a.绕丝筛管：
绕丝为不锈钢丝， 绕丝和纵筋(截面 为三角形)的交叉 点用电焊焊在一起， 两端切平，焊上节 箍。筛套套在带孔 的中心管上，且两 端焊在中心管上。
四、机械防砂
四、机械防砂
全焊接绕丝筛管的优点：
a.耐腐蚀；工作寿命长； b.筛缝外窄内宽，具有一定的自洁作用； c.缝隙最小可达0.1mm，适应任何尺寸的砾石要求； d.流通面积大，施工中不宜堵塞，作业成功率高。
绕丝筛管的缝隙宽度必须能够100％的阻挡住砾石， 通常选择筛管的缝隙尺寸略低于充填砾石的最小尺 寸，常取最小砾石尺寸的1/2-2/3，推荐采用最小 砾石尺寸的2/3：
Wr
2 3
Dg min
Wr －缝宽
3、筛管长度
生产筛管的长度应穿过射孔上下界1.0－1.5m，裸眼 井穿过油层上下界1.0m以上。
2、筛管直径的选择
五、施工参 数的确定
(2)提高防砂有效期
3、最大施工泵压计算
五、施工参 数的确定
1)地层破裂压力
第二节 防砂方法及其适应条件
油、气井防砂方法很多，根据防砂原理，大 致可以分为砂拱防砂、化学防砂、热力焦化防 砂、机械防砂、复合防砂及其它防砂方法。
一、砂拱防砂
适于：产量较低的常规油井
砂拱 防砂
降低流速 增大射孔段长度，增加射孔密度
控制产量
增大地层径向应力 降低流速
裸眼产层膨胀式封 隔器
1、降低流速砂拱防砂：
1、绕丝筛管砾石充填防砂
四、机械防砂
1、绕丝筛管砾石充填防砂
四、机械防砂
1）适用条件：适宜于井斜<45°，套管无变形破损 的油井；原油粘度<3000mpa·s(热采井除外)；至 少二年内不进行油层改造或分层措施。一般地层砂粒 度中值<0.1mm的油井，选用筛隙为0.2mm的绕丝 筛管，采用0.3-0.6mm的砾石充填；地层砂粒度中 值≥0.1mm的油井，选用筛隙为0.3mm的绕丝筛管， 采用0.4-0.8mm的砾石充填。
总之，不论注热空气焦化固砂还是短期火烧防砂 效果都较好，是稠油开发井防砂的有效途径。
四、机械防砂
机械 防砂
防砂管柱
割缝衬管、绕丝筛管、双层及 多层筛管、滤砂管
筛管或衬管＋砾石充填
防砂管柱＋砾 石充填
筛管或衬管＋预涂层砾石充填
筛管或衬管＋粒状塑料球或玻璃 球、陶粒充填
防砂管柱挡砂
四、机械防砂
这类防砂方法简便易行，成本低,但效果差， 原因是防砂管柱的缝隙或孔隙易被进入井筒的细 地层砂所堵塞；地层砂进入井筒，且充满射孔孔 眼，使油井的产能较低。
适用条件：
a.油层均质性好、油层厚度小(3m左右)的油层。油层厚度较 大（多层）时应分段（分层）施工，否则挤注不均匀，降低 防砂效果；
b.细粉砂到中等地层砂，地层垂向渗透性好。 对于粘土和粉砂含量高、受钻井泥浆污染的地层，在固砂前要
进行酸洗处理；
c.套管射孔完井的垂直小井眼井（侧钻井）、高压井防砂。
(1) 预充 填双层 绕丝滤 砂管
四、机械防砂
四、机械防砂
2、滤砂管防砂
四、机械防砂
2）滤砂管防砂工艺 （1）适用条件 套管无变形、无破损；适用于原油粘度<5000mpa·s的常规开采防砂；适 用于常规开采和注蒸汽吞吐井防砂；适用于斜井和水平井中防砂；适用于砂 粒粒度中值>0.05mm；金属面滤砂管耐温性大于350°。 （2）管柱组合（自下而上） 丝堵+∮62mm油管4.0m+金属滤砂管（上下各覆盖油层1米）+∮62mm 油管8m+Y445封隔器工具。 （3）适用范围 金属面滤砂管适合于油田出砂、油层热采注蒸气吞吐；斜井和水平井中的防 砂。
筛管周围既要尽可能加大过 流面积，又要留出足够的环形 空间。筛管直径太小，流动阻 力大，防砂后井的产量小；筛 管直径过大(充填层薄)，地层 流体很容易冲开砾石层直接冲 刺筛管，致使有效期过短。另 外，充填过程中，砾石容易在 窄小处形成砂供造成防砂失败。
裸眼井砾石充填：砾石层径向厚度不小于50mm；
管内砾石充填：砾石层径向厚度不小于25mm。
由于上述优点，绕丝筛管应用广泛。
缺点：造价高，通常为割缝衬管的2－3倍。
b.割缝衬管：
可直接用铣刀铣削套管壁 而制成。缝隙的尺寸取决于铣 刀的宽度，因此0.3mm以下的 缝宽加工困难。
四、机械防砂
适于中－粗地层砂，耐腐蚀性差，缝隙尺寸受腐蚀 而增大，使防砂有效期缩短。
四、机械防砂
在选择筛管和衬管时，应考虑防砂井的 具体条件和综合经济效果。若井液腐蚀性 小，地层砂较粗，产能又较低的井，可选 择割缝衬管；反之选用绕丝筛管。厚油层 (厚度大于30m)，海上油田，作业成本高， 希望防砂有效期长，使用绕丝筛管综合效 益好。
2、确定砾石的直径：
Saucier方法： Schwart方法：
式中 c=d60/d10
D50＝(5－6)d50
D10＝(5-6)d10 c<5
D40＝(5-6)d40 D70＝(5-6)d70
c>5 c>10
二.砾石尺寸的选择 砾石偏粗
一般采用Saucier方法比较安全。
三、筛管缝隙的选择
1、缝宽的选择
机理如同拱桥承载一样，许 多砂粒在炮眼口处形成砂拱， 具有ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ定的承载能力，阻挡地 层砂随液流产出。
二、化学防砂
向地层注入一定的固砂剂，就地胶结地层砂； 或向射孔孔眼外挤注入砂浆，待砂浆凝固后形 成人工井壁。
化学防砂施工工序
干灰（涂防、固结砂、地填）：
压（洗）井→起原井→探冲捞→探冲砂 →通井→套管试压→下防砂管柱→干灰 （涂防、固结砂、地填） →候凝→探 钻塞→通井。
1、绕丝筛管砾石充填防砂
四、机械防砂
2）管柱组合（自下而上）：单一油层防砂管柱(见图一)：丝堵 +∮62mm油管４.0m+绕丝（上下各覆盖油层1米以上） +∮62mm油管20m+信筛+∮62mm油管10m+PFS充填工具 (∮40mm冲管长度由充填工具至丝堵距离)；封上采下防砂管柱 （见图二）：丝堵+∮62mm油管４.0m+绕丝（上下各覆盖油层 1米以上）+∮62mm油管10m+ PFK不循环充填工具一套；一 般夹层<１0m的油井，采用PFK专用密插和PFKQ组合；夹层> １0m的油井，采用Y211封隔器和PFKQ组合。 一般下封卡点位置在油层下界以下３－５米，上封卡点位置在油 层上界以上５－８米。
四、砾石用量的确定
砾石用量用下式计算： Vt＝亏空体积Vk＋井筒内砾石
容余量V余
信号筛与生产筛之间容积用于储备砾石。 低密度砾石充填：光管长度20－30m; 高密度挤压充填：光管长度至少等于生产 筛长度。
要求炮眼内充满砾石的原因
(1)降低流动阻力
例： 油层的平均压力为 13MPa，油层的渗透率k=0.8 um2，孔眼内地层砂渗透率8 um2，砾石层渗透率 kg=40 um2 。
一.挡砂机理
砾石层的渗透率开始有轻微的降低，之后，随流动时 间的增长，渗透率几乎不再减小。
3)砾石层孔隙充填机理
特点：砾石直径与地 层砂直径相比偏大 ( 10 D50 d50 15)。
一.挡砂机理
地层砂逐渐侵入砾石层孔隙，砾石层渗透率随流 体流入时间的增长逐渐降低。
二、砾石尺寸的选择
1、筛析砂样、绘制粒度组成累积曲线
油井及注入压力低、注水量大出砂的常规水井。
三、焦化固砂：
原理：向地层提供热能，使原油在高温裂解生成 焦炭，从而将地层砂胶结。主要有热空气固砂和 短期火烧固砂两种。
焦化固砂
注热空气固砂 短期火烧固砂
适应条件：它主要用于以火烧油层或注蒸汽开采
的密度大于0.934g/cm3的疏松砂岩稠油油藏；防砂 井应远离油水边界，含油饱和度较高(大于40％)， 防止热量过分损失。
4)油井产水后胶结物的溶解； 热采井易出砂、一般油井含水高时出砂就是此原因。
第一节 出砂 原因及危害
4、注水井停注的影响
由于注水井井下管柱、工具损坏、地面设备故障 等原因造成注水井停注引起井底压力降低，注入水回 流，引起出砂。是注水井出砂的主要原因。
5、出砂的危害
第一节 出砂 原因及危害
① 导致地层亏空，地层坍塌，损坏套管。 ② 造成油井减产停产。 ③ 加快磨损井下管柱，工具及地面设备。 ④ 增加原油处理难度。 ⑤ 增加环境污染及运输处理等问题。
第一节 出砂 原因及危害
1、岩石的胶结强度
砂岩的胶结物有泥质、碳酸盐、硅质等胶结物。其 中泥质胶结强度最小。
胶结物的多少也是影响胶结强度的重要因素。胶 结物少、胶结强度低是油井出砂的主要内因。
2、岩石的应力状态
油层钻开前处于应力平衡状态，钻开后，平衡 状态受到破坏，井壁附近岩石应力集中，故井壁附 近岩石易发生剪切破坏。
d.高含水期不宜适用。不适用于裸眼井、热采井和老油井；适用 于低含水井。主要由于固沙剂普遍易溶于水，高含水井易降低防 砂效果。
缺点：
成功率偏低，费用相对较高；对地层的渗透性有一定的伤害，并 且存在老化现象。
化学防 砂
树脂胶结
人工井壁
其它化学方 法
树脂注入法、树脂地下合成
预涂层砾石
树脂砂浆
水泥砂浆
水带干灰砂泥砂浆
1、绕丝筛管砾石充填防砂
四、机械防砂
绕丝筛管砾石充填工艺：高压充填、循环充填。
高压充填工艺是利用PFS封隔充填一体化工具连 接绕丝筛管（割缝管）下入井内，绕丝管对准油层 部位，选择一定排量和一定压力，利用携砂液把充 填砂携带入地层，在井筒周围形成一定厚度的充填 砂体，接着进行施工参数调整，使充填砂在井筒环 空内沉积，完成油套环空充填。
四、机械防砂