a. 油井投产放喷、抽汲过猛，强烈降压，或
油井生产压差过大，排液速度过快；油井 开关频繁，均会造成油井激动引起油井出 砂。 b.酸化措施，除去地层中的钙质胶结物，或 入井流体与地层不配伍，造成堵塞，加大 油流阻力使油井出砂。
防砂方法介绍 4.1 油层出砂防砂研究综述
• 3.采油防砂方法 • 综合上述油气层出砂原因，为防止油井出 砂，一方面要针对油层及油井的条件，正 确选择固井、完井方式，制定合理的开采 措施，提高管理水平；另一方面，要根据 油层、油井及出砂的具体情况采用防砂方 法。
• 4.1 防砂原理 采用PYC - 150 (215) 封隔高压充 填工具与绕丝筛管配套,携砂液以大排量将陶粒带 到油气井产层管外空洞和筛管与套管的环形空间, 经沉积、压实,形成高效能挡砂屏障,达到防止油层 出砂目的。 • 4.2 FS 充填工具 • (1) 工具结构。 • FS 充填工具主要由封隔机构(包括液压、锁紧、 密封、卡瓦锚定等部分) 、充填机构、反洗机构、 丢手机构4 部分组成（如下图所示）
5防砂案例分析 防砂案例效果
• 试验井例 (NP11-X116) • 泵液参数 阶段 排量 流量 充填 名称 m3/min 体积 介质 前置 液 0.8～1 30 无 砂比 ％ 砂量 m3 控制 压力 MPa <25
活性 水
顶替 液
0.8～1 80
0.5
陶粒
无
5-10 5
<25
Max 25
防砂案例分析 5 防砂案例效果
目录 • 油层出砂的危害 • 油井出砂的原因 • 防砂方法介绍 • 充填防砂方法设计 • 循环充填防砂施工 • 防砂案例分析
油层出砂的危害
• 1.油层出砂的危害 1.1 砂埋油层、卡泵使油井频繁的冲砂检 泵，油井生产时率大大降低； 出砂严重的会造成套管变形，油井报废。 既提高了原油成本，又增加了油井的管理 难度。因而，油井出砂后必须进行防砂措 施防砂。
充填防砂方法设计 4.3 砾石充填防砂设计
• 4.4砾石设计 • 主要包括砾石尺寸设计、砾石用量计算两方面的内容。 • (1)砾石尺寸设计：在筛析实验室中取得防砂井油层砂样 粒度中值d50后，根据计算公式求得所需用的砾石尺寸， 即砾石的粒度中值D50。从目前普遍使用的索西埃 （Saucier）公式D50=（5~6）d50可推知：当D50/d50＜6 时，砾石与油层砂界面清楚，砾石挡住了油层砂，油气井 无砂生产；而当6＜D50/d50＜14时，油层砂部分侵入砾石 充填层，造成砾/砂互混，砾石区渗透率下降，尽管油气 井不出砂，但产量下降；当D50/d50＞14时，油层砂可以 自由通过砾石充填层，防砂无效； • 目前**充填一般用的都为直径为0.45-0.9mm 陶粒砂。
循环充填防砂设计 4.3 砾石充填防砂设计
• 4.8筛管直径设计 • 筛管直径与砾石充填方式和井身结构有关， 既要考虑防砂井段的通径，又要使充填层 有足够的厚度，以保证充填层的挡砂能力 和稳定性。目前**7寸套管一般选用108mm的 绕丝筛管 • 4.9安全接头的使用 • 为方便防砂管的后期套铣筒的打捞，防止 上大修作业，一般每10米放一个安全接头。
机械防砂
2、充填防砂过程
施工过程
防砂方法介绍
（二）循环充填防砂工艺技术
机械防砂
3、生产过程
特 点
防砂方法介绍
特点
★ 该防砂工艺适应性强
机械防砂
（二）循环充填防砂工艺技术
★ 可满足小—中砂粒地层防砂要求 ★ 防砂效果好
局限性
★对于地层亏空过大 ★分选性差的油层防砂效果不理想
循环充填防砂方法 4.2 砾石充填防砂方法
循环充填防砂施工
• 油管试压25MPa，稳压30min，压降小于0.5Mpa 为合格。试压合格后，投棒砸开泄油器，起出刮 削、试压管柱。 • (5) 下防砂管柱：连接防砂管，下至预定位置。 • （6）按设计位置下入管柱，磁定位校深，卡封位 置合格后，连接座好高压滑动井口，用3％氯化钾 溶液反洗井至出口无油污，记录此时悬重，从油 管内投入Φ35mm钢球一只。连接地面流程，试压 25MPa，不刺不漏为合格
循环充填防砂施工 4.4. 防砂施工步骤
• （7）座封：钢球到位（大约需要30分钟）后，小排量正 打压座封,座封压力与稳定时间按以下程序操作： • 0→4MPa(稳压5分钟)→6MPa(稳压5分钟)→8MPa(稳压5 分钟) →10MPa(稳压5分钟) →12MPa(稳压5分钟) →15MPa(稳压5分钟)。 • （8）开启充填通道:继续打压至压力突降为零,充填通道开 启。 • （9） 按照防砂泵注程序循环充填防砂施工。 • (12) 反洗井：接好水泥车管线，反洗出油管内的余砂， 洗净为止； • (13) 起出小冲管，防砂施工完成。
施工工艺设计
携砂液设计
防砂管柱设计
图1-1 砾石充填防砂施工分步设计程序
4.3 充填防砂方法设计 砾石充填防砂设计
• 4.3充填方式的选择 • 根据防砂油层、油井的特点和设计原则等， 结合完井类型选择出最合适的砾石充填方 式； • 4.3油层预处理设计 • 根据油层砂样分析化验的结果和防砂井的 具体情况，确定酸化解堵和粘土稳定处理 等措施，同时考虑防乳化、防止新生沉淀 等问题；
砾石充填防砂方法 油层出砂的危害
1 油井出砂的危害 1.2 掩埋井下管柱，造成井下事故 对于分层开采的油井，大量出砂会将井 下封隔器及管柱埋住，造成砂卡事故或井 下管柱被拔断。
油井出砂的原因 砾石充填防砂方法 4.1 油层出砂防砂研究综述
2.油井出砂的原因
(1)先天性的油层的地质因素
取决于砂岩地层的地质条件，砂岩地层胶结矿物 含量及分布、胶结类型、成岩压实作用、地质年 代等因素决定。 (2)后期开采过程的开发因素
2摘 要 摘要
• 本文针对**油层出砂问题，首先对油层出砂 危害，原因做了简单介绍，列举了机械防 砂步骤等；重点强调介绍了砾石充填技术 原理、工具结构及工作原理、施工程序,阐 述了排量、压力等主要参数设计方法,介绍 了充填防砂的应用效果及下一步规划方向。 • 关键字：充填 防砂 油层出砂 工作原理 管柱设计
完井、采油及后期措施作业造成的油井出砂
油井出砂的原因 砾石充填防砂方法
• 2.1 地层粘结强度低 • 在胶结疏松的地层中，流体流动阻力克服 了砂粒间的聚合力或岩石强度，使油井出 砂。特别当原油粘度高，流速大，流动阻 力也愈大，出砂也愈严重。
4.2 油井出砂的原因 砾石充填防砂方法
2.2采油工作制度不合理、或作业措施不当
循环充填防砂设计
• 4.10增阻器的使用 • 为防止沙粒在砂管环空形成砂桥，增大携砂液的流动阻力， 使砂粒能够充分填实。 • 4.11携砂液的选择 • 携砂液种类和用量应根据油井的具体情况和工艺要求进行 选择和设计。（一般**用2%—3%氯化钾） • 4.2施工工艺步骤 • 施工工艺应根据油气井的具体情况和施工工具及设备进行 设计，原则是要使操作有利于提高砾石充填的防砂质量和 施工的顺利进行。常规井的施工工艺步骤如图1-2所示：
原理
防砂方法介绍
（一）防砂管挡砂工艺技术
机械防砂
出砂
出砂
原理利用防砂管过滤地层内产 出的地层砂
原理
防砂方法介绍
（二）循环充填防砂技术
机械防砂
第一道挡砂屏障
石英砂
第二道挡砂屏障
防砂管Biblioteka 施工过程防砂方法介绍
（二）循环充填防砂工艺技术
机械防砂
2、座封过程 1
施工过程
防砂方法介绍
（二）循环充填防砂工艺技术
• 防砂施工地面流程图
防砂案例分析 防砂案例效果
• （2）施工管柱
防砂案例分析 防砂案例效果
• （3）施工过程
NP11-X116井砾石充填防砂施工曲线
防砂案例分析 防砂案例效果
• 先开始管线试压25兆帕。 • 循环阶段：2~15min循环携砂液，排量1 m3/min，泵压 2.7MPa。 • 充填第一阶段：排量1 m3/ min，14min~40min循环充填， 40min 时泵压升至 18MPa，套管闸门打开，这时加砂量 （扣除油管容积）0.9m3。 • 充填第二阶段：排量1m3/min，40min~50min循环充填， 泵压逐步升至25MPa，加砂量0.82m3。 • 顶替阶段：50min~60 min，排量0.5 m3/min，顶替压力 20MPa。 • 管内理论砂量1.43m3，实际加砂量1.72m3，计算充填率 为120.7%，实际上从进出口排量分析，总的损失液量5.5 m3，有漏失现象，但漏失均匀，不集中在某一点上，所 以整个井筒能达到完全充满，计算充填率基本上与实际吻 合，达到了设计要求。
循环充填防砂设计
• (3)充填砾石用量计算：一般以多挤入为好， 这样可以提高防砂效果；根据**的地层现场 施工经验，充填都为明化和馆陶组，其用 量一般为筛管环空和口袋体积的总和。
砾石充填防砂设计 4.3 砾石充填防砂设计
• • • • 4.5筛管长度的设计 生产筛管的设计长度应超过产层段上、下界各2~3m。 4.6信号筛管设计 上部信号筛管表明井筒内砾石储备量以达到设计要求，充 填停止，可以转入下一道工序。下部信号筛管可以提供准 确的开始挤压的时间。信号筛管的缝隙和直径尺寸与生产 筛管相同，长度一般为2m。 • 4.7扶正器设计 • 扶正器可使防砂管柱在井筒内处于中心位置，以便砾石能 够均匀充填在筛管周围，形成良好的挡砂屏障。其位置和 数量的多少根据井筒的具体情况而确定。
4.2循环充填防砂方法 砾石充填防砂方法
• 循环充填工具示意图
循环充填防砂设计程序 4.3 砾石充填防砂设计
• 砾石充填防砂施工分步设计程序： • 底层预处理设计 • 砾石设计充填方式选择防砂管柱设计携砂 液设计施工工艺设计
充填防砂设计程序 4.3 砾石充填防砂设计
充填方式选择 底层预处理设计 砾石设计