周毅

摘 要：地层结构是否稳定主要取决于上覆岩层压力的大小、毛细管力以及砂粒间的胶结程度，所有这些因素使得砂粒处于稳定状态。当来自地层本身及外部力的作用破坏了地层强度与各种拉拽力之间的平衡关系时，就会产生出砂现象。地层因素和开发因素便是油层出砂的主要原因。经研究、分析和施工过程的摸索，本文将重点讲述几种化学防砂的施工技巧，有效防止砂卡和防砂剂胶结等事故。

关键词：井下作业;防砂;防砂方式;研究;应用

油井出砂是疏松砂岩油（气）藏开发生产中长期面临的难题。油井的出砂加大了原油的开采难度，破坏生产设备，严重影响采油系统的正常生产。以克拉玛依稠油区块六东区生产为例，该区块单井常年出砂，每轮稠油吞吐后均有不同程度的出砂，导致砂卡、泵固定凡尔磨损、管杆偏磨，严重降低开采率和开采成本。

1 化學防砂简介

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固砂剂，直接将地层砂固结;人工井壁是将树脂砂浆液、预涂层砾石、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。

化学防砂方法适用于薄层短井段，对粉细砂岩地层的防砂效果好，施工后井筒内不留下任何机械装置，便于后期处理，相对机械防砂成本较低。缺点是对油藏温度的适应性较差，易老化，有效期短，固结后地层渗透率明显下降，产能损失大。

2 化学防砂工况分析

克拉玛依油田部分老区块储层非均质性高，地层亏空严重，出砂量大，采收率较低，定向井实施机械防砂后，因地层亏空、地层非均质性高、稠油吞吐后对套管曲率的影响，使得地层应力集中，绕丝结构容易发生变形，严重会造成掩埋油层，从而转向大修作业。故对该区块单井实施化学防砂具有成本低、施工时间短、见效快的优点。

而化学防砂的缺点也较为突出，根据多年修井统计，化学防砂在实际实施过程中容易造成两种事故：①砂卡：在挤砂作业完毕时，由于泵压不足或因故停泵，防砂剂不能完全挤入地层，在上返、沉降过程极容易形成砂埋管柱，最终需进行打捞作业;②胶结：防砂剂胶凝速度快，在冲砂前形成坚硬的胶结塞，冲砂不下，最终需进行钻塞作业。

3 化学防砂新方案的应用

克拉玛依油田六东区有大量定向井，如进行机械防砂使得后期打捞难度大，易造成工艺复杂化;故对于定向井大多实施化学防砂，即光油管下至油层上部约6m处，挤入防砂剂，完成后冲砂至井底，下入设计结构完井。而化学防砂过程操作不当致使砂卡，使井况复杂化，增加修井时效及采油成本，在此情况下，设计出三种对应防砂方案，有效提高一次防砂成功率：

3.1 填砂垫层，油套同挤施工，有效防止挤砂过程中泵压不稳或供液不及时造成的砂堵、砂卡

3.1.1 填砂

配下作业油管位于油层底界下部3m，油管头座漏斗，泵罐车一组连接水龙带油管内小排量注入清水，开始填入压裂砂。填砂过程泵罐车配合小排量注入清水、上下活动管柱，上提Φ73mm油管至安全位置，关井30min使填入砂充分沉淀。

3.1.2 防砂

配下作业油管完成于油层顶部6m，完善井口装置，确保不刺不漏。连接第一组泵、罐车，地面管汇至井口油管闸门，试压10MPa不刺不漏;油层试挤2m3携砂液，测试油层吸收性，做好挤砂施工准备（携砂液若干，耐高温覆膜砂若干），连接第二组泵、罐车，地面管汇至井口套管闸门，试压10MPa不刺不漏，两组泵、罐车同时起泵，第一组泵、罐车从油管挤入固砂剂混合液，挤入压力控制在10MPa以下，排量控制300-400L/min， 第二组泵、罐车从井口套管闸门挤入密度为1.00g/cm3的脱油热清水，挤入压力控制在10MPa以下，排量控制300-400L/min，挤注固砂剂混合液完毕后挤入顶替液若干（地面管汇至油管管脚内容积），两组泵、罐车停泵，关井待压力扩散后，上提管柱至安全位置。

3.2 填砂垫层，优化防砂管柱，配下轨道式封隔器位于油层上部2m，正挤防砂，避免凝结的同时有效防止砂卡、堵

施工方案简介：

3.2.1 填砂

配下作业油管位于油层底界下部3m，油管头座漏斗，泵罐车一组连接水龙带油管内小排量注入清水，开始填入压裂砂。填砂过程泵罐车配合小排量注入清水、上下活动管柱，上提Φ73mm油管至安全位置，关井30min使填入砂充分沉淀。

3.2.2 防砂

配下作业管柱下接Y221轨道式封隔器至油层上部5m，以1.00g/cm3的脱油热清水为介质，试压10MPa，稳压10min，压降不超过0.5MPa为合格，完善井口装置，确保不刺不漏。连接井口防砂泵罐车，地面管汇至井口油管闸门，试压10MPa不刺不漏;油层试挤2m3携砂液，测试油层吸收性，做好挤砂施工准备（携砂液若干，耐高温覆膜砂若干），油管挤入固砂剂混合液，挤入压力控制在10MPa以下，排量控制300-400L/min，挤注固砂剂混合液完毕后挤入顶替液若干（地面管汇至油管管脚内容积），停泵关井待压力扩散后，提出井内全部管柱。

4 结语

老区块稠油浅薄层开采过程中地层大量出砂可以得出出砂的危害，故防砂显的尤为重要，要对不同开发阶段油层出砂的机理、出砂预测开展深入研究，以便增加防砂工作的主动性，使防砂技术不断满足现场生产需要。