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油井出砂原因及防砂的措施

发表时间：2021/4/14 来源：《中国科技信息》2021年4月作者：吴晓东卞兴红刘秀凤

[导读] 在石油开采过程中，油井出砂的问题一直是石油开采业急需解决的难题之一。油井出砂不仅会造成油井减产、加快油井井下开采设备的磨损、老化，还会导致开采区域地层出现亏空，引起油井报废。因此，如何解决油井出砂问题成为很多专家学者研究的重要课题。基于此本文对油井出砂机理进行了分析，并且对防砂措施进行了探讨。

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摘要：在石油开采过程中，油井出砂的问题一直是石油开采业急需解决的难题之一。油井出砂不仅会造成油井减产、加快油井井下开采设备的磨损、老化，还会导致开采区域地层出现亏空，引起油井报废。因此，如何解决油井出砂问题成为很多专家学者研究的重要课题。基于此本文对油井出砂机理进行了分析，并且对防砂措施进行了探讨。
关键词：抽油泵；油井出砂；原因分析；防砂技术
        引言
        在油田开采过程中，随着油田开采的不断进行，地层能量也会随之不断下降，此时油井内部的压差就会不断增大，进而导致油井出砂的问题不断严重，油井出砂会对其产能造成比较大的影响。地层出砂会进入到井筒中，可能会造成管线和设备堵塞情况的出现，或者对泵造成破坏，甚至可能会导致井壁坍塌的问题，造成套管变形损坏，最终使油井不能够继续生产，而且会影响后续开采和最终的采收率，因此加强对油井出砂机理的研究，针对油井出砂机理采取有效的防砂措施来对油井出砂问题进行预防，对于保证油田产能的稳定，提高最终采收率具有重要的意义。
        一、油井出砂原因分析
        油井出砂的原因并不都是一样的，不同区域的油井在出砂原因方面可能有一定的差异，但是总的来说油井出砂主要是两类原因导致的，一方面原因是油藏本身的地质条件，另一方面则是开采因素，这两方面因素是导致油井出砂的主要原因，下面就对这两方面因素进行分别的分析：
        1、地质条件的影响
        开采区域内岩层的自然因素是导致油井出砂的主要原因。在进行石油开采的过程中，原油输出会导致开采区域土层外部压力不断增大，引起岩层的松动，严重时会导致区域内的岩层脱落，进而出现油井出砂问题。在石油开采的过程中，开采区域内岩层应力的分布是导致油井出砂的内因，随着开采深度的增加，开采石油需要的压力不断加大，此时油井内开采区域内的岩层应力状态平衡状态被打破，破坏了开采区域内的结构，引起岩层脱落，产生油井出砂问题。
        油层胶结强度。油层胶结强度对于出砂有着比较大的影响，影响油层胶结强度的因素包括胶结物的种类、数量和强度。油层胶结的形式主要有泥层胶结、碳酸盐胶结和硅质胶结等几类，其胶结强度依次增加，而对于同一种胶结物而言，随着数量的增加其胶结强度也会随之增加；胶结方式主要有一般基质式胶结、孔隙式胶结和接触式胶结，其胶结强度逐渐减小。排除掉其他因素的影响之后，储层渗透率越高，油层就更容易出砂，胶结方式会影响到储层的渗透率，进而对油井出砂造成影响。
        2、开采因素的影响
        石油开采过程中外力导致的油井出砂问题占比较大。在石油开采过程中，各种因素都会对开采区域内的岩层造成不同程度的破坏，导致岩层所能承受的压力值不断变小。随着开采深度的不断变深，岩层所承受的外部压力也会逐渐变大，而这就是常说的油井的生产压差。

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生产压差的不断增加，使得采油设备输出的压力值不断变大，石油的流动速度变快，此时石油本身所具有的渗透率也随着速度增加而变大，进而导致石油对岩层的冲刷破坏增强，最终破坏岩层间的胶质物，使得岩层出现脱落，导致油井出砂问题出现。此外，在采油过程中，技术人员的不合理操作等会引起生产压差的增大，引发油井出砂。
        二、油井主要防砂措施
        在油井开采过程中，出砂问题会对原油开采造成不利的影响，因此防砂是油井开采过程中需要重点研究的内容，通过多年的生产实践以及开展防砂技术试验进行研究，当前油井防砂措施日趋完善，能够有效的起到防砂效果，降低油井出砂，保证油田产量。
        1、化学防砂。化学防砂技术的主要原理是，利用化学方式来增强地层砂的胶结强度，从而使人工井壁的强度得到提升，进而防止地层砂进入井筒中。化学防砂具有多方面的优点，一方面其施工比较简单，而且成本低，同时其对于粉砂层油藏的细分砂具有非常好的防砂效果，同时若油井含水率也比较高，其还能够起到堵水的作用，从而更好地保障油井的产量。。因此，化学防砂方法主要被应用于开采初期或者是高含水的油井，能够起到防砂控水的作用。在应用化学防砂方法时，应基于油井出砂的实际情况和地层压力状态、渗透率大小以及注采连通情况来确定施工方案和参数，对所需要的防砂半径进行精确的计算，确保防砂方案可以得到落实，并且取良好的效果。
        2、机械防砂。机械防砂是指通过将防砂管柱放入油井内，进而达到防止地层砂进入到井筒中的一种防砂工艺。机械防砂工艺主要包括两类：一种是在将防砂管柱放入到油井中后，应用砾石进行充填，这类防砂方法具有有效期长、效果好等方面的优点；另一种则是在放入防砂管之后不用砾石填充，而是在地面预制滤砂管，这类防砂方法的特点是工艺简单，操作便捷。机械防砂的优点是具有良好的防砂增油效果，但是在针对细粉砂岩油藏的防砂工作时，其难以起到良好的效果。在应用机械防砂工艺时，技术最关键的内容是选择合理的参数，即防砂管孔眼的大小，这需要确定防砂粒径。
        3、复合防砂所谓的复合防砂工艺是指，将化学防砂和机械防砂进行组合，从而起到良好的防砂效果，这种防砂工具具有较长的有效期。随着油井的持续开采，到了开采的中后期，单一的防砂技术已经难以起到良好的防砂效果，不能够满足生产的实际需求。在这样情况下，通过应用将化学防砂和机械防砂相配套整合出的复合防砂工艺，能够起到良好的防砂效果。通过应用复合防砂工艺，可以对含水量高、出砂严重并且油层含油饱和度较高的砂砾岩油藏起到良好的防砂效果。在实际的应用中，通常先使用化学防砂工艺对油层进行预处理，然后再采用机械防砂的方式，加入筛管等滤砂工具，最后使用砾石对筛管外进行填充。
        结论
        造成油井出砂的因素很多，地质条件、开采因素发等生产因素都和油井出砂有关，为了保证油井的产量，需要采取有效的防砂措施来对油井进行处理，有效的起到防砂作用。目前，常用的有化学纺砂、机械纺砂、复合防砂等，在选择防砂工艺时需要基于油井的实际情况，选择适合的防砂方法才能够起到良好的效果。
［参考文献］
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[3]张楠.辽河油区油井防砂工艺技术研究[D].东北石油大学,2015.
作者简介：吴晓东，男，山东东营市人，汉族，中专学历，采油技师，研究方向为油气田开发工作。