出砂机理及防砂演示教学.ppt

6.1概述6.2出砂机理与预测6.3防砂方法与技术6.4防砂工具出砂是由于油气井开采和作业等综合因素造成井底附近地层破坏，导致剥落的地层砂随地层流体进入井筒，而对油气井生产造成不利影响的现象。二、影响地层出砂因素，三大类：1、地质因素2、开采因素3、完井因素1、砂粒可能在井内沉积并形成砂堵，产量降低；2、砂粒将磨损井内和地表设备，卡抽油泵进出口凡尔、活塞、衬套等；3、出砂严重的井还可能引起井壁坍塌而损坏套管和衬管、砂埋油层导致油气井停产，使采油的难度和成本都显著提高等等。4、污染环境，尤其是海洋油气田。出砂地层根据地层砂胶结强度大小分成三种类型，每一类型有各自出砂特征。1.流砂地层指没有胶结的地层砂。流砂地层仅靠很小的流体附着力和周围环境圈闭的压实力来聚集。这种地层一旦开井投产便连续不断出砂，但产出液含砂量相对稳定，基本是一常数。虽然累计出砂量不断增大，但套管周围不会出现地层空穴，只是地层越来越松。2.部分胶结地层含胶结物量少，胶结力弱，地层强度低。投产后地层砂会在炮眼附近剥落，逐渐发展成空穴，剥落的地层砂进入井筒极易添满井底，堵塞炮管。其产出液含砂量变化很大。3、脆性砂地层也称易碎砂地层，较多胶结物，中等胶结强度砂岩。开始投产时出砂几天或几周，随后出砂量大减，几乎无砂产出，到一定可能重新出砂。因出砂过程中套管外部地层冲蚀空穴突然增大，过流面积成倍增长，地层流体流速大幅下降，导致出砂量明显下降。当单位面积流体流速达到一定值时，又会出现地层砂大块坍塌，过流面积倍增而停止出砂，出现另一个周期。周而复始任其发展，洞穴将越来越大，最终形成灾难性地层坍塌，使套管变形而报废。1、拉伸破坏机理2、剪切破坏地层中存在诸如粘土之类精细颗粒，会随产出液一起运移，造成井壁周围渗透率降低（地层损伤的一种），增加了流体的拖曳力，导致出砂。二、油井出砂预测方法有以下三种：1、现场观测法2、经验分析法3、应力分析法1）裸眼井井筒附近应力分布（1）裸眼井井筒附近应力分布的一般方法（2）考虑孔隙流体的压力效应地层中任一点应力分布2）射孔完成井出砂预测方法（1）沿最大水平主应力方向射孔时，求得孔眼周围地层的应力分布（2）沿最小水平主应力方向射孔时，求得孔眼周围地层的应力分布油井防砂方法有以下几种：1、机械防砂法2、化学防砂法3、焦化防砂法4、复合防砂法5、其他防砂法1、机械防砂（1）滤砂器防砂原理B、割缝衬管二、各防砂方法防砂原理（2）筛管砾石充填防砂机理（1）人工胶结固砂方法①酚醛树脂胶结砂层②酚醛溶液地下合成防砂（2）人工井壁防砂法①预涂层砾石人工井壁②水泥砂浆人工井壁③树脂核桃壳人工井壁④树脂砂浆人工井壁（1）物理方法固砂原油中重质部分尤其沥青，在低温下可凝固成半固态物质，不再溶于原油，可以将疏松砂岩胶结在一起，形成具有一定渗透性的挡砂屏障。（2）低温氧化固砂低温氧化：指氧气和烃类物质在300度以下条件中化学反应。低温氧化固砂：利用原油和氧气在低温下反应，使原油中的沥青质析出，把地层胶结在一起。（3）沥青石油固砂（1）常规机械-化学复合防砂法（2）高渗压裂充填防砂5、其他方法－砂桥形成与稳定5、其他方法－投产与管理机械防砂管柱结构1、防砂方法选择原则防砂方法选择中存在的问题6.3防砂方法与技术（1）地层砂侵入影响(2)地层胶结程度与地层砂粒径（3）粘土与细粉砂泥质的含量（4）油藏流体物性（5）地层垂向非均质性（6）地层温度（7）井段长度（8）多油层防砂（9）射孔参数（10）井身状况（11）砾石尺寸选择不当（12）砾石破碎影响（13）入井液影响（14）油井产能影响（15）含水率影响分类比较项目油气井防砂总过程6.4防砂工具