水胜芝

（中石化胜利油田河口采油厂，山东 东营 257200）

在油气开采中，油气井出砂能引起砂埋油气层或井筒砂堵造成油气井停产；注水井出砂会造成注水层位的堵塞而降低水效益。通过防砂，可使地层砂最大限度地保持其在地层中的原始位置，而不随地层流体进入井筒，阻止地层砂在地层中的运移，使地层原始渗透率降到最低程度。

1 油水井出砂原因分析

影响地层出砂的因素大体分为3大类，即地质因素、开采因素和完井因素。第一类因素由地层和油藏性质决定（包括构造应力、沉积相、岩石颗粒大小、形状、岩矿组成，胶结物及胶结程度，流体类型及性质等），这是先天形成的，当然在开发过程中，由于生产条件的改变会对岩石和流体产生不同程度的影响，从而改善或恶化出砂程度；第二、三类因素主要是指生产条件改变对出砂的直接影响，很多是可以由人控制的，包括油层压力及生产压差，液流速度，多相流动及相对渗透率，毛细管作用，弹孔及地层损害，含水变化，生产作业及射孔工艺条件等。通过寻找这些因素与出砂之间的内在关系，可以有目的地创造良好的生产条件来避免或减缓出砂。

2 主要防砂技术简介

2.1 机械防砂技术

目前，机械防砂分为两类：第一类是现场应用比较普遍的防砂管柱防砂技术，主要是采取在采油泵下挂接如绕丝筛管、割缝衬管、双层或多层筛管、各种防砂器等，原理是利用上述防砂管柱阻挡住地层砂，防止进入采油泵内。优点是简便易行，可以有效地防止中粗砂岩油层所出的大粒径砂；不足以对出细砂的井造成堵塞，使采油泵不进液，而且寿命相对短暂。第二类机械防砂是第一类机械防砂方法的发展进步，它采取先下入防砂管柱再进行充填，或一次性压裂充填，形成多级滤砂屏障，达到挡砂目的，充填物常用砾石、陶粒和果壳等。由于该类防砂方法应用较早，技术逐步完善，被认为是目前防砂效果最好的防砂方法之一，可用于细、中、粗砂岩地层，垂直井、定向井、热采井等的复杂条件中。

2.2 化学防砂技术

化学防砂是向地层中挤入一定数量的化学剂或化学剂与砂浆的混合物，达到充填、固结地层、提高地层强度的目的。化学防砂主要分为人工胶结地层和人工井壁两种方法。人工胶结地层是向地层注入树脂或其他化学防砂剂，直接将地层砂固结；人工井壁是将树脂砂浆液、顶涂层砾石、水带干灰砂、水泥砂浆、乳化水泥等挤入井筒周围地层中，固结后形成具有一定强度和渗透性的人工井壁，达到防止油层出砂的目的，人工井壁法对由于出砂造成套管外油层部位坍塌所造成的亏空井防砂效果更好，不受套管的限制。化学防砂的优点是施工后井内无遗留物，并可用于异常高压井层的防砂；缺点是对地层渗透率有一定伤害，特别是重复施工。

2.3 复合防砂技术

复合防砂利用机械防砂和化学防砂的优点相互补充，一方面，能在近井地带形成一个渗透性较好的人工井壁；另一方面，利用机械防砂管柱形成二次挡砂屏障，起到很好的防砂效果。复合防砂效果好，有效期长。复合防砂的适应性广，几乎可以用于任何复杂条件下的防砂措施。

3 目前正在推广的防砂新技术简介

随着新材料新工艺的出现和防砂观念的发展，目前，防砂发展趋势有4个转变：即由单一防砂方法向复合防砂转变；由被动防砂向主动防砂转变；由后期防砂向先期防砂转变；由井筒留工具防砂向井筒不留工具防砂转变。

3.1 压裂充填防砂技术

它主要是针对中高渗透疏松砂岩油层防砂。随着这类油藏开发时间的延长，油层胶结物被长期冲刷溶蚀，油层胶结强度变低，加之油藏进入开发中后期，一般都要以提高采油速度来实现稳产，采油速度加大致使油层出砂加剧。为了兼顾防砂和增产双重目的，而将压裂与砾石充填防砂两者结合在一起。原理是通过人工压裂在油层内形成短而宽的高导流裂缝，降低流动阻力，从而增加产能，另外降低流体的流速和携砂能力，减缓出砂。裂缝内砾石充填支撑带又具有多级分选过滤功能的人工井壁的作用。这种防砂技术实现了挡砂、滤砂、增加产能的目的。这种砾石充填防砂有两种方法：一是随压裂施工同地层尾追涂层砾石；二是采取套管内砾石充填工艺。

3.2 射孔－充填一体化防砂技术

将射孔和砾石充填有机结合，用一趟管柱下入井内油层段，射孔后进行砾石充填或压裂充填施工。该技术特点是简化施工过程，缩短作业时间，减少对地层伤害。这种技术对水平井防砂也有一定优势。

3.3 防排结合的治砂技术

随着人们防砂理念的更新，对防砂的观念也发生了很大变化，防砂已经由过去的单纯防砂向排砂、防排结合方向发展。对于出砂井，地层所出的砂分为游离砂和地层骨架砂，现在认为地层产出游离砂并不可怕，它反而能起到疏通地层孔隙、喉道作用，对提高油井产能有利。因此，有效地防砂和合理地排砂的技术思路被提出来。

4 结束语

油气井防砂技术经过长期实践和总结，已经逐步地完善和发展，控砂防砂理念的多元化也丰富了防砂手段，进一步推动了防砂技术的进步，防砂技术也由过去常规的维护性措施演化成防砂与增产同步的进攻型配套措施。现场应对不同开发阶段油层出砂的机理、出砂预测，开展深入研究，更好增加防砂工作的主动性，提高防砂效果，使防砂技术不断满足现场生产需要。

[1]何生厚，张琪.油气井防砂理论及其应用[M].北京：中国石化出版社，2003.