前置 液
活性 水
顶替 液
0.8～1 30 0.8～1 80 0.5
无 陶粒 无
砂比 ％
5-10
砂量 m3
5
控制 压力 MPa <25
<25
Max 25
5防防砂砂案案例例分效析果
• 防砂施工地面流程图
防 防砂 砂案 案例 例效 分果 析
• （2）施工管柱
防 防砂 砂案 案例 例效 分果 析
• （3）施工过程
• 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 油防层砂出砂方防法砂介研绍究综述
• 4.采取合理的防砂工艺 • 根据防砂原理，目前常用的防砂方法主要可分为
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
机械防砂
（二）循环充填防砂技术
第一道挡砂屏障
石英砂
第二道挡砂屏障
防砂管
施工过程
防砂方法介绍
机械防砂
（二）循环充填防砂工艺技术
21、座封过程
施工过程
防砂方法介绍
机械防砂
（二）循环充填防砂工艺技术
2、充填防砂过程
施工过程 防砂方法介绍
三大类，分别为机械防砂、化学防砂与其他防砂 方法。 • 而对于**而言，主要为机械防砂，通常情况根据 地层而言，NgⅡ、Ⅳ 出砂轻微，一般挂虑防砂， Ed1基本不出砂，可以不加考虑，而生产NgⅠ 、 Nm组井地层出砂很严重. 根据出砂情况考虑充填 还是挂滤防砂。
原理
防砂方法介绍
机械防砂
（一）防砂管挡砂工艺技术
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 充砾填石防充砂填方防法砂设设计计
• 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；
(2)后期开采过程的开发因素 完井、采油及后期措施作业造成的油井出砂
砾油石井充出填砂防的砂原方因法
• 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 油砾井石出充砂填的防原砂因方法
机械防砂
（二）循环充填防砂工艺技术
3、生产过程
特点
防砂方法介绍
机械防砂
（二）循环充填防砂工艺技术
特点
★ 该防砂工艺适应性强 ★ 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
4.2循砾环石充充填填防防砂砂方方法法
• 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。
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。
砂4小时后复探砂面. • (3) 通井：下入通井规通井并实探人工井底。通井过程中
出现异常情况及时汇报（遇阻加压不得超过30KN）。 • (4) 刮管、油管试压：刮削、油管试压：自上而下：油管+
断销式泄油器+1根油管+固定球座+1根油管+7in套管刮削 器至封隔器卡点位置，并在卡点上下反复刮削3次，以及 油层部位反复刮削3次，反洗井（3％氯化钾溶液）至出口 干净(若中途上提或下放超过正常负荷20KN，则采用 600L/min以上排量反循环冲洗)。
4.3充砾填石防充砂填方防法砂设设计计
• 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。
• 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）
4.2循砾环石充充填填防防砂砂方方法法
• (2)工作原理。FYC- 115 (150) 充填工具是封隔高压充填 防砂的关键技术,具有封隔、充填、反洗、关闭充填孔、 丢手等功能。工具下到预定位置后,从油管投球加压,封隔 器坐封,密封油套环空。充填机构位于中心管下部,由充填 筒和关闭机构组成。中心管下端圆柱面上开有充填孔,封 隔器坐封后继续加压,充填孔打开,充填液从油管经中心管 下端充填孔和充填机构的充填孔,进入油套环空实施充填。 反洗机构在充填机构上部,由反洗接头和反洗环组成。充 填完成后,从油套环空泵进去的反洗液,通过反洗接头的反 洗孔,打开反洗环,进入油管充填孔,把充填孔以上的充填砂 反洗干净。中心管下端为反扣螺纹,与连接头上螺纹相接 而组成丢手机构。充填结束后正转油管,实现充填管柱丢 手,中心管、球坐和上接头起出,并自行关闭充填孔,完成充 填过程。
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：
4.3循砾环石充充填填防防砂砂施设工计
下防砂管住
充填前循环洗井
陶粒充填
投产
丢手
图1-2 常规井的施工工艺步骤
反洗
循4.4环. 防充砂填施防工砂步施骤工
• (1) 起出原井下管柱。 • (2) 探、冲砂：下笔尖探冲砂或填砂至施工砂面位置，沉
循4.4环. 防充砂填施防工砂步施骤工
• （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)。
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。
4.3循砾环石充充填填防防砂砂设设计计
2.2采油工作制度不合理、或作业措施不当
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。
4.1 油防层砂出砂方防法砂介研绍究综述
• 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。
• （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。
5 防防砂砂案案例例分效析果
• 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
NP11-X116井砾石充填防砂施工曲线
防 防砂 砂案 案例 例效 分果 析
• 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。