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摘 要 出砂是影响油气井生产的一个重要因素，它制约着油气田的开发效果。因此，对出砂油藏开展防砂对策研究具有很重要的现实意义。通过对曙光油田出砂区块出砂机理分析，开展提高固井质量、优化射孔技术、实施防砂措施的研究，探索适合于油藏的防砂技术。现场实施效果表明：有针对性的实施防砂措施能有效解決油层出砂问题。这为同类油藏提供了很好的借鉴作用。
关键词 出砂 出砂机理 砾石防砂 人工井壁 压裂防砂
【中图分类号】TE343
1研究背景
1.1开发中存在的问题
曙光油田地质条件复杂、油品种类多样。在其开发过程中，部分油藏因地层压实作用弱、胶结程度差、地层疏松，造成油水井出砂。以曙三区为例，该区块位于辽河断陷盆地西部凹陷西斜坡中段杜32断层上升盘，开发目的层为下第三系沙河街组四段杜家台油层，受地质构造、沉积相带、油层发育状况等因素影响，油水井普遍有出砂历史，若按单井累计出砂量大于2m3出砂井为出砂严重井为标准，出砂严重井已占总井数的55.8%。其中每产1万方液量累积出砂量大于4方的89口井，所占比例33.3%，出砂量在2.0～4.0方的有60口井，所占比例22.5%，在0.5～2.0方之间的81口井，小于0.5方的37口井。又如杜813兴隆台油藏，几乎所有油井都有出砂历史。目前出砂严重井为168口，已达到油井总井数的68%，个别油井累计出砂量达到8 m3以上。出砂导致套坏关井10口。
地层出砂对油藏开发效果影响极大。主要体现在以下几个方面：
二是受地层出砂影响，冲砂检泵频繁，油井生产时率低。部分出砂严重区域，平均单井冲检周期仅为80天，有些区域甚至不足31天，受检泵周期短影响，油井生产时率普遍较低。
1.2出砂机理分析
针对目前出砂区块开发中存在的矛盾， 在精细油藏研究的基础上，通过分析地层砂的粒径、分选等情况， 从内在的地层发育状况到外在的开发状况， 综合研究了砂岩油藏的出砂机理，出砂主要受两方面因素影响。
（1）地质因素
由于油层埋藏浅， 地层压实作用小，胶结比较疏松， 断块多， 地层应力场分布不均衡， 地层中容易产生局部应力过大， 破坏岩石的原始结构， 使岩石的强度下降或由于胶结物中泥质含量高、水敏性较强均易表现为地层出砂。
（2）开发因素
随着油田开发不断进行， 压力自然下降， 储层砂体承载砂粒的负荷逐渐增加， 致使砂粒间的应力平稳状态被破坏， 即地层应力超过砂岩地层强度，导致了岩石颗粒的剥离；而油井放喷、生产时， 生产压差的急剧建立， 流体流动过程中对砂粒的强拖曳力， 以及注水开发中为了保持产量必定要提高采液量，大量注水造成的水敏地层岩石膨胀和泥质胶结物强度下降， 松散解体必将导致地层流体的流速增加， 加大流体对地层砂的冲拽力将造成砂粒的搬运。在宏观上表现为油井地层出砂，另外原油粘度高，拖曳力大也是导致出砂的重要因素。
2 防砂治沙对策研究及应用效果
2.1采用新技术固、完井，防止套坏发生
2.1.1提高套管强度
2.1.2优化射孔方式
2.2开展多种防砂措施，提高油藏开发效果
2.2.1砾石充填防砂
砾石充填防砂是将高精密滤砂管和充填装置下至油层部位丢手后，通过压裂车组将砾石携带到油层亏空处和滤砂管与套管的环形空间，在砾石的滤砂和滤砂管的挡砂作用下，形成高强度的防砂屏障，阻止地层砂向井筒内运移，从而保证油井的正常生产。
2.2.2人工井壁防砂
人工井壁采用支撑剂、胶结剂等加工成胶结砂，用携砂液将胶结砂携送到井底，堆积到油层亏空部位及炮眼处，固化后，形成具有很高强度及渗透率的人工井壁。具有以下特点：
⑴耐高温。人工井壁可耐注汽温度350℃，并且长期保持稳定。
⑵抗压强度高。人工井壁的抗压强度可达20 MPa以上。
⑶渗透率高。人工井壁的渗透率可达12μm2以上。
2011年以来，曙光油田共实施人工井壁防砂实施14井次，累计增油0.18万吨。取得了预期的防砂效果。以杜813-44-新82井为例，该井为杜813兴隆台区块的一口井，更新前由于出砂严重，无法正常生产，经TBS防砂，割缝筛管防砂均未取得成功，吞吐3轮因出砂严重无法正常生产关井，2012年实施更新，在生产1周期后便实施了人工井壁防砂。措施后，一直生产正常，未发生过砂卡现象，作业探砂面无砂，该井累计正常生产322天，累计增油621吨。
2.2.3压裂防砂
压裂防砂技术采用添加了相关化学剂的活性水或稠化水做为压裂液， 用压裂车产生的高压压开地层， 采用专用支撑剂支撑压裂产生的裂缝， 专用支撑剂表面涂敷了一种在地层温度下可以自行交联固化的特种改良树脂。支撑剂不仅有效地填补了近井地带因出砂产生的地层亏空，而且由于支撑剂表面涂敷了特种改良树脂。在地层温度下，支撑剂与地层骨架能够交联固化在一起，形成比原状地层骨架更为紧密，强度更大的人工井壁，使得岩石颗粒与地层骨架不易脱落，有效地减缓了出砂的速度。
作者简介：欧毅，男，助理工程师，1982年9月生，2008年毕业于大庆石油学院地质勘查专业，现就职于中石油辽河油田公司曙光采油厂机动采油大队。
关键词 出砂 出砂机理 砾石防砂 人工井壁 压裂防砂
【中图分类号】TE343
1研究背景
1.1开发中存在的问题
曙光油田地质条件复杂、油品种类多样。在其开发过程中，部分油藏因地层压实作用弱、胶结程度差、地层疏松，造成油水井出砂。以曙三区为例，该区块位于辽河断陷盆地西部凹陷西斜坡中段杜32断层上升盘，开发目的层为下第三系沙河街组四段杜家台油层，受地质构造、沉积相带、油层发育状况等因素影响，油水井普遍有出砂历史，若按单井累计出砂量大于2m3出砂井为出砂严重井为标准，出砂严重井已占总井数的55.8%。其中每产1万方液量累积出砂量大于4方的89口井，所占比例33.3%，出砂量在2.0～4.0方的有60口井，所占比例22.5%，在0.5～2.0方之间的81口井，小于0.5方的37口井。又如杜813兴隆台油藏，几乎所有油井都有出砂历史。目前出砂严重井为168口，已达到油井总井数的68%，个别油井累计出砂量达到8 m3以上。出砂导致套坏关井10口。
地层出砂对油藏开发效果影响极大。主要体现在以下几个方面：
二是受地层出砂影响，冲砂检泵频繁，油井生产时率低。部分出砂严重区域，平均单井冲检周期仅为80天，有些区域甚至不足31天，受检泵周期短影响，油井生产时率普遍较低。
1.2出砂机理分析
针对目前出砂区块开发中存在的矛盾， 在精细油藏研究的基础上，通过分析地层砂的粒径、分选等情况， 从内在的地层发育状况到外在的开发状况， 综合研究了砂岩油藏的出砂机理，出砂主要受两方面因素影响。
（1）地质因素
由于油层埋藏浅， 地层压实作用小，胶结比较疏松， 断块多， 地层应力场分布不均衡， 地层中容易产生局部应力过大， 破坏岩石的原始结构， 使岩石的强度下降或由于胶结物中泥质含量高、水敏性较强均易表现为地层出砂。
（2）开发因素
随着油田开发不断进行， 压力自然下降， 储层砂体承载砂粒的负荷逐渐增加， 致使砂粒间的应力平稳状态被破坏， 即地层应力超过砂岩地层强度，导致了岩石颗粒的剥离；而油井放喷、生产时， 生产压差的急剧建立， 流体流动过程中对砂粒的强拖曳力， 以及注水开发中为了保持产量必定要提高采液量，大量注水造成的水敏地层岩石膨胀和泥质胶结物强度下降， 松散解体必将导致地层流体的流速增加， 加大流体对地层砂的冲拽力将造成砂粒的搬运。在宏观上表现为油井地层出砂，另外原油粘度高，拖曳力大也是导致出砂的重要因素。
2 防砂治沙对策研究及应用效果
2.1采用新技术固、完井，防止套坏发生
2.1.1提高套管强度
2.1.2优化射孔方式
2.2开展多种防砂措施，提高油藏开发效果
2.2.1砾石充填防砂
砾石充填防砂是将高精密滤砂管和充填装置下至油层部位丢手后，通过压裂车组将砾石携带到油层亏空处和滤砂管与套管的环形空间，在砾石的滤砂和滤砂管的挡砂作用下，形成高强度的防砂屏障，阻止地层砂向井筒内运移，从而保证油井的正常生产。
2.2.2人工井壁防砂
人工井壁采用支撑剂、胶结剂等加工成胶结砂，用携砂液将胶结砂携送到井底，堆积到油层亏空部位及炮眼处，固化后，形成具有很高强度及渗透率的人工井壁。具有以下特点：
⑴耐高温。人工井壁可耐注汽温度350℃，并且长期保持稳定。
⑵抗压强度高。人工井壁的抗压强度可达20 MPa以上。
⑶渗透率高。人工井壁的渗透率可达12μm2以上。
2011年以来，曙光油田共实施人工井壁防砂实施14井次，累计增油0.18万吨。取得了预期的防砂效果。以杜813-44-新82井为例，该井为杜813兴隆台区块的一口井，更新前由于出砂严重，无法正常生产，经TBS防砂，割缝筛管防砂均未取得成功，吞吐3轮因出砂严重无法正常生产关井，2012年实施更新，在生产1周期后便实施了人工井壁防砂。措施后，一直生产正常，未发生过砂卡现象，作业探砂面无砂，该井累计正常生产322天，累计增油621吨。
2.2.3压裂防砂
压裂防砂技术采用添加了相关化学剂的活性水或稠化水做为压裂液， 用压裂车产生的高压压开地层， 采用专用支撑剂支撑压裂产生的裂缝， 专用支撑剂表面涂敷了一种在地层温度下可以自行交联固化的特种改良树脂。支撑剂不仅有效地填补了近井地带因出砂产生的地层亏空，而且由于支撑剂表面涂敷了特种改良树脂。在地层温度下，支撑剂与地层骨架能够交联固化在一起，形成比原状地层骨架更为紧密，强度更大的人工井壁，使得岩石颗粒与地层骨架不易脱落，有效地减缓了出砂的速度。
作者简介：欧毅，男，助理工程师，1982年9月生，2008年毕业于大庆石油学院地质勘查专业，现就职于中石油辽河油田公司曙光采油厂机动采油大队。