淺析油井出砂的危害及防砂技術

摘 要：我國是一個能源消耗量巨大的國家，因此做好石油的開采工作，不僅僅能夠繼續促進我國國民經濟的快速發展，也能夠使我國的能源供應的戰略更具安全性。在石油的開采過程中，面臨的最突出問題就是油井的出砂問題，出砂問題的出現不但會對油井造成極大的危害，同時還會影響石油企業的經濟效益，因此，應做好油井的防砂工作。文章對油井出砂的危害、油井出砂的機理以及現階段油井的主要防砂技術三個方面的內容進行了詳細的分析和探討，從而詳細的論述了我國油井的防砂工作。

關鍵詞：油井開發；出砂危害；防砂技術

1 油井出砂的危害

在不斷開發油田的過程中，隨著地層的能量越來越低，就暴露出了明顯的油井出砂的問題，而油井的穩產基礎又是十分薄弱的，就會出現嚴重的出砂現象，而一旦砂進入到了井筒之中，還會導致泵無法工作以及油井砂埋等問題，并且當出砂問題較為嚴重時，還會大大的提升后續油井開發工作的難度，從而降低油田的最終采收率，油井出砂的危害主要體現為以下三個方面：（1）如果在開始沒有有效的進行防砂工作，那么出砂的問題就會越來越嚴重，大大的影響油田的穩產和高產；（2）當出現了油井出砂問題時，會有很多油井停止工作，那么就會增加油井維護的工作量，同時還會提升其維護的難度；（3）油井所采用的抽油泵類型較為單一，其是無法滿足出砂井的舉升需求的。

2 油井出砂的機理

地層有弱膠結問題時會導致出砂。一般情況下，此類出砂問題通常都是發生在油井生產的初期階段或是關井后的第二個生產周期，當地層的膠結能力較弱時，那么剪切力就會遠遠的大于張應力，從而導致大量出砂現象。如果地層不具備較強的膠結能力，那么即使是較小的采液強度，也是會導致油井出砂問題的出現的。

中等膠結強度的易出水地層。在最初進行開采工作時，此類油井是不會出現出砂的現象的，而隨著地層的不斷出水，出砂現象也就出現了。地層有弱膠結問題時會導致出砂。導致此現象出現的原因為隨著地層的不斷出水，原有固結砂粒的毛管力就會逐步消失，在地層的流體作用下，地層砂就會被剪碎，而切應力又是越來越大的，所以，油井出砂的問題也會越來越明顯。

隨著油藏壓力的不斷下降，膠結性較好的地層也會出現出砂的現象。如果主應力是非常大的，那么在油藏壓力不斷降低的過程中，膠結強度較高的地層就會出現出砂的現象，并且與膠結強度較弱的地層相比，其出砂的狀況是較差的，同時也可能是時斷時續的發生出砂現象的。

3 現階段油井的主要防砂技術

3.1 機械防砂技術

通常情況下，在油井的防砂工作中我們普遍采用兩種防砂技術，第一種就是防砂管柱技術，在應用這種技術時，應在采油泵的下端掛接一些防砂設備，如多層篩管、繞絲篩管以及割縫襯管等，這樣就會將地層砂阻擋開來，將其隔離在采油泵之外。這種技術應有起來操作方便，在防止中粗砂巖層的出砂問題時有明顯的效果，但是容易導致細砂井堵塞，并且會影響采油泵的使用壽命；第二種則是對第一種技術的改進和完善，其先將防砂管柱下到油井中，之后進行充填作業，從而形成一個多級的濾砂屏障，有效的防止出砂，通常采用果殼、礫石或是陶粒作為充填物，這種防砂技術的應用效果較好，已經被廣泛的應用到熱采井、垂直井以及細中砂巖地層中的防砂工作中了。

3.2 化學防砂技術

這一防砂技術的核心內容就是向地層中注入一定數量的化學劑或是砂漿與化學劑的混合物，有針對性的提高地層的強度，以起到固結地層的作用。這一防砂技術也分為兩種方法，分別為人工膠結地層法和人工井壁法，前者是指向地層中擠入樹脂等化學防砂劑，從而有效的固結地層；而后者則是在井筒的周圍地層中注入水泥砂漿、樹脂砂漿、乳化水泥、水帶干灰砂以及頂涂層礫石等物質，固結后就會形成一個具有較好滲透性和較高強度的井壁，從而起到防砂的作用，這一方法不受套管的限制，并且對于因為出砂而造成的虧空井有非常好的防砂效果。在應用化學防砂技術時，必須保證固井具有較好的質量，嚴禁出現套管外串的現象，在具有較均勻滲透率的薄層段地層防砂工作中更適合應用化學防砂技術。采用化學防砂技術時，施工后在井內不會留下雜物，并且可以應用在具有異常高壓的井層中，而其最大的缺點就是會影響地層的滲透率。

3.3 復合防砂技術

這一技術就是將機械防砂技術和化學防砂技術的優點有效的結合，首先是利用化學防砂技術在油井地層的周圍形成一個具有較好滲透性的人工井壁，然后是利用機械防砂技術再形成一個二次擋砂屏障，從而起到雙保險的防砂效果。這一防砂技術的防砂效果更好，并且使用時間也更長，并且適用性強，在任何復雜條件下的油井中都可以采用復合防砂技術，但是與單一的機械防砂技術和化學防砂技術相比，其施工的成本較高，并且工藝較為復雜，如果采用機械防砂技術或是化學防砂技術沒有取得理想的防砂效果，那么才建議采用這種防砂技術。

3.4 現階段應用較廣泛的防砂新技術

（1）壓裂充填防砂技術。通常情況下，這一防砂新技術主要應用在高滲透疏松砂巖油層的防砂工作中，這類油藏的開發時間是很長的，在長期沖刷和溶蝕油層膠結物的過程中，就會逐步的降低油層的膠結強度，當油藏開發進入到中后期的階段時，為了實現油田的高產和穩產，就必須提高油田的開采速度，那么油層的出砂現象也會越來越明顯。而為了更好的實現油田的穩產，同時保證油井的防砂效果，就應將壓裂和砂石充填防砂技術緊密的結合起來，具體的工作原理是用人工壓裂的方式在油層內形成一個高導流裂縫，使流動的阻力得到降低，在增加油田產能的同時也有效的阻止出砂問題。在裂縫內充填礫石后，也會形成一個人工的井壁，其便能夠起到多級分選和過濾的功能，壓裂充填防砂技術很好的兼顧了保證油井產能和濾砂、擋砂的功能，其主要分為隨著壓裂的施工過程進行的地層尾追涂層礫石和采取套管內礫石充填工藝兩種方法；（2）防排結合的治砂技術。隨著我國科學技術水平的不斷進步，人們的防砂觀念也發生了很大變化，現階段油井的防砂工作已經向著防砂和排砂相結合的方面發展。出砂井的地層通常會析出地層骨架砂和游離砂兩種砂，其中，游離砂對提高油井的產生還是很有利的。近些年來，我國的港東油田對稀油油藏選取排量與地層供液能力相適應的螺桿泵排砂生產，螺桿泵具有攜砂能力強、耐磨能力強以及運行平穩的優點，并且其對于地層出細粉砂的油藏也有著重要的意義，采用化學防砂技術時無法有效的控制這類油藏的滲透率，采用機械防砂技術則容易出現管柱堵塞的問題。

通過以上的論述，文章對油井出砂的危害、油井出砂的機理以及現階段油井的主要防砂技術三個方面的內容進行了詳細的分析和探討。油井的防砂工作是一項復雜的系統工程，在長期的實踐和總結的過程中，我國油井的防砂技術已經得到了極大的發展，油井的防砂技術也不再是傳統的維護性措施了，并且已經逐步的轉變為油井增產和防砂相同步的進攻型配套設施。在油井出砂的工作現場，應詳細的分析不同開發階段油層出砂的機理和發展趨勢，采用有針對性的防砂技術，從而充分地保證油井的防砂效果。

參考文獻

[1]饒遠輝.綜合防砂技術在超稠油開發中的應用探討[J].中國石油化工標準，2013.

[2]郎帆.有桿泵高效攜砂采油配套技術及應用研究[J].石油礦場機械，2011.

[3]吳志勇.油井細粉砂防砂工藝技術研究與應用[J].石油礦場機械，2007.

[4]孫勇.高壓充填防砂配套工藝技術應用效果評價[J].內蒙古石油化工，2011.

[5]徐建忠.超深稠油出砂機理研究及配套防治對策進展[J].內蒙古石油化工，2010.