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[摘 要]随着油田的不断开发，地层能量不断下降，油井出砂问题日益突出，越来越多的高含砂井的出现，导致油田稳产的难度日益增大。地层出砂进入井筒，会导致油砂卡等现象，造成泵的损坏，严重时会使油井停产。油井出砂不但会对油井造成极大的危害，出砂还会影响油井的后续生产，最终影响最终采收率，影响石油企业的经济效益。因此，做好油井的防砂工作尤为重要，本文通过对油井出砂的危害、油井出砂的机理以及现阶段油井的主要防砂技术进行分析和探讨，指导油井的防砂工作。
[关键词]油井 出砂 因素 防砂 工艺
中图分类号：TE931.203 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2015）31-0012-01
油井出砂的原因极其复杂，从开始钻井到采油、注水过程中，每一个环节对出砂都有影响。而人为因素造成的油井出砂，应该尽量避免。分析油井的出砂机理，应用更先进的防砂工艺技术，提高防砂效果显得尤为重要，下面着重分析油井的出砂机理及防砂措施。
1.油井出砂的危害
在不断开发油田的过程中，随着地层的能量越来越低，就暴露出了明显的油井出砂的问题，而油井的稳产基础又是十分薄弱的，就会出现严重的出砂现象，而一旦砂进入到了井筒之中，还会导致泵无法工作以及油井砂埋等问题，并且当出砂问题较为严重时，还会大大的提升后续油井开发工作的难度，从而降低油田的最终采收率，油井出砂的危害主要体现为以下三个方面：（1）如果在开始没有有效的进行防砂工作，那么出砂的问题就会越来越严重，大大的影响油田的稳产和高产；（2）当出现了油井出砂问题时，会有很多油井停止工作，那么就会增加油井维护的工作量，同时还会提升其维护的难度；（3）油井所采用的抽油泵类型较为单一，其是无法满足出砂井的举升需求的。
2.油井出砂的机理
地层有弱胶结问题时会导致出砂。一般情况下，此类出砂问题通常都是发生在油井生产的初期阶段或是关井后的第二个生产周期，当地层的胶结能力较弱时，那么剪切力就会远远的大于张应力，从而导致大量出砂现象。如果地层不具备较强的胶结能力，那么即使是较小的采液强度，也是会导致油井出砂问题的出现的。
中等胶结强度的易出水地层。在最初进行开采工作时，此类油井是不会出现出砂的现象的，而随着地层的不断出水，出砂现象也就出现了。地层有弱胶结问题时会导致出砂。导致此现象出现的原因为随着地层的不断出水，原有固结砂粒的毛管力就会逐步消失，在地层的流体作用下，地层砂就会被剪碎，而切应力又是越来越大的，所以，油井出砂的问题也会越来越明显。
随着油藏压力的不断下降，胶结性较好的地层也会出现出砂的现象。如果主应力是非常大的，那么在油藏压力不断降低的过程中，胶结强度较高的地层就会出现出砂的现象，并且与胶结强度较弱的地层相比，其出砂的状况是较差的，同时也可能是时断时续的发生出砂现象的。
3.出砂因素分析
3.1地质因素
油层疏松的砂岩油藏，岩性为细砂、粉细砂，胶结物主要为泥质，胶结方式为孔隙接触胶结，胶结强度弱，地层内部存在着大量的自由微粒，在流体流动时，微粒会在地层内部运移，直至井筒。如果这些微粒在被地层孔喉阻挡后，会使流体渗流阻力局部增大，增大流体对岩石的拖拽力，未被阻挡的更细微粒易随流体进入井筒，造成出砂。
3.2完井因素
油井采用高精密滤砂管裸眼完井工艺，井身轨迹质量对出砂的影响主要表现在：一是狗腿度过大，油层滤砂管易弯曲变形，导致滤砂管筛孔扩张，挡砂精度降低，引起出砂；二是后期作业过程易破坏滤砂管。
3.3开采因素
（1）注水开采对出砂的影响
注水开采对地层出砂的影响是非常大的。注水开采对岩石破坏作用表现在以下几方面：一是注水的冲刷对岩石产生了巨大的、持续的拉伸破坏；二是注水对岩石颗粒产生溶蚀作用，降低了岩石的胶结强度。
（2）流体性质的影响
油层开始出砂的临界流速随流体粘度的升高而不断下降。流体粘度越大，越容易出砂。当流速高于出砂临界流速的时候，在相同的流速下，流体粘度越大，出砂量越大。因此在油藏开采过程中，应该尽量保持地层压力高于饱和压力，防止由于脱气改变原油性质，引起原油粘度增大而导致出砂。
（3）流速对出砂的影响
流体之所以导致出砂，关键是由于流体拖拽力能克服了砂岩基质的阻力。当流速大于出砂临界流速时，流体拖拽力能克服了砂岩基质的阻力，其后果只能是加剧出砂，隨着流速的增加，出砂量也随之增大。因此要尽量将流速控制在临界流速范围之内。
（4）地层压降及生产压差对出砂的影响
上覆岩层压力是靠孔隙内流体压力和岩石本身的强度来平衡的。油藏压降过大，使岩石颗粒的负荷增大，造成了岩石的剪切破坏，导致地层大量出砂。
4.油井的主要防砂技术
4.1机械防砂技术
通常情况下，在油井的防砂工作中我们普遍采用两种防砂技术，第一种就是防砂管柱技术，在应用这种技术时，应在采油泵的下端挂接一些防砂设备，如多层筛管、绕丝筛管以及割缝衬管等，这样就会将地层砂阻挡开来，将其隔离在采油泵之外。这种技术应有起来操作方便，在防止中粗砂岩层的出砂问题时有明显的效果，但是容易导致细砂井堵塞，并且会影响采油泵的使用寿命；第二种则是对第一种技术的改进和完善，其先将防砂管柱下到油井中，之后进行充填作业，从而形成一个多级的滤砂屏障，有效的防止出砂，通常采用果壳、砾石或是陶粒作为充填物，这种防砂技术的应用效果较好，已经被广泛的应用到热采井、垂直井以及细中砂岩地层中的防砂工作中了。
4.2化学防砂技术
这一防砂技术的核心内容就是向地层中注入一定数量的化学剂或是砂浆与化学剂的混合物，有针对性的提高地层的强度，以起到固结地层的作用。这一防砂技术也分为两种方法，分别为人工胶结地层法和人工井壁法，前者是指向地层中挤入树脂等化学防砂剂，从而有效的固结地层；而后者则是在井筒的周围地层中注入水泥砂浆、树脂砂浆、乳化水泥、水带干灰砂以及顶涂层砾石等物质，固结后就会形成一个具有较好渗透性和较高强度的井壁，从而起到防砂的作用，这一方法不受套管的限制，并且对于因为出砂而造成的亏空井有非常好的防砂效果。在应用化学防砂技术时，必须保证固井具有较好的质量，严禁出现套管外串的现象，在具有较均匀渗透率的薄层段地层防砂工作中更适合应用化学防砂技术。采用化学防砂技术时，施工后在井内不会留下杂物，并且可以应用在具有异常高压的井层中，而其最大的缺点就是会影响地层的渗透率。
4.3复合防砂技术
这一技术就是将机械防砂技术和化学防砂技术的优点有效的结合，首先是利用化学防砂技术在油井地层的周围形成一个具有较好渗透性的人工井壁，然后是利用机械防砂技术再形成一个二次挡砂屏障，从而起到双保险的防砂效果。这一防砂技术的防砂效果更好，并且使用时间也更长，并且适用性强，在任何复杂条件下的油井中都可以采用复合防砂技术，但是与单一的机械防砂技术和化学防砂技术相比，其施工的成本较高，并且工艺较为复杂，如果采用机械防砂技术或是化学防砂技术没有取得理想的防砂效果，那么才建议采用这种防砂技术。
5.结论与认识
任何一种防砂方法都有其各自的特点和适用性，对于特定的油井，防砂成功的关键是防砂方法的选择，防砂方法选择不当是导致防砂失败的主要原因之一。随着新科技、新材料的发展，防砂技术也在不断的发展之中。
参考文献
[1] 王奎升；油井机械防砂工艺技术与装备的发展水平[J]；石油机械；2000年12期
[2] 汪周华；油气藏出砂研究现状及其发展趋势[J]；特种油气藏；2005年04期
[3] 刘永红；机械防砂技术研究的新进展[J]；石油机械；2005年09期
[关键词]油井 出砂 因素 防砂 工艺
中图分类号：TE931.203 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2015）31-0012-01
油井出砂的原因极其复杂，从开始钻井到采油、注水过程中，每一个环节对出砂都有影响。而人为因素造成的油井出砂，应该尽量避免。分析油井的出砂机理，应用更先进的防砂工艺技术，提高防砂效果显得尤为重要，下面着重分析油井的出砂机理及防砂措施。
1.油井出砂的危害
在不断开发油田的过程中，随着地层的能量越来越低，就暴露出了明显的油井出砂的问题，而油井的稳产基础又是十分薄弱的，就会出现严重的出砂现象，而一旦砂进入到了井筒之中，还会导致泵无法工作以及油井砂埋等问题，并且当出砂问题较为严重时，还会大大的提升后续油井开发工作的难度，从而降低油田的最终采收率，油井出砂的危害主要体现为以下三个方面：（1）如果在开始没有有效的进行防砂工作，那么出砂的问题就会越来越严重，大大的影响油田的稳产和高产；（2）当出现了油井出砂问题时，会有很多油井停止工作，那么就会增加油井维护的工作量，同时还会提升其维护的难度；（3）油井所采用的抽油泵类型较为单一，其是无法满足出砂井的举升需求的。
2.油井出砂的机理
地层有弱胶结问题时会导致出砂。一般情况下，此类出砂问题通常都是发生在油井生产的初期阶段或是关井后的第二个生产周期，当地层的胶结能力较弱时，那么剪切力就会远远的大于张应力，从而导致大量出砂现象。如果地层不具备较强的胶结能力，那么即使是较小的采液强度，也是会导致油井出砂问题的出现的。
中等胶结强度的易出水地层。在最初进行开采工作时，此类油井是不会出现出砂的现象的，而随着地层的不断出水，出砂现象也就出现了。地层有弱胶结问题时会导致出砂。导致此现象出现的原因为随着地层的不断出水，原有固结砂粒的毛管力就会逐步消失，在地层的流体作用下，地层砂就会被剪碎，而切应力又是越来越大的，所以，油井出砂的问题也会越来越明显。
随着油藏压力的不断下降，胶结性较好的地层也会出现出砂的现象。如果主应力是非常大的，那么在油藏压力不断降低的过程中，胶结强度较高的地层就会出现出砂的现象，并且与胶结强度较弱的地层相比，其出砂的状况是较差的，同时也可能是时断时续的发生出砂现象的。
3.出砂因素分析
3.1地质因素
油层疏松的砂岩油藏，岩性为细砂、粉细砂，胶结物主要为泥质，胶结方式为孔隙接触胶结，胶结强度弱，地层内部存在着大量的自由微粒，在流体流动时，微粒会在地层内部运移，直至井筒。如果这些微粒在被地层孔喉阻挡后，会使流体渗流阻力局部增大，增大流体对岩石的拖拽力，未被阻挡的更细微粒易随流体进入井筒，造成出砂。
3.2完井因素
油井采用高精密滤砂管裸眼完井工艺，井身轨迹质量对出砂的影响主要表现在：一是狗腿度过大，油层滤砂管易弯曲变形，导致滤砂管筛孔扩张，挡砂精度降低，引起出砂；二是后期作业过程易破坏滤砂管。
3.3开采因素
（1）注水开采对出砂的影响
注水开采对地层出砂的影响是非常大的。注水开采对岩石破坏作用表现在以下几方面：一是注水的冲刷对岩石产生了巨大的、持续的拉伸破坏；二是注水对岩石颗粒产生溶蚀作用，降低了岩石的胶结强度。
（2）流体性质的影响
油层开始出砂的临界流速随流体粘度的升高而不断下降。流体粘度越大，越容易出砂。当流速高于出砂临界流速的时候，在相同的流速下，流体粘度越大，出砂量越大。因此在油藏开采过程中，应该尽量保持地层压力高于饱和压力，防止由于脱气改变原油性质，引起原油粘度增大而导致出砂。
（3）流速对出砂的影响
流体之所以导致出砂，关键是由于流体拖拽力能克服了砂岩基质的阻力。当流速大于出砂临界流速时，流体拖拽力能克服了砂岩基质的阻力，其后果只能是加剧出砂，隨着流速的增加，出砂量也随之增大。因此要尽量将流速控制在临界流速范围之内。
（4）地层压降及生产压差对出砂的影响
上覆岩层压力是靠孔隙内流体压力和岩石本身的强度来平衡的。油藏压降过大，使岩石颗粒的负荷增大，造成了岩石的剪切破坏，导致地层大量出砂。
4.油井的主要防砂技术
4.1机械防砂技术
通常情况下，在油井的防砂工作中我们普遍采用两种防砂技术，第一种就是防砂管柱技术，在应用这种技术时，应在采油泵的下端挂接一些防砂设备，如多层筛管、绕丝筛管以及割缝衬管等，这样就会将地层砂阻挡开来，将其隔离在采油泵之外。这种技术应有起来操作方便，在防止中粗砂岩层的出砂问题时有明显的效果，但是容易导致细砂井堵塞，并且会影响采油泵的使用寿命；第二种则是对第一种技术的改进和完善，其先将防砂管柱下到油井中，之后进行充填作业，从而形成一个多级的滤砂屏障，有效的防止出砂，通常采用果壳、砾石或是陶粒作为充填物，这种防砂技术的应用效果较好，已经被广泛的应用到热采井、垂直井以及细中砂岩地层中的防砂工作中了。
4.2化学防砂技术
这一防砂技术的核心内容就是向地层中注入一定数量的化学剂或是砂浆与化学剂的混合物，有针对性的提高地层的强度，以起到固结地层的作用。这一防砂技术也分为两种方法，分别为人工胶结地层法和人工井壁法，前者是指向地层中挤入树脂等化学防砂剂，从而有效的固结地层；而后者则是在井筒的周围地层中注入水泥砂浆、树脂砂浆、乳化水泥、水带干灰砂以及顶涂层砾石等物质，固结后就会形成一个具有较好渗透性和较高强度的井壁，从而起到防砂的作用，这一方法不受套管的限制，并且对于因为出砂而造成的亏空井有非常好的防砂效果。在应用化学防砂技术时，必须保证固井具有较好的质量，严禁出现套管外串的现象，在具有较均匀渗透率的薄层段地层防砂工作中更适合应用化学防砂技术。采用化学防砂技术时，施工后在井内不会留下杂物，并且可以应用在具有异常高压的井层中，而其最大的缺点就是会影响地层的渗透率。
4.3复合防砂技术
这一技术就是将机械防砂技术和化学防砂技术的优点有效的结合，首先是利用化学防砂技术在油井地层的周围形成一个具有较好渗透性的人工井壁，然后是利用机械防砂技术再形成一个二次挡砂屏障，从而起到双保险的防砂效果。这一防砂技术的防砂效果更好，并且使用时间也更长，并且适用性强，在任何复杂条件下的油井中都可以采用复合防砂技术，但是与单一的机械防砂技术和化学防砂技术相比，其施工的成本较高，并且工艺较为复杂，如果采用机械防砂技术或是化学防砂技术没有取得理想的防砂效果，那么才建议采用这种防砂技术。
5.结论与认识
任何一种防砂方法都有其各自的特点和适用性，对于特定的油井，防砂成功的关键是防砂方法的选择，防砂方法选择不当是导致防砂失败的主要原因之一。随着新科技、新材料的发展，防砂技术也在不断的发展之中。
参考文献
[1] 王奎升；油井机械防砂工艺技术与装备的发展水平[J]；石油机械；2000年12期
[2] 汪周华；油气藏出砂研究现状及其发展趋势[J]；特种油气藏；2005年04期
[3] 刘永红；机械防砂技术研究的新进展[J]；石油机械；2005年09期