油泵的抽油效率，给抽油设备造成一定的损伤。第二种防砂技术是在第一种技术基础上发展而来，即将防砂管与油泵相连后再进行充填，形成可以滤砂的屏障，进而发挥较好的挡砂作用，其中使用的填充物质包括果壳、陶粒以及砾石等。相对而言该种技术运用时间比较长久，技术比较成熟，能够在粗、中、细砂岩地层中运用且达到较好的防砂效果。

另外，根据其适用的完井方式，可将机械防砂技术分为裸眼井和套管井砾石填充两种方法，即将割缝管或筛管下放到防砂的位置，然后将选择好的合适粒径的砾石填充到油层与管道之间，形成厚度适中的隔离层，经过自然堆积后会在隔离层外部一个由粗到细的砂拱，不但能够起到较好的防砂效果，而且还具有较好的流通性能。另外，为了进一步提高防砂效率，可以将该技术与大直径高孔密射孔技术配合使用。总之，使用该种技术能够不但能起到较好的防砂效果，而且施工成功率高，该种技术的不足之处是不适合在细粉砂地层中使用，并且施工结束后会残留一些物件。整体来看机械防砂技术的适应范围相当广泛，即不论夹层数量多少、渗透率高低均可使用，将其运用到老油井中还能恢复地层的原有应力，从而延长采油周期。

2 化学防砂技术

化学防砂技术指向防砂地层中添加特殊性能的化学试剂，使其与地层中的砂浆混合物融合在一起以达到提高地层强度，实现防砂的目的。根据使用的化学试剂以及运用的位置不同可将化学防砂技术分为人工胶结地层和人工井壁两种方法，其中人工胶结地层法是向地层中直接添加化学防砂剂或树脂，以达到固结地层的目的，而人工井壁法则将水泥砂浆、乳化水泥、水带干灰砂等添加到井筒附近的地层位置，当这些物质固结后就能形成具有一定强度的人工井壁，从而实现防砂的效果。该种方法应用在亏空井防砂中受套管的影响较小，因而防砂效果非常显著。

运用化学方法进行防砂时油水井的质量应非常可靠，即不能有套管外串槽情况的发生，还应保持射孔炮眼顺畅。另外，该技术较适合在渗透率相对较均匀的地层中使用，如果厚层间差异较大，则向其中注入化学试剂时容易出现不均匀现象，影响地层的固结效果。除此之外，与其他防砂方法相比，化学防砂方法施工过程中不会残留其他物件，并在高压地层的防砂工作中同样适用。不过适用该种防砂方法重复施工时会给地层的渗透率产生影响。

3 复合防砂技术

复合防砂技术充分利用了机械与化学防砂技术的优点，因此在施工中不但能够在防砂位置形成渗透性良好的人工井壁，而且借助机械防砂管柱，能够形成性能良好的防砂屏障，进而实现最佳的防砂效果。除此之外，复合防砂技术的应用范围最为广泛，它可以用在任何地质状况下的进行防砂操作，且能取得较好的防砂效果。不过复合防砂技术涉及的施工工艺比较复杂，施工成本比较高，因此只有单一防砂技术效果不佳时才考虑使用，尤其在渗透性能弱或粉细砂岩中使用效果较好。

三、防砂新技术介绍

随着科技的发展新防砂工艺与防砂材料不断出现，为油水井防砂工作开展奠定了坚实的物质基础，促进了新防砂技术产生。目前新的防砂技术主要有射孔与充填一体化防砂技术、压裂充填防砂技术等。

1 射孔与充填一体化防砂技术

射孔与充填一体化防砂技术将射孔与填充操作融合在一起，实现防砂目的，即只需下一趟管道到需防砂处理的地层中，进行射孔、填充砾石操作，很显然该技术将施工过程变得简单化，提高了施工效率，给地层带来的影响非常小。另外，该技术在水平井防砂工作中也取得较好效果。

2 压裂充填防砂技术

压裂充填防砂技术主要应用在渗透性较强的油水井中防砂工作中。因为随着采油工作的不断深入，渗透性较强的地层中的胶结物不断减少，稳定性受到严重影响，而此时为了保证采油量会提高采油的速度，进而使地层出砂的可能性大大提高。为了避免上述情况的发生，通常使用压裂充填防砂技术进行处理，其中压裂操作能够使油层内形成宽而短的导流裂缝，以此减少油层流动的阻力，进而提高采油生产能力，而充填砾石形成的支持带又具备多级分选过滤功能，从而达到较好的防砂效果。

结语

经过大量的实践和探索，油水井防砂技术理念逐步得到完善，防砂技术也越来越纯熟，尤其在当今科技发展的今天，新的防砂工艺与材料不断应用到实际生产活动中，使油水井的防砂效果得到显著的提高，极大的促进了地层中油田的开采，为我国的经济发展作出了突出贡献。

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