水勝芝

（中石化勝利油田河口采油廠，山東 東營 257200）

在油氣開采中，油氣井出砂能引起砂埋油氣層或井筒砂堵造成油氣井停產(chǎn)；注水井出砂會造成注水層位的堵塞而降低水效益。通過防砂，可使地層砂最大限度地保持其在地層中的原始位置，而不隨地層流體進(jìn)入井筒，阻止地層砂在地層中的運移，使地層原始滲透率降到最低程度。

1 油水井出砂原因分析

影響地層出砂的因素大體分為3大類，即地質(zhì)因素、開采因素和完井因素。第一類因素由地層和油藏性質(zhì)決定（包括構(gòu)造應(yīng)力、沉積相、巖石顆粒大小、形狀、巖礦組成，膠結(jié)物及膠結(jié)程度，流體類型及性質(zhì)等），這是先天形成的，當(dāng)然在開發(fā)過程中，由于生產(chǎn)條件的改變會對巖石和流體產(chǎn)生不同程度的影響，從而改善或惡化出砂程度；第二、三類因素主要是指生產(chǎn)條件改變對出砂的直接影響，很多是可以由人控制的，包括油層壓力及生產(chǎn)壓差，液流速度，多相流動及相對滲透率，毛細(xì)管作用，彈孔及地層損害，含水變化，生產(chǎn)作業(yè)及射孔工藝條件等。通過尋找這些因素與出砂之間的內(nèi)在關(guān)系，可以有目的地創(chuàng)造良好的生產(chǎn)條件來避免或減緩出砂。

2 主要防砂技術(shù)簡介

2.1 機械防砂技術(shù)

目前，機械防砂分為兩類：第一類是現(xiàn)場應(yīng)用比較普遍的防砂管柱防砂技術(shù)，主要是采取在采油泵下掛接如繞絲篩管、割縫襯管、雙層或多層篩管、各種防砂器等，原理是利用上述防砂管柱阻擋住地層砂，防止進(jìn)入采油泵內(nèi)。優(yōu)點是簡便易行，可以有效地防止中粗砂巖油層所出的大粒徑砂；不足以對出細(xì)砂的井造成堵塞，使采油泵不進(jìn)液，而且壽命相對短暫。第二類機械防砂是第一類機械防砂方法的發(fā)展進(jìn)步，它采取先下入防砂管柱再進(jìn)行充填，或一次性壓裂充填，形成多級濾砂屏障，達(dá)到擋砂目的，充填物常用礫石、陶粒和果殼等。由于該類防砂方法應(yīng)用較早，技術(shù)逐步完善，被認(rèn)為是目前防砂效果最好的防砂方法之一，可用于細(xì)、中、粗砂巖地層，垂直井、定向井、熱采井等的復(fù)雜條件中。

2.2 化學(xué)防砂技術(shù)

化學(xué)防砂是向地層中擠入一定數(shù)量的化學(xué)劑或化學(xué)劑與砂漿的混合物，達(dá)到充填、固結(jié)地層、提高地層強度的目的?；瘜W(xué)防砂主要分為人工膠結(jié)地層和人工井壁兩種方法。人工膠結(jié)地層是向地層注入樹脂或其他化學(xué)防砂劑，直接將地層砂固結(jié)；人工井壁是將樹脂砂漿液、頂涂層礫石、水帶干灰砂、水泥砂漿、乳化水泥等擠入井筒周圍地層中，固結(jié)后形成具有一定強度和滲透性的人工井壁，達(dá)到防止油層出砂的目的，人工井壁法對由于出砂造成套管外油層部位坍塌所造成的虧空井防砂效果更好，不受套管的限制?；瘜W(xué)防砂的優(yōu)點是施工后井內(nèi)無遺留物，并可用于異常高壓井層的防砂；缺點是對地層滲透率有一定傷害，特別是重復(fù)施工。

2.3 復(fù)合防砂技術(shù)

復(fù)合防砂利用機械防砂和化學(xué)防砂的優(yōu)點相互補充，一方面，能在近井地帶形成一個滲透性較好的人工井壁；另一方面，利用機械防砂管柱形成二次擋砂屏障，起到很好的防砂效果。復(fù)合防砂效果好，有效期長。復(fù)合防砂的適應(yīng)性廣，幾乎可以用于任何復(fù)雜條件下的防砂措施。

3 目前正在推廣的防砂新技術(shù)簡介

隨著新材料新工藝的出現(xiàn)和防砂觀念的發(fā)展，目前，防砂發(fā)展趨勢有4個轉(zhuǎn)變：即由單一防砂方法向復(fù)合防砂轉(zhuǎn)變；由被動防砂向主動防砂轉(zhuǎn)變；由后期防砂向先期防砂轉(zhuǎn)變；由井筒留工具防砂向井筒不留工具防砂轉(zhuǎn)變。

3.1 壓裂充填防砂技術(shù)

它主要是針對中高滲透疏松砂巖油層防砂。隨著這類油藏開發(fā)時間的延長，油層膠結(jié)物被長期沖刷溶蝕，油層膠結(jié)強度變低，加之油藏進(jìn)入開發(fā)中后期，一般都要以提高采油速度來實現(xiàn)穩(wěn)產(chǎn)，采油速度加大致使油層出砂加劇。為了兼顧防砂和增產(chǎn)雙重目的，而將壓裂與礫石充填防砂兩者結(jié)合在一起。原理是通過人工壓裂在油層內(nèi)形成短而寬的高導(dǎo)流裂縫，降低流動阻力，從而增加產(chǎn)能，另外降低流體的流速和攜砂能力，減緩出砂。裂縫內(nèi)礫石充填支撐帶又具有多級分選過濾功能的人工井壁的作用。這種防砂技術(shù)實現(xiàn)了擋砂、濾砂、增加產(chǎn)能的目的。這種礫石充填防砂有兩種方法：一是隨壓裂施工同地層尾追涂層礫石；二是采取套管內(nèi)礫石充填工藝。

3.2 射孔－充填一體化防砂技術(shù)

將射孔和礫石充填有機結(jié)合，用一趟管柱下入井內(nèi)油層段，射孔后進(jìn)行礫石充填或壓裂充填施工。該技術(shù)特點是簡化施工過程，縮短作業(yè)時間，減少對地層傷害。這種技術(shù)對水平井防砂也有一定優(yōu)勢。

3.3 防排結(jié)合的治砂技術(shù)

隨著人們防砂理念的更新，對防砂的觀念也發(fā)生了很大變化，防砂已經(jīng)由過去的單純防砂向排砂、防排結(jié)合方向發(fā)展。對于出砂井，地層所出的砂分為游離砂和地層骨架砂，現(xiàn)在認(rèn)為地層產(chǎn)出游離砂并不可怕，它反而能起到疏通地層孔隙、喉道作用，對提高油井產(chǎn)能有利。因此，有效地防砂和合理地排砂的技術(shù)思路被提出來。

4 結(jié)束語

油氣井防砂技術(shù)經(jīng)過長期實踐和總結(jié)，已經(jīng)逐步地完善和發(fā)展，控砂防砂理念的多元化也豐富了防砂手段，進(jìn)一步推動了防砂技術(shù)的進(jìn)步，防砂技術(shù)也由過去常規(guī)的維護(hù)性措施演化成防砂與增產(chǎn)同步的進(jìn)攻型配套措施?，F(xiàn)場應(yīng)對不同開發(fā)階段油層出砂的機理、出砂預(yù)測，開展深入研究，更好增加防砂工作的主動性，提高防砂效果，使防砂技術(shù)不斷滿足現(xiàn)場生產(chǎn)需要。

[1]何生厚，張琪.油氣井防砂理論及其應(yīng)用[M].北京：中國石化出版社，2003.