油井出砂预测及防砂设计.ppt

油井出砂预测及防砂设计世界疏松砂岩油藏分布油水井生产过程中产出的砂是地层岩石的一部分颗粒，对于疏松砂岩油气藏，在原始状态下，大部分的岩石颗粒被胶结物固结在一起，而部分砂粒则自由离散在多孔介质的空隙中形成游离砂。
在生产过程中流体的流速高且岩石基质的胶接强度较差时流体的“拖曳”作用会使原来固结状态差的颗粒剥落下来形成游离砂。

2、剪切破坏
上覆岩层压力由孔隙压力与骨架应力共同平衡。随开采进行，油藏压力逐渐降低，施加在岩石骨架上的压力越来越大，当该力超过岩石的抗剪切应力，岩石就会被剪切破坏。3、粘结破坏
粘结强度是任何裸露的地层表面被侵蚀的一个控制因素。这样的位置主要包括：射孔通道、裸眼完井的井筒表面、水力压裂的裂缝表面、剪切面或其它边界表面。
4、微粒运移
出砂过程中，砂粒的运移会导致井底周围地层的渗透率下降，增大地层的拖曳力可能诱发固相颗粒的产出。
5、化学作用
流体流动过程中，各区域的酸碱度不同可能会导致流体的不配伍，化学反应可能会对胶结物产生溶蚀作用，从而破坏岩石强度。

三、出砂地层类型及其出砂特征第二部分油水井出砂的危害

油层出砂危害极大，主要表现在以下几方面：
砂埋油层或井筒砂堵造成油水井不能正常生产或停产；
出砂导致井下和地面设备冲砂检泵、地面清罐磨损加剧、砂卡；
出砂导致井筒冲砂和地面设备清砂工作量增加，生产成本增加；
出砂还可能造成油层部位亏空、井壁坍塌、套变加剧乃至使油水井报废等；
影响油井生产产量。第三部分油水井出砂预测方法一、定性经验出砂预测3、出砂指数法
根据地层岩石的出砂指数判断地层出砂程度的方法。
4、斯伦贝谢比法
计算岩石的斯伦贝谢比并依此判断地层出砂可能性。
5、地层孔隙度法
反映的是地层的致密程度，利用测井和岩心室内试验求的孔隙度在井段纵向上的分布。6、岩心观察法
用肉眼观察、手触摸等方法判断岩心强度，若一触即碎，或停放数日自行破裂，或可在岩心上用指甲刻痕，则该岩心疏松、强度低，生产过程中易出砂。
7、DST测试法
若在DST测试期间油气井出砂，甚至严重出砂，则油气井生产初期就可能出砂。有时DST测试未见出砂，但仔细检验井下钻具和工具，发现在接箍台阶处富有砂粒，或DST测试后，下探砂面，发现砂面上升，该井易出砂。
8、厚壁圆柱筒（TWC）试验法
采用岩心进行破坏试验，测得岩心的破坏应力。据此根据井筒周围地层的实际能力判断是否出砂。二、出砂临界生产压差预测产层岩石坚固程度判别指数“C”公式法
根据熊友明的研究成果,垂直井井壁岩石所受的切向应力是最大张应力。对于任意角度的定向井，最大切向应力由下式表达：

根据岩石破坏理论，当岩石的最大切向应力大于其抗压强度时，将会引起岩石结构的破坏而出骨架砂。因此，防砂的判据为：

上式取等号可求得油井出砂的临界井底流压，进而转化得到出砂临界生产压差。
三、出砂半径和出砂速度预测出砂速度预测第四部分主要防砂工艺及技术

二、机械防砂

常见的机械滤砂管（筛管）

三、化学防砂2、化学胶结人工井壁三、复合防砂1、机械-化学复合方法2、高渗压裂充填防砂高导流裂缝3、纤维复合无筛管防砂工艺四、国内外技术新进展膨胀管串技术优势2、水平井裸眼充填技术管柱结构技术优势分层挤压充填技术以一次可以完成多油层分层防砂的技术优势，较好的解决了非均质油藏井段长、夹层大、多油层的防砂难题，施工工序简单、作业成本低。因此成为世界各大石油公司开发攻关的新技术。技术特点4、射孔防砂一体化技术管柱结构下入集成管柱
坐封射孔封隔器技术优势第五部分防砂工艺设计理论

防砂工艺参数设计的基本原则：一、地层砂特性分析
地层砂特性分析是所有防砂工艺参数设计的基础和依据。其任务是分析各粒径地层砂的分布特征，通常使用半对数累重筛析曲线。
地层砂筛析曲线以及基于该筛析曲线的地层砂特性参数（d10、d25、d40、d50、d75、d84.1、d90、均匀系数、分选系数、偏差系数）是进行防砂工艺参数选择砾石尺寸和机械筛管挡砂精度所必须的基础参数依据。
筛析法：即得到粒径与累积重量百分数的关系曲线为一条S形曲线，即筛析曲线。它基本反映地层砂的特性，可以作为选择充填砾石尺寸的依据。二、砾石尺寸选择
砾石尺寸设计是砾石充填、人工井壁类防砂工艺参数设计的核心内容和步骤。砾石充填层为挡砂屏障和油气入井通道，砾石尺寸主要影响生产动态和防砂效果。需要考虑地层砂特性、渗透率对产能的影响、地层细砂的侵入特性以及强度等诸多因素。
砾石尺寸设计方法有多达十几种，每种方法具有不同的适用性。这些方法分为两大类：简单模型和基于筛析曲线的设计方法。前者一般仅根据地层砂某一特征值即可完成设计；后者则基于地层砂特性曲线，充分使用了尽可能多的地层砂信息，属于比较科学的设计方法。了尽可能多的