当出砂指数B大于1.4X104MPa但小于2X104MPa 时，油层轻微出砂；
当出砂指数B小于1.4X104MPa ，油井生产过程 中出砂量较大。
二、出砂机理及预测技术
出砂指数 104MPa
❖郑王庄油田郑363井Ng组出砂指数计算结果
郑 363出 砂 指 数 与 井 深 的 关 系 曲 线 (Ng)
•相渗透率变化：
含水饱和度上升，气相 渗透率急剧下降。
100 90 80 70 60 50 40 30 20 10 0 0
20
40
60
80 100
二、出砂机理及预测技术
❖水侵伤害：出砂严重
•水存在形态:
地层泥质含量高，毛细管 作用强，束缚水为主要存在形 式，并占据孔隙空间；
•高矿化度水: 分子极性强，岩石孔隙
❖ 试油及生产资料分析 ➢ 试采测试资料分析 ➢ 生产数据分析 ➢ 作业、检泵、冲砂情况分析
二、出砂机理及预测技术
❖砂蚀监测技术 原理：采用高精度砂蚀探头（金
属损耗量为纳米级10-9m）对油、气 井进行出砂监测。
二、出砂机理及预测技术
❖ 含砂监测仪器图
二、出砂机理及预测技术
安全阀1 自动控制阀1 计量罐 控制箱 压力表
3
2.5
2
1.5
1
储层平均出
0.5
砂指数1.3。
0
1187 1192 1197 1202 1207 1212 出砂严重
井深(米)
二、出砂机理及预测技术
出砂指数 104MPa
❖郑王庄油田郑364井S1段出砂指数计算结果
郑364井出砂指数与井深关系曲线
3
2.5
2
1.5
储层平均出
1
砂指数1.4。
0.5
出砂较严重
二、出砂机理及预测技术
❖孔隙度
地层的孔隙度大于30%，地层出砂较为严 重，完井过程中必须考虑防砂措施；
地层的孔隙度在20-30%之间，地层出砂减 缓，也须考虑防砂；
地层的孔隙度小于20%，地层出砂轻微， 油井是否需要防砂可根据有关测试资料而定。
二、出砂机理及预测技术
❖出砂指数
B K 4G 3
G
t
授课人：吴建平 2016年05月21日
汇报提纲
一、油气井出砂的危害 二、出砂机理及预测技术 三、油气井防砂概念 四、油气井防砂工艺分类 五、胜利疏松砂岩油藏防砂概况 六、防砂技术下步攻关方向
பைடு நூலகம்
一、油气井出砂的危害
❖造成砂堵、砂卡、砂埋油层 ❖井下设备如井下衬管、抽油泵、防砂筛
管等冲蚀严重 ❖地层亏空，坍塌，套损，导致油井报废 ❖地面管线、阀门等冲蚀严重 ❖环境污染及运输处理等困难
一、油气井出砂的危害
❖造成砾石层堵塞、砂埋油层
1
2
3 Reslink
v1
4
v2
一、油气井出砂的危害
❖造成筛管冲蚀导致防砂失效
一、油气井出砂的危害
❖造成筛管冲蚀、砂堵导致防砂失效
(Courtesy of ResLink)
一、油气井出砂的危害
❖井下设备冲蚀严重
(BP, Sand Management Forum, 2004)
2 s
K E
3(1 2)
0.5t
2 s
t
2 p
t
2 s
t
2 p
式中： B……出砂指数，104MPa K……体积弹性模量，104MPa G……切变弹性模量，104MPa μ……泊松比 Δts,Δtp……声波时差，us/m
二、出砂机理及预测技术
❖出砂指数判定经验
当出砂指数B大于2X104MPa时，在正常生产中 油层不会出砂；
自动三通控 制阀1 手动液压泵 手动控制阀
管道快换装 置1
管道快换装 置2
自制控制阀2
安全阀2
取样罐
柜 提升旋转装 置 水箱 水量控制阀
摄像头
离心装置
破乳剂罐计 量控制阀
止回阀
气动伸缩器
自动控制阀3
暖风机
千斤顶及称 重传感器
步进电机 油量控制阀 样品架 自动三通控制阀2
二、出砂机理及预测技术
测
100 90 80 70 60 50 40 30 20 10 0
(Courtesy of Statoil)
(Courtesy of Statoil)
(Eclipse, Sand Management Forum, 2004)
一、油气井出砂的危害
❖储油罐沉砂严重
(Eclipse, Sand Management Forum, 2004)
汇报提纲
一、油气井出砂的危害 二、出砂机理及预测技术 三、油气井防砂概念 四、油气井防砂工艺分类 五、胜利疏松砂岩油藏防砂概况 六、防砂技术下步攻关方向
❖储层敏感性强：加剧出砂
•高岭石:结合力弱，附着力差， 易运移堵塞孔喉，速敏性强；
•蒙脱石:强亲水性，遇水可膨 胀600～1000%，水敏性强；
•伊利石:形态变化多端，易水 化膨胀分散，有速敏和水敏性；
高岭石
蒙脱石
伊利石 绿泥石
二、出砂机理及预测技术
❖含水饱和度上升：出砂严重
•含水饱和度：
岩石孔隙存在气、水两 相时，其相对渗透率之和小 于1；
表面定向吸附能力强，吸附 层厚度大，不易脱落。
地层无水 水侵地层
二、出砂机理及预测技术
2、出砂预测
区块分析对比 试油及生产资料分析 井口含砂监测 声波时差数据分析 地层孔隙度与出砂关系 出砂指数计算 数值计算 地层出砂模拟试验
二、出砂机理及预测技术
❖ 区块分析对比 • 地质条件对比 • 岩芯分析对比 • 流体特性对比
0
1192 1197 1202 1207 1212 1217
井深(米)
二、出砂机理及预测技术
❖数值计算
• 极限生产压差ΔPwmax
Pwmax
3
2
1 1 2v 1v
3
h
2T0
2T0
3
1
2T0
1 E
v
B0 3 3 2
2
B1 1 6
f0
4
6
2
3
1
式中：
δH……平均有效地应力 E……..岩石弹性模量
试 原理
频率范围 - 不同介质不同反应
Sand / Particle
Mechanical Water / Liquid
Gas / Liquid
Frequency
Level %
二、出砂机理及预测技术
❖声波时差
用声波在地层中的传播时差（Δt）可以 进行出砂情况预测，经验表明：当Δt>295us/m 时，油井在生产过程中会出砂，应采取防砂措 施。
二、出砂机理及预测技术
1、出砂机理 ❖流体流动特性：两次膨胀
套管
地层
炮眼
水泥环
二、出砂机理及预测技术
❖炮眼内壁岩石切向应力变化：易于出砂
τ
环状
收缩
裂
c
区
纹
σt σr σθ σ
二、出砂机理及预测技术
❖井壁岩石应力变化：导致出砂
τ
水泥环
收缩变形 环岩脱离
c
套管
炮眼
σσ σ σ σ
二、出砂机理及预测技术