新版油井防砂工艺技术

油井防砂技术8/13/202411油气井防砂何百平1986年10月石油部国外油气田研究所2采油工程手册（七分册）万仁溥2000年10月石油工业出版社3防砂手册（美）乔治.苏曼、理查德.埃利斯等1988年10月石油工业出版社4井下作业监督吴奇、王林等2002年10月石油工业出版社5油气井防砂理论及其应用

何生厚张琪

2003年中国石化出版社6防砂技术研讨会论文

2000年山东石油学会参考资料8/13/20242一、防砂概述二、机械防砂技术三、化学防砂技术四、防排砂工艺技术五、水平井防砂技术六、其它防砂技术简介七、防砂施工现场监督八、防砂质量标准及效果评价提纲8/13/20243

1前言

油、气井出砂是油田开发过程中经常遇到的问题之一，它直接影响到油井能否正常生产。是世界各国石油工业长期以来所面临的课题之一，每年投入了大量人力、物力和财力进行这方面工作的研究。我国的各油田都有出砂的问题，如辽河油田每年防砂方面耗资几千万元以上,美国的墨西哥湾地区、克恩河油田，每年在油井防砂上耗资上千万美元，委内瑞拉的英特甘博油田、加拿大的冷湖油田每年也都要投入大量的经费进行防砂。由此可见防砂工作的重要性和迫切性。

一防砂概述8/13/20244世界防砂技术领域，美国的防砂技术较为先进。美国的贝克—休斯公司、道威尔—斯伦贝谢公司、哈里伯顿公司、沙龙公司、雪弗龙公司等都拥有自己专门的防砂研究机构，从施工设备、施工工艺到工具（如砾石充填工具、封隔器、滤砂管、泵送设备、施工液体、化学药剂、技术咨询、现场服务等）形式一条龙服务。

一防砂概述8/13/20245近年来，随着科技进步，压裂防砂技术、各种新型筛管、固砂剂等防砂技术也迅速发展起来。六十年代,化学防砂在美国墨西哥湾地区曾占据防砂作业的主导地位，后来随着机械防砂技术的完善和发展，尤其各种新式筛管防砂技术、压裂防砂的快速发展，其主导地位逐渐被取代。进入九十年代后，随着性能良好的固砂剂、树脂砂的不断出现，化学防砂技术又有了新的发展。

一防砂概述8/13/20246

通常出砂比较严重的一般为年青的第三系地层，该地层沉积岩距今约2500万年左右，尤其是中新世的地层，出砂尤为严重。世界范围内，美国墨西哥湾地区和洛杉机盆地，加拿大阿尔伯达重油区，委内瑞拉、(原苏联)阿塞拜疆等地区。我国东部地区的胜利油田的孤岛、孤东、大港油田、辽河油田、西部地区的玉门油田等，出砂也较严重。

一防砂概述8/13/20247早期的油井防砂仅采用限产的办法来控制油、气井出砂。这种防砂方法既影响产量，又较难操作和控制。后来逐渐被割缝套管及后来发展的门类繁多的防砂技术取代。

一防砂概述8/13/20248

一防砂概述8/13/2024920世纪初主要采用限产、简易砂锚防砂1932年研制出砾石充填防砂方法1947年研制出化学固砂方法60年代出现热法固砂防砂方法80年代，世界各国油井防砂技术日益发展起来。

主要以机械方法为主，约占防砂作业总量的85%。化学防砂技术的树脂、人工井壁防砂技术近年来发展较快。90年代后期，压裂防砂逐渐成为防砂的主导技术。

一防砂概述8/13/202410

2油井出砂的危害

油井出砂会给采油生产带来很多难题。轻者造成卡泵，使油井不能正常生产，增加采油、作业检泵和冲砂的工作量；严重的会造成砂埋油层和油管，使油井减产、停产，出砂过多会造成地层跨塌而套管损坏等。这些严重后果，不仅会直接影响油井的产能和油田的产量，而且由于地下注采的不平衡还会影响油田的最终采收率。

一防砂概述8/13/202411

2.油井出砂的危害

2.1卡泵、掩埋油层、磨蚀设备，增加作业工作量

油井出砂，造成卡泵，使油井不能正常生产，不仅直接影响油井的产能和油田的产量，增加采油作业检泵和冲砂的工作量，而且还会对采油设备造成磨蚀。

一防砂概述8/13/2024122油井出砂的危害2.2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。

一防砂概述8/13/202413

2油井出砂的危害

2.3造成地层坍塌，导致套管变形破坏

油层出砂，地层中疏散的砂粒流失，造成地层应力的变化。当大量出砂时，会形成洞穴，最终引起地层坍塌，造成套管变形或损坏，甚至造成油井报废。

一防砂概述8/13/202414

3.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

完井、采油及后期措施作业造成的油井出砂

一防砂概述8/13/2024153油井出砂的原因3.1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。

一防砂概述8/13/202416

3油井出砂的原因

3.2油、气井产水：以粘土为主要胶结物的地层中，当开始产水后，水溶解地层中的胶结物，降低了地层固结强度。有些油田在一次采油期间，不出砂。但在注水采油期间，尤其在油井产水后开始出砂。含水上升，加剧出砂。

一防砂概述8/13/202417

3油井出砂的原因

3.3地层压力下降：地层内流体的压力支撑上覆岩层的压力。当地层压力，即流体的压力降低后，则上覆岩层的压力转嫁给地层，增加了地层颗粒及胶结物的压力。在胶结差的地层中，随着地层压力下降，增长的压力会压碎胶结物甚至岩石颗粒，造成油井出砂。因此有些油田在一次采油后期才开始出现出砂现象。

一防砂概述8/13/202418

3油井出砂的原因地层压力下降对岩层骨架的影响

一防砂概述8/13/202419a.固井质量不好，油井大段窜槽，高压层封隔不良，高压油、气水乱窜造成油井出砂.3油井出砂的原因3.4完井措施不当

一防砂概述8/13/202420

3油井出砂的原因

b.射孔方式（方位、相位角、布孔方式）不当，或射孔枪型、孔径、孔密应用不适当，导致油井出砂。最初射孔密度一般为10孔/米，后来发展为12孔/米、16孔/米以至于现在的32，国外有的实施64孔/米。对于出砂油藏射孔是一项不容忽视的重要问题。

一防砂概述8/13/2024213油井出砂的原因3.5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。

一防砂概述8/13/2024223油井出砂的原因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。

c.稠油注汽吞吐井，注汽速度过高，高速蒸汽流强烈冲刷地层，冷凝水的高PH值溶蚀地层的胶结物，致使油井出砂严重。

一防砂概述8/13/2024234油井出砂预测

预测油井是否出砂，必须研究地层的出砂临界流速和临界压差，定量地分析地层的出砂程度。目前出砂预测方法有现场观测法、经验分析法

a.现场观测法：（1）岩心观察

（2）DST（Drillstemtest）测试（3）临井比较

一防砂概述8/13/2024244油井出砂预测b经验分析法

1、组合模量根据声波时差及密度测井资料，应用下列公式计算：通过组合弹性摸量EC来预测油层是否出砂。

EC—岩石的组合弹性摸量MPa

ρr

—

地层岩石体积密度g/cm3

Δtc

—

岩石纵波声波时差μs/m

一防砂概述8/13/202425

4油井出砂预测组合模量EC

①当EC≥2.0×104MPa正常生产，不出砂。②1.5×104

＜EC

＜2.0×104MPa轻微出砂③EC

＜1.5×104MPa严重出砂

一防砂概述8/13/2024264油井出砂预测

2、声波时差法近年来采用声波在地层中的传播时间△T进行予测，当声波时差△T＞295微秒/米时，则应采取防砂措施。

一防砂概述8/13/2024274油井出砂预测3、孔隙度法φΦ大于30％，

胶结程度差，出砂严重φ20％～30％之间，轻微出砂Φ小于20％，基本不出砂4、岩心室内实验法：包括抗压强度试验、流动破坏性试验。岩心流动破性试验等。

一防砂概述8/13/2024285油井冲砂

a油井冲砂通过向井筒内打入液体，利用高速的液体将砂冲散、悬浮，同时利用其速度和粘度将砂子携带到地面。冲砂液：水、钻井液、乳化液、气化液等冲砂方法：正冲、反冲、正反冲

b油井捞砂软捞、硬捞

一防砂概述8/13/2024296冲砂注意事项1冲砂前要弄清冲砂井的情况，掌握施工设计及施工程序2检查好进出口的阀门，防止憋泵。冲砂过程不能停泵，若必须停泵，应先循环一段时间，停泵后将防砂管拄上提6~7m，以防卡管拄。4防止井喷，冲砂时注意观察泵压，在气井上冲砂时还应注意防止火灾事故。

一防砂概述8/13/2024307判断油井出砂的依据7.1直接法：油井的含砂量若油井的含砂量超过0.O3%（重量700mg/l）即为出砂。（SY/T5185-2000）7.2间接法：出砂所带来的影响和危害

一防砂概述8/13/202431

8防砂方法分类

自然砂桥防砂（自然砂桥）筛管防砂地层内固砂井筒排砂

8防砂机理（防止地层出砂）

一防砂概述8/13/2024328防砂方法分类

防砂工艺技术方面防砂方法砂拱防砂机械防砂化学防砂

焦化防砂

一防砂概述8/13/202433防砂方法机械防砂砂拱防砂裸眼产层膨胀式封隔器防砂管柱割缝筛管，绕丝筛管，双层筛管，胶结滤砂管筛管+预涂层砾石或陶粒充填

防砂管柱+充填压裂防砂降低流速控制产量增大射孔段长度，增加射孔密度割缝筛管、绕丝筛管或衬管+砾石充填增大地层径向应力（续表1）

一防砂概述8/13/202434一防砂概述防砂方法化学防砂焦化防砂树脂胶结人工井壁其它化学法注热空气固砂树脂注入法，树脂地下合成水泥--酸钙混合液固砂四氯化硅固砂聚乙烯固砂氧化有机化合物固砂法水带干灰砂乳化水泥焊接玻璃固砂树脂砂浆水泥砂浆树脂核桃壳氢氧化钙固砂短期火烧油层固砂预涂层砾石（续表2）8/13/2024359防砂方法比较(1)机械防砂：

相对来说，机械防砂对地层的适应性强，无论产层薄厚，渗透率高低、夹层多少都能有效地实施。机械防砂成功率高，有效期长等优点。

缺点：井筒内有工具，后期作业及修井困难。

一防砂概述8/13/2024369防砂方法比较(2)化学防砂：

适用于渗透率相对均匀的薄层段，井筒中不留任何机械物体，修井作业简单、对粉细砂地层防砂效果优于机械。

缺点：对地层渗透率有一定伤害，有效期短，在稠油注汽吞吐井防砂上，应用程度不如机械防砂广泛。

一防砂概述8/13/202437

10.具体防砂技术优、缺点比较防砂方法优

点缺

点适用条件稳定砂桥

1最经济的防砂方法。2简单易行。

1降低流速及控制井底压降影响产能。2不适应低产能井。3砂拱不稳

1高产能，出砂不严重地层2多层段、直、斜井。

一防砂概述8/13/202438防砂方法优

点缺

点适用条件预充填砾石衬管或筛管

1费用低。2施工、作业简单，方便快捷。3可用于多层完井。

1不能防细砂。2衬管易堵塞，影响产能。3衬管、筛管受地层砂冲蚀，寿命短。

中—粗砂、出砂不严重的地层。

均匀系数＜3

一防砂概述8/13/202439防砂方法优

点缺

点适用条件砾石充填

1防砂成功率高，达80~90%,方法可靠,有效期长。2作业效果不受地层非均质及井段长短的影响,一般情况下也不受井温影响。3裸眼砾石充填完井产能高,为射孔井产能的120~130%。

1井内有留物，修井作业较复杂，修井费用大。2不适合于细砂层防砂。3多层、斜井以及异常高压井防砂费用高。4砾石充填施工较为复杂，施工参数不宜控制。1小—中砂粒地层。2直井、斜井、水平井均适应。

一防砂概述8/13/202440防砂方法优点缺点适用条件树脂固砂

1工艺简单,井内无留物适用于单层,多层及小井眼防砂。2适用于包括细砂在内的不同砂粒直径的地层防砂。1作业后地层渗透率下降,对地层渗透率、油井产能有影响。2较昂贵,特别是长井段固砂费用较大。3树脂有毒,易燃,要求特别仔细的防护措施。4由于注入多种流体，作业液易受污染,同时施工要求仔细控制注入速度及流体粘度。5作业效果受地层非均质及粘土含量影响。1洁净、均匀、细—粗砂及垂向渗透性好的地层。2新井、未出砂井及小井眼井。3防砂井段小于3米。4不适用于裸眼井

一防砂概述8/13/202441防砂方法优

点缺

点适用条件树脂涂层砾石防砂

1工艺简单,可用现有管柱施工2砾石可充填井壁亏空,可用于已出砂的老井及含页岩、粉砂岩井段。3井内无留物,可用于多层、小井眼井防砂。4树脂涂层砾石强度大，渗透率高，可用于套管损坏井。

1费用较高。2树脂有毒、易燃，要求采取特别和仔细的防护措施。3不适用于裸眼井。

1细—粗砂地层短井段防砂。2新井、老井、小井眼井及套管损坏井。

一防砂概述8/13/202442防砂方法优

点缺

点适用条件热法固砂

1井内无遗留物。2能承受高温。3有热增产作用。1井身管柱应能承受高温。2短期火烧防砂使地下原油储量损失5~6%。3注热空气固砂应严格控制操作，防止原油自燃。

1适应超稠油疏松砂岩2原油比重大于0.934的储层。3热采及热增产措施井。4含油饱和度大于40%，含水饱和度小于60%储层。

一防砂概述8/13/202443防砂方法优

点缺

点适用条件水力压裂充填防砂

1既防砂又获高产2改善油层，消除油藏污染3有效期长1不宜用于多油层和粉砂岩。2有效期后的修井作业困难。

3防砂费用高。1适应超稠油疏松砂岩2油层近井地带污染严重的井。

一防砂概述8/13/202444

二机械防砂技术8/13/202445二机械防砂技术

机械防砂技术：

是把机械防砂（滤砂）装置下入井中，阻挡地层砂进入井内，而地层液体可以自由通过的防砂方式。包括：

滤砂管防砂、绕丝筛管防砂、割缝筛管防砂、砾石充填防砂、压裂防砂以及排砂技术等。8/13/202446目前国内外的防砂技术，种类繁多已成规模、系列化。

典型机械防砂工艺技术：二机械防砂技术套管内防砂

地层内固砂

预充填筛管防砂技术

砾石充填防砂技术

金属纤维筛管防砂技术压裂防砂技术

金属棉筛管防砂技术割缝筛管防砂技术复合射孔防砂技术膨胀筛管防砂技术8/13/202447二机械防砂技术目前机械防砂发展主要表现:对于出砂严重、生产压差大的直井、小斜度油井，多采用筛管砾石充填防砂；而对于出砂不太严重或大斜度井、水平井则采用相应的防砂筛管防砂。砾石充填趋于正循环挤压充填，尤其是高压大排量挤压充填8/13/202448二机械防砂技术低粘度的充填携砂液发展较快，这是因为其砾石填层密实，防砂效果好。专门适用于水平井裸眼井或套管井的新型防砂管不断出现，由于其工艺简单、施工方便而日益受到现场欢迎。8/13/202449

（一）筛管砾石充填防砂技术

通过泵车将混砂液填充于筛-套环空以及近井地带，使其在炮眼及近井地层周围形成一道砾石屏蔽，紧固地层并阻挡地层出砂。它是目前世界上公认最有效的防砂方法之一。二机械防砂技术8/13/202450

筛管砾石充填防砂示意图二机械防砂技术8/13/2024518/13/202452防砂原理砾石充填防砂技术二机械防砂技术8/13/202453防砂原理砾石充填防砂技术二机械防砂技术8/13/202454砾石充填防砂技术二机械防砂技术8/13/202455砾石充填防砂技术二机械防砂技术8/13/202456它具有对油层伤害小，渗透面积大，油井采油指数高，适应性强，防砂效果好，有效期长等优点，应用范围十分广泛：a适用于稀油井，稠油注汽热采井及水井。B适用于直井、斜井及水平井。C适用于单层一次充填或分层多次充填。砾石充填防砂技术二机械防砂技术8/13/202457套管内筛管砾石充填防砂，由于技术成熟，工具设备配套完善，现场应用井次多，因此成功率也较高，一般在95%以上，有效期可以长达十余年，油井防砂后，不仅防砂效果好,而且油井的产能也有一定的提高。砾石充填防砂技术二机械防砂技术8/13/202458

1设计原则和依据

1.1携砂液

携砂液是携带砾石从地面到防砂井段的工作液体。它在砾石充填作业中起着非常重要的作用。性能优良的携砂液，不仅能提高砾石充填率，同时能减少对地层的污染，提高砾石充填防砂井的有效率。携砂液按基液性质分主要有以下几种类型，水基携砂液、油基携砂液、泡沫携砂液；按携砂液的粘度，分为高、中、低携砂液。二机械防砂技术8/13/2024598/13/202460

1设计原则和依据

1.1携砂液的性能要求（a）高的携砂能力(e)低摩阻，低流失（b）低的污染程度(f)与地层配伍性好（c）易破胶,返排容易(g)性质稳定目前国际上在携砂液研究方面持有两种观点：一种是朝高质、高效及高粘方向发展。另外一种趋向于低粘或清水方向发展。二机械防砂技术8/13/202461

1设计原则和依据

1.2砾石粒径的选择

早期，人们一直选用较大的砾石作为充填砂，以获得高渗透率。可是，这样的砾石层不能阻止地层砂的运移，地层砂照样填满其孔隙，结果使砾石层的渗透率大大降低了。砾石和油层砂混合物的渗透率比油层砂体本身渗透率还低。因此，所选砾石的直径必须充分的考虑到出砂层位的粒度中值，以求达到既能防止出砂，又能有较高的渗透率。二机械防砂技术8/13/202462

1设计原则和依据

1.2砾石粒径的选择

Saucier（索西埃）研究成果：当中值比为6～14时，由于地层砂侵入充层使渗透率下降。当砾石与地层砂粒度中值比大于14时，由于充填层渗透率高，地层砂在充填层内不能形成砂桥，地层砂可不受限制地穿过充填层流动。只有当中值比为5～6时为最佳。二机械防砂技术8/13/2024631设计原则和依据二机械防砂技术8/13/202464砾石挡砂机理D50/d50＜66＜D50/d50＜14D50/d50＞14二机械防砂技术8/13/2024651设计原则和依据

1.2砾石粒径的选择（Saucier）

当中值比为5～6时，可绝对阻挡地层砂进入充填层，为理想的充填砾石尺寸。当中值比小于5时，则砾石层的绝对渗透率太低。目前我国在砾石充填防砂中都遵照这个原则来选择砾石尺寸；根据上述原则，目前所选用砾石大小是按以下标准选取：二机械防砂技术8/13/202466

1设计原则和依据

1.2砾石粒径的选择

d50—表示地层砂累计重量百分曲线上的百分之五十点的地层砂直径。目前国内外所采用砾石的大小，多采用地层砂粒度中值的5～6倍。

即：D＝5d50～6d50

式中：D—砾石直径

d＝0.10～0.20mmD＝5d＝0.5～1.0mm二机械防砂技术8/13/202467

1设计原则和依据

1.3

砾石的圆度和球度要求

砾石圆度和球度标准如图所示，在砾石充填作业中，要求砾石的圆度和球度均应在0.6以上，尽量防止含有扁平和带棱角的砾石。因为含有较多带棱角颗粒的砾石在负荷作用下容易破碎形成细粒，影响充填层的渗透率。超大或过小尺寸砾石颗粒含量不得超过总量的2%。二机械防砂技术8/13/202468

1设计原则和依据

1.4砾石的均匀程度

砾石颗粒尺寸的变化范围愈小，即砾石愈均匀，则充填层的渗透率越大。充填砾石的均匀系数C≤1.5。二机械防砂技术8/13/2024698/13/202470

1设计原则和依据

a砾石的球度砾石球度是计量砾石颗粒的形状与球体的接近程度二机械防砂技术8/13/202471

1设计原则和依据

b

砾石的圆度砾石圆度是计量砾石表面平滑程度和曲度的量(颗粒棱角被磨圆的程度)二机械防砂技术8/13/202472

1设计原则和依据

1.5对砾石物化性质要求

a

砾石的酸溶度

酸溶度是衡量砾石质量的一个重要标准，充填的砾石层应当有较强的耐酸性。其具体讲就是在66℃砾石在浓度为15%的盐酸中，经一小时后的溶解度＜2.3%；66℃砾石在浓度为12%的盐酸，3%的氢氟酸中，经两小时后的溶解度＜5%。二机械防砂技术8/13/202473

1设计原则和依据

1.5对砾石物化性质要求

b砾石的润湿性

砾石的润湿性对油的相对渗透率有较大影响。响亲油砾石大大降低了原油的渗透率。所以如果砾石亲油，事先应用1%亲水表面活性剂溶液清洗，可使亲油砾石转变为亲水砾石。二机械防砂技术8/13/202474

1设计原则和依据

1.5对砾石物化性质要求

c

砾石抗破碎强度砾石应当有高的抗碎强度，以免在充填过程中，在负荷作用下破碎、降低充填层渗透率。其莫氏硬度≥7，砾石的石英含量应≥98%。

d

砾石的热稳定性因为在热采防砂井中注汽温度可达350℃，因此，注汽热采井要求砾石具有热稳定性，使充填层免遭损坏。二机械防砂技术8/13/202475

1设计原则和依据

1.5对砾石物化性质要求我们目前常用的砾石种类有石英砂和陶粒。尽管石英砂在热采井应用时有热溶蚀，但从货源和成本方面考虑，在热采注汽井，采取相应的措施,尽量避免在地层中高PH值的发生，因此，石英砂仍可作为充填的砾石。二机械防砂技术8/13/202476

1设计原则和依据

1.6筛管的选择（1）筛缝宽度的选择

①依据筛管的缝隙等于或小于最小的充填砾石尺寸的1/2～2/3。即：σ≤(1/2～2/3)D

②根据筛管的缝隙至少要以砾石的最小直径减去安全系数0.1mm，另外还要减去一个附加公差0.05mm之后的值，作为缝隙宽度。即筛管缝隙的宽度应比最小的砾石尺寸至少小0.15mm。二机械防砂技术8/13/202477

1设计原则和依据

1.6筛管的选择（2）流通面积的大小；（3）内外径的大小；（4）强度大小（抗拉、抗压、抗挤）；（5）价格、后期的修井、效益等。二机械防砂技术8/13/202478

1设计原则和依据

1.7砾石充填层厚度充填厚度愈大，效果愈好，砾石渗透率与地层渗透率之比愈大，其效果越好。砾石充填径向厚度（英尺）二机械防砂技术8/13/202479

1设计原则和依据

1.8冲筛比针对斜井和水平井,冲管外径与筛管内径之比大于0.6时为益，也就是说，在此比值之上，其充填效率好。冲/筛比与充填效率的关系

二机械防砂技术8/13/202480

1设计原则和依据

冲管—筛管直径比示意图

冲/筛比与充填效率示意图

二机械防砂技术8/13/202481

1设计原则和依据

1.9砾石与地层砂混合率对产量的影响当地层砂与砾石之比达10%以上时，其渗透率将急剧下降，也就是说在进行砾石充填防砂时，要杜绝与地层砂相混合，才能提高其防砂效果。二机械防砂技术8/13/202482

1设计原则和依据

1.10携砂比与充填效果的关系其填充效率是随携砂比的提高，而呈直线上升的，即：充填防砂效果是随携砂比的提高而提高的。

携砂比与填充效率的关系砾石充填防砂技术二机械防砂技术8/13/202483

1设计原则和依据

1.11填充排量与填充效率的关系由图可见，其填充效率是随填充排量的上升而呈直线下降的，也就是说防砂效果是随排量的上升而降低的。填充排量与填充效率的关系二机械防砂技术8/13/2024841设计原则和依据1.12油井倾角对充填效率的影响由图可见，其充填效率直井最好，当油井倾斜大于45º时，其充填效率将会急剧下降。井斜与充填效率的关系二机械防砂技术8/13/2024851.12油井倾角对充填效率的影响二机械防砂技术8/13/202486

2施工准备(施工设计书前)

2.1压井液、冲砂液、暂堵剂对一口即将采取砾石充填的防砂井，最先考虑的压井液、冲砂液。尤其是对于低压漏失井的冲砂情况，还要准备泡沫冲砂剂、暂堵球或冲砂工具。二机械防砂技术8/13/202487

2施工准备

2.2地层预处理技术

该项技术主要是解决近井地带的地层堵塞，提高地层渗透率。因为有些井的油层在防砂前可能被严重伤害，有的老井死油等赃物造成炮眼及井筒附近严重堵塞，需要对炮眼赃物进行清洗或进行酸化解堵。二机械防砂技术8/13/2024882施工准备2.3炮眼冲洗工具

炮眼冲洗技术主要是应用炮眼冲洗工具（见图），对炮眼赃物进行清洗，同时冲出井筒附近的松散地层砂，为充填砾石提供清洁的通道与场所。

炮眼冲洗工具二机械防砂技术8/13/202489炮眼冲洗示意图二机械防砂技术8/13/2024902施工准备2.4刮管热洗技术

准备套管刮管器刮管器二机械防砂技术8/13/202491

2施工准备

2.5入井流体过滤设备筛管砾石充填防砂作业时，在作业施工中有多种流体进入井内。但不论何种工作液，除了要求与地层流体相配伍以外，还必须要求十分清洁，以防止固相颗粒堵塞油层、炮眼和充填体。未经过滤的液体颗粒一旦侵入油层，渗透率会下降70～80%，所以，工作液的过滤是非常重要的。（2μm～10μm）二机械防砂技术8/13/202492

2施工准备

2.6资料录取工作

a生产简史投产日期；防砂前日产油量、液量及累计产油量；防砂前含砂量、出砂量及砂面位置；防砂前工作制度；防砂前检泵周期；防砂前注汽量、注汽干度、注汽压力；停产前生产状况。

b

作业简史该井曾进行过何种作业？是否进行过压裂、酸化、降粘、调剖堵水等作业？二机械防砂技术8/13/202493

2施工准备

2.6资料录取工作

c井深结构油层套管尺寸、接箍位置；井斜；油补距；防砂井段；孔密；人工井底；固井质量等。

d地层砂样分析在出砂井段取出有代表性的砂样，然后进行砂样分析，确定地层砂粒度中值、泥质含量和润湿性等。

e原油物性资料主要确定原油粘度、各组分含量和油气比等。二机械防砂技术8/13/2024942施工准备2.7施工方案设计确定防砂工具及筛管的类型、筛管长度确定砾石的种类、大小及用量确定压井液、处理剂、携砂液、前置液用量及冲洗液的种类及用量。二机械防砂技术8/13/2024952施工准备2.7施工方案设计确定填砂压力、填砂排量、砂比、挤注压力、挤注排量、挤注用量及丢手压力的控制范围。确定填砂车组数量、类型及车辆的井场的摆放。确定填砂车车组、管线的试压范围及其他附属配件的选择根据上述情况，编写防砂施工设计书二机械防砂技术8/13/2024962施工准备2.8施工前的交底工作a施工设计方案应提前两天以上送交各有关施工单位，并做技术交底，以便做好与之配合的准备工作，避免出现差错，影响施工正常进行。b井场正常作业所需要的各种车辆、工具应当准备齐全，且保证灵活好用。c所配备的压力表、指重表必须灵活、准确。二机械防砂技术8/13/2024972施工准备2.8作业队的工作d各种型号的短节及接头应当配备齐全。e下入井内的所有管柱、工具、筛管及其它配件一定要丈量准确，并记录其型号、名称。F所有下井管柱及工具、下井前认真检查，如有损坏现象，不得下入井内。筛管在搬运及下井过程中避免碰坏。为了避免筛管被井口刮坏，大钩须调校，对正井口，作业人员要扶正筛管慢慢下入。二机械防砂技术8/13/202498

2施工准备

2.9施工人员的监督工作

a

下井管柱及工具要清洁干净，避免污染地层。

b

入井流体必须按设计要求配制。

c装液体的车辆或其它设备，在灌装之前必须彻底清理干净，以防污染后装的液体。二机械防砂技术8/13/2024993施工程序3.1用压井液压井，探砂面（若是老井必须用80～90℃的洗井液洗净井内稠油再压井探砂面）3.2冲砂至油层底界以下8～10m。3.3下刮管器，刮掉井筒内稠油、水泥碎块及其它污物。在下放过程中遇阻不得大于30KN严防卡死。3.4下炮眼冲洗工具、彻底冲净炮眼、地层内各种堵塞物及近井地带松散地层砂。二机械防砂技术8/13/20241003施工程序3.5用化学试剂对地层进行预处理主要目的是解除近井地带堵塞，提高地层渗透率，如果是粘土含量高的地层，还要进行防膨处理。3.6配管柱：按设计要求把井下工具、信号筛管、盲管、生产筛管等部件连接完整。填砂前地面摆好施工车辆，车试好压。二机械防砂技术8/13/20241013施工程序

防砂管柱示意图二机械防砂技术8/13/20241023施工程序3.7丝扣油要涂均匀，油管扣要上紧避免脱扣及泄漏。3.8地面管线试压25MPa不刺不漏。3.9试车。为了保证填砂的顺利进行，避免大的事故发生，在填砂前进行试车，在运转正常情况下，方可进行砾石充填。3.10反洗要及时，否则容易造成砂卡事故。二机械防砂技术8/13/20241033施工程序1-填砂车2-携砂液罐车3-予处理剂罐车4-反洗车5、6、7均为清水罐车组摆放示意图二机械防砂技术8/13/20241043施工程序3.11丢手座封：按设计要求完成丢手，并上提管柱。3.12起出施工段管柱：以5m/min速度平稳起出施工管柱，需要时再下生产封隔器。

二机械防砂技术8/13/20241053施工程序完井管柱示意图

按设计要求:丢手座封并上提管柱二机械防砂技术8/13/20241064施工注意事项

砾石充填防砂井施工周期长，工作量大，入井流体多，化学药品多，各种车辆多，同时又是高压作业。所以施工人员必须注意以下几点：（1）填砂施工时，工作人员应远离高压管线。（2）所有管线在试压范围内不得有刺漏现象，不能用软管线代替高压进口管线。（3）井场上所有液体不得随意排放。其它固体化学药品应放在指定位置。二机械防砂技术8/13/2024107

4施工注意事项

（4）作业工作人员必须听从统一指挥。（5）井场严禁烟火。（6）施工井场应配备消防器材。（7）施工人员必须穿工作服、戴安全帽。（8）施工场地要洁净、无堆杂物。二机械防砂技术8/13/20241085防砂后的生产管理及注意事项5.1生产初期油井的生产制度要严格控制，液量、压差不能过大，以后可逐渐增大。5.2后续作业时不能损坏上部防砂封隔器。5.3对于填充石英砂的防砂井，注入流体、注汽时的PH值要控制在10以下的范围内。过高的PH值容易使石英砂溶蚀。二机械防砂技术8/13/20241096防砂后的作业施工的注意事项（作业监督的内容）6.1压井必须要做到压而不死，溢而不喷。6.2探砂面保证硬探（连续三次）记录清楚。6.3冲砂要冲到油层底界以下8～10m。6.4刮管器下井之前必须检查各刀片是否压死，通孔是否畅通，管扣是否上紧，否则不能下井。注意刮管器不能接反。6.5炮眼冲洗工具下到20～30m处，试压8MPa，测试皮碗是否完好，否则提出换掉重下。6.6防砂管拄的下入要准确，不要吊装井口6.6井场油管及其它设备要摆放整齐，不得随意乱放。6.7入井流体必须符合有关标准，否则不能入井。二机械防砂技术8/13/2024110预充填管柱组合粉末冶金防砂管顶部为丢手封隔器，中部为地面充填好砾石的双层绕丝筛管，底部是2～3个皮碗口向上的滑套沉砂器。预充填管柱示意图

（二）预充填筛管防砂技术二机械防砂技术8/13/2024111（二）预充填筛管防砂技术二机械防砂技术8/13/2024112（二）预充填筛管防砂技术二机械防砂技术8/13/2024113（三）不锈钢绕丝筛管

不锈钢绕丝筛管是在打孔基管之上，用特殊截面的不锈钢丝在专用设备上采用先进工艺技术绕焊制造而成，通过不锈钢丝筛缝挡砂。绕丝不锈钢筛管具有结构简单，筛缝均匀，使用方便，强度高，重量轻，不受温度影响，耐腐蚀性强，过虑面积大，渗流性能好等特点。不锈钢绕丝筛管多数与砾石充填联合使用。二机械防砂技术8/13/2024114（三）不锈钢绕丝筛管

二机械防砂技术8/13/2024115（三）不锈钢绕丝筛管

二机械防砂技术8/13/2024116（三）不锈钢绕丝筛管

绕丝筛管砾石充填技术是最普及的防砂技术，在全世界范围内应用最广，不完全统计已有2万多井次。在胜利油田应用较多，1995年以前在辽河油田应用400多井次，防砂效果很好。特别是近年来，绕丝筛管加工工艺和携砂液技术的改进提高，绕丝筛管砾石充填技术的技术优势得以进一步发挥。二机械防砂技术8/13/2024117（四）金属纤维筛管防砂技术二机械防砂技术8/13/2024118防砂原理（四）金属纤维筛管防砂技术二机械防砂技术8/13/20241191.特点（1）采用整体结构，强度高；隐形接箍，外径尺寸一致，便于水平井，小井眼的下入。（2）通径大，便于油井维修作业，冲砂方便。（3）不锈钢丝滤网，耐温、耐腐蚀，有效期长。（4）油砂分离性、具有自洁性，渗透率高。（5）适用范围广，施工工艺简单，作业时间短。（四）金属纤维筛管防砂技术二机械防砂技术8/13/2024120（四）金属纤维筛管防砂技术

2.筛管适应条件中—粗砂、出砂不严重的地层均匀系数Co＜3.0时应用筛管防砂效果好。

（均匀系数Co：半对数坐标中D40/D90的比值）二机械防砂技术8/13/20241213.技术指标

技术参数类型筛管通径mm抗内压MPa抗外压MPa孔隙度%过滤单元厚度mm渗透率μm2

挡砂最小粒径mmC102-7878-862028326.5-9.5

330.07X108-82822228356.5-9.5

380.07CH140-1201202332386.5-9.5

470.07CH146-1201202532356.5-9.5

380.07（四）金属纤维筛管防砂技术二机械防砂技术8/13/2024122

4.适应范围

该防砂管柱适用于直井、斜井、侧钻井及水平井套管完井的各类油水井和裸眼完钻的上述各类油水井的防砂。（四）金属纤维筛管防砂技术二机械防砂技术8/13/20241235施工程序、基本管柱（1）收集有关地质生产资料，然后作施工方案（2）压井、冲砂、探砂面。（3）刮洗套管。（4）下防砂管柱。（5）投球丢手，坐封，然后起出送入管柱。（6）下生产管柱。（四）金属纤维筛管防砂技术二机械防砂技术8/13/2024124防砂完井管柱示意图

油层油层二机械防砂技术8/13/20241256注意事项（1）筛管严禁乱摔，碰撞，下井前应保持干净，无死油、污泥尘土。（2）下井前油管、筛管、及下入工具要丈量准确，确保下入深度的准确性。（四）金属纤维筛管防砂技术二机械防砂技术8/13/2024126（3）下井前井下稠油、死油一定要用热水清洗干净。（4）在下筛管入井时要扶正，不要刮碰井口。（5）施工前一天要通井，以确保防砂管柱顺利下入。（6）投球丢手时，人要离开高压管柱，杜绝用软管线蹩压丢手以防伤人。（7）施工中严禁一切东西掉入井内。（四）金属纤维筛管防砂技术二机械防砂技术8/13/2024127

7、现场应用情况：该防砂技术可用于直井、斜井、侧钻井及水平井等套管完井的各类油、气、水井的防砂，也可用于裸眼完钻的上述各类油水井防砂。自94年现场应用以来，已累计实施1500余井次，措施有效率98%。解决了辽河油田稠油注汽井细粉砂防治的难题。（四）金属纤维筛管防砂技术二机械防砂技术8/13/2024128(五)割缝筛管防砂技术该技术是在油管或套管上切割出矩形缝（或梯形缝），利用割缝实现过滤油流中的颗粒物质，实现防砂目的。割缝筛管因加工梯形缝难度较大，加工成本相对较高，目前主要以加工矩形缝为主。筛管缝隙的布缝方式，又主要分为3种：交错布缝、平行布缝、螺旋布缝。割缝筛管主要应用于出砂粒径大而均匀的油井，对于出砂粒径较细的油井一般与填砂技术配合应用。二机械防砂技术8/13/2024129(五)割缝筛管防砂技术二机械防砂技术8/13/2024130(五)割缝筛管防砂技术二机械防砂技术8/13/2024131割缝筛管8/13/2024132

1.研制目的①当地层砂分选性差时，细砂填充于粗砂孔隙之间，难以形成高渗透率的油流通道。根据达西定律，油流通过时，造成很大的压力降，增大了油流流动阻力，限制了油井的产量。②因环套空间存在砂环，当打捞作业时，易卡死筛管，造成大修，增加作业成本。

(六)膨胀筛管防砂技术二机械防砂技术8/13/2024133基本原理六膨胀筛管防砂技术二机械防砂技术8/13/2024134

2结构原理膨胀筛管：由膨胀外套，膨胀基管，过滤层组成。当筛管与封隔器联接在一起下到设计位置时，通过一个胀锥，使其径向膨胀，贴紧套管壁。后期打捞作业时，通过捞锚，在轴向拉力作用下，筛管径向收缩，解卡提出。

(六)膨胀筛管防砂技术二机械防砂技术8/13/2024135

结构原理膨胀筛管结构原理二机械防砂技术8/13/2024136

3

膨胀筛管的技术特点：①与目前应用的其他筛管防砂相比，由于筛管紧贴套管壁，筛管与套管之间没有砂环，增大油流过流面积，减少流动阻力，消除防砂后期因细砂堵塞而造成产能下降问题。②该筛管可径向膨胀，对某些套管损坏井起到一定程度的修复作用。二机械防砂技术8/13/2024137

3.技术特点③由于能径向收缩，减少了因砂卡而提捞吨位过大，避免筛管打捞时出现大修的现象。④与砾石充填防砂技术相比，施工简单，作业成本低。由于没有流体进入地层，有利油层保护。二机械防砂技术8/13/2024138膨胀筛管示意图筛管膨胀情况红色高压，蓝色停压投球打压，悬挂器坐封丢手继续打压，胀锥膨胀弹出上提管柱，筛管膨胀，贴紧套管停止打压，胀锥收回，越过接箍重复以上过程，全部筛管膨胀提出胀锥，施工结束二机械防砂技术8/13/2024139筛管打捞示意图下入捞矛卡紧打捞部位上提管柱筛管径向收缩提出井筒二机械防砂技术8/13/20241404室内试验

图24轴向拉力与径向尺寸变化曲线二机械防砂技术8/13/2024141

4室内试验在膨胀试验时，试件轴向尺寸未见变化。在收缩试验时，试件轴向伸长15mm。整个试验过程之中，管壁均匀光滑，筛管和过滤层没有破损情况，达到设计要求。二机械防砂技术8/13/2024142试验现场二机械防砂技术8/13/2024143试验现场样件二机械防砂技术8/13/2024144试验现场样件剖析二机械防砂技术8/13/2024145

膨胀筛管防砂技术，筛管过流能力强，防砂有效期长，打捞作业容易，是传统机械筛管防砂技术的重大改进与提高，是一种新型的防砂技术措施。现场试验表明膨胀筛管防砂技术，施工简便，防砂生产效果好，具有广泛的应用前景。二机械防砂技术8/13/2024146

5、现场应用情况：现场试验表明膨胀筛管防砂技术，可用于直井、斜井、侧钻井防砂。施工简便，防砂生产效果好，具有广泛的应用前景。该技术已现场应用37井次，增油13800t，防砂效果良好，推广价值和应用前景广阔。二机械防砂技术8/13/2024147

1原理复合射孔防砂技术是在射孔的过程中，将防砂作业同时完成。其原理是在普通射孔弹前方设置一个前仓，前仓内充填能让岩液通过，但能阻挡流砂的多孔介质，如金属棉及纤维等。当射孔时将其带入射孔炮眼内，充填和支撑孔道。结构如图。(七)复合射孔防砂技术二机械防砂技术8/13/2024148

复合射孔器结构图结构图(七)复合射孔防砂技术二机械防砂技术8/13/2024149实现的目标a穿深不低于普通射孔器，即多孔材料的推进过程不影响射孔器的正常射孔；b按要求将封堵塞（阻砂层）送入射流打出的孔道中；c加入助推药对枪管、套管及井下设施，不造成新的破坏。d对地层不产生其他负面影响。(七)复合射孔防砂技术二机械防砂技术8/13/2024150

2工作过程当防砂射孔弹起爆后，驱动金属射流在油层中射孔。由于射流速度很高，它走过的途径周围，（特别是多孔材料中心孔附近）就形成了一个低压区：另外射孔器中炸药的爆轰，爆轰产物讯速膨胀，（加上助推剂药的爆燃），导致本装置内部压力急剧升高，这两者共同作用下将多孔材料从前仓的孔道中推出，充填在射流打出的孔道中。形成一阻砂层。推出过程如图所示。(七)复合射孔防砂技术二机械防砂技术8/13/2024151图22复合射孔器工作过程示意图工作过程(七)复合射孔防砂技术二机械防砂技术8/13/2024152(七)复合射孔防砂技术模拟图22地层中的状态示意图二机械防砂技术8/13/2024153(七)复合射孔防砂技术二机械防砂技术8/13/2024154(七)复合射孔防砂技术二机械防砂技术8/13/2024155二机械防砂技术8/13/20241563技术指标a穿深＞350mm；b复合射孔孔径≥18mm；C防砂粒径≥0.10mm，即大于等于此值的地层砂应阻止在地层面内，小于此值的地层砂应让它排出来；d孔道过滤层渗透率≥32μm2。(七)复合射孔防砂技术二机械防砂技术8/13/20241574.传输方式传输方式与测井正常射孔基本一致，也分为油管传送和电缆传送两种方式。5.地面及模拟靶试验的技术指标：·穿深≥350mm；·孔径≥18mm；·孔道渗透率≥37μm2左右。·挡砂粒径为0.10mm；二机械防砂技术8/13/2024158

6、应用情况：

无严重套变的调补层井、新井的射孔，自1999年10月以来现场试验300多井次，形成φ150、φ140、φ127、φ102、φ89五种枪型，高、中、低压三个系列产品。二机械防砂技术8/13/2024159工艺原理(七)复合射孔防砂技术二机械防砂技术8/13/2024160二机械防砂技术针对细粉砂和超稠油井出砂问题，开发研制的“压裂防砂工艺技术”，在对油井近井地带压裂造缝后,向油层高压注入人工砾石或胶结砂，用人工砂压实形成的防砂屏障阻挡油层砂,从而实现油井防砂和增产的双重目的。（八）压裂充填防砂技术8/13/2024161

（八）压裂充填防砂技术高于地层破裂压力下的一种挤压式填充方式。它主要针对一些地层近井污染严重且出砂严重的井。它可以穿透污染带，形成15m长的短裂缝。此项技术在美国大量应用，在美国的墨西哥湾几乎每口井都应用此技术。二机械防砂技术8/13/2024162低压循环压裂充填（八）压裂充填防砂二机械防砂技术化学压裂防砂8/13/2024163

压裂充填防砂二机械防砂技术8/13/2024164二机械防砂技术1、压裂填砂管柱2、油层防污染技术3、梯形割缝筛管4、高强度人工胶结砂配制5、压裂填砂施工工艺研究压裂防砂技术包括的主要内容8/13/2024165二机械防砂技术三通滑阀丢手装置填充封隔器主要压裂填砂工具8/13/2024166二机械防砂技术强度高，通径大，便于后期作业筛管自洁能力强，不易堵塞特点梯形割缝筛管8/13/2024167二机械防砂技术控制加砂和顶替阶段的排量,砂比,携砂液粘度等参数使混砂液在油层深部发生脱砂压裂填砂施工工艺强制脱砂技术8/13/2024168二机械防砂技术1、压裂填砂管柱耐压50MPa；2、无残渣携砂液对油层伤害率小于12%；3、梯形割缝筛管筛缝0.3mm,抗拉强度大于500KN;4、人工胶结砂抗压强度7MPa，渗透率32µm2；5、防砂粒径0.07mm。主要技术参数：8/13/2024169

压裂充填防砂现场应用情况二机械防砂技术现场应用359井次2000.8-2005.12防砂有效率92.1

%累计增油113875.0t解决海外河、沈67、洼38青龙台等区块出砂难题8/13/2024170机械防砂技术自20世纪初开始应用以来,到目前已经有了飞跃性的发展，从简单的砂锚、管外膨胀封隔器、自然砂桥防砂技术，到目前的多种筛管防砂技术并存的局面。尤其是近年来新兴的防砂技术的出现，如压裂防砂、膨胀筛管、复合射孔防砂、排砂技术等，为稠油、超稠油注汽吞吐井的防、排砂领域开辟了崭新的道路。随着科学的进步与发展，随着工艺技术的不断发展和完善，机械防砂技术在今后将会有更大的突破，更先进的技术会不断地出现。二机械防砂技术8/13/2024171三化学防砂技术8/13/2024172三化学防砂技术近年来，国外兴起了多种新型的化学防砂方法，如高能树脂液充填固砂、微生物固砂等，资料数据表明效果不错。对于蒸汽吞吐和蒸汽驱类油井，国外正在研究耐高温性能更好的树脂和其它化学胶结剂。从总体来看，根据防砂需要，研究价廉、实用、高效的新型化学防砂方法成为开发砂岩油田的必然趋势。8/13/2024173化学防砂：

是将化学药剂等注入地层，将疏散的地层砂胶结起来，形成具有一定强度和渗透率的挡砂屏蔽。化学防砂方法主要有：树脂固砂、人工井壁（树脂涂层）、水泥砂浆、树脂核桃壳、高温固砂剂等防砂技术。三化学防砂技术8/13/2024174典型的防砂技术：1、热采井人工井壁防砂（350℃）2、高温泡沫树脂液防砂技术（350℃）3、树脂预包桃壳人工井壁4、乳液树脂地层固砂技术5、高温固砂剂三化学防砂技术8/13/2024175

化学防砂分二类：

（一）树脂固砂它是将成品树脂注入地层，达到稳固地层、防止地层砂运移。也可以在地层中合成树脂来胶结地层砂。

（二）人工井壁防砂人工井壁种类很多，如预涂层砾石、树脂砂浆、水带干灰砂、水泥砂浆、乳化水泥、树脂核桃壳等。三化学防砂技术8/13/2024176（一）树脂胶结固砂

相分离树脂（内固化）后冲洗方法（外固化）

1.相分离方法:

此法是在烃溶液中加入相对低的活性树脂。采用相分离方法时，对顶替液量要做精确计算。采用相分离方法时，通常在地面加入催化剂，以促进树脂固化。三化学防砂技术8/13/2024177（一）树脂胶结固砂

相分离树脂（内固化）三化学防砂技术8/13/20241782.后冲洗方法相对高浓度的树脂液，然后用后冲洗方法将砂粒间的树脂冲刷至残余饱和度，以保持地层渗透率。三化学防砂技术8/13/20241793.树脂固砂前的准备树脂固砂前井筒准备对固砂效果的影响非常大，施工时应注意以下问题。（一）射孔段长度和孔密；（二）固砂深度和树脂用量；（三）地层预处理。对于高的粘土和粉砂含量以及受钻井泥浆污染的地层，在固砂之前要做酸洗处理。三化学防砂技术8/13/2024180

(二)人工井壁防砂技术三化学防砂技术8/13/20241811热采井人工井壁防砂1.1适应范围适用于出砂严重、地层亏空的稠油注汽井防砂。1.2原理及特点该方法是将耐高温树脂砂用携砂液携入油层亏空处，使其固结，形成人工井壁。它具有耐温高（350℃），有效期长，防砂后井筒内无余物（或工具），对油层以后的生产措施无影响，同时可防细粉砂等特点。三化学防砂技术8/13/20241821热采井人工井壁防砂1.3技术指标抗压强度：＞6MPa；渗透率：＞32μm2；固化温度：＞30℃；固化时间：＞24～48h；挡砂粒径：＞0.07mm。

三化学防砂技术8/13/20241831热采井人工井壁防砂1.4人工井壁性能评定人工井壁随温度变化，抗压强度随温度升高而下降，在350℃时能满足现场需要。人工井壁抗压强度随温度变化曲线

三化学防砂技术8/13/20241841热采井人工井壁防砂三化学防砂技术8/13/20241851热采井人工井壁防砂1.4人工井壁性能评定人工井壁随渗透率随温度升高，略有增大，但变化不大。图39人工井壁的渗透率随温度变化曲线三化学防砂技术8/13/20241861热采井人工井壁防砂1.4人工井壁性能评定1.4.2人工井壁耐温在330～350℃时，抗压强度及渗透率，基本上不随时间变化。

330～350℃时抗压强度330～350℃时渗透率与时间变化曲线与时间变化曲线

三化学防砂技术8/13/20241871热采井人工井壁防砂1.4人工井壁性能评定人工井壁低温耐酸碱实验，人工井壁低温固化后耐酸不耐碱。低温固化后的岩芯耐酸实验（15%HCl、50℃）浸泡时间（d）浸泡前浸泡后抗压强度（MPa）渗透率（μm2）抗压强度（MPa）渗透率（μm2）1013.520.213.620.1三化学防砂技术8/13/20241881热采井人工井壁防砂1.4人工井壁性能评定

NaOH溶蚀程度时间（h）（%）2.010151不溶微溶明显溶解5微溶明显溶解全溶10微溶全溶240全溶低温固化后的岩芯耐碱实验(50℃）三化学防砂技术8/13/20241891热采井人工井壁防砂1.4人工井壁性能评定人工井壁高温耐酸碱实验：从表中可见人工井壁高温（250℃以上）后，耐酸碱性能良好。高温固化后的岩芯耐酸实验（15%HCl、250℃）浸泡时间（d）

浸

泡

前

浸

泡

后

抗压强度（MPa）

渗透率（μm2）

抗压强度（MPa）

渗透率（μm2）

107.219.57.319.7三化学防砂技术8/13/20241901热采井人工井壁防砂1.4人工井壁性能评定人工井壁（树脂覆砂）粒度选择其粒度大小对抗压强度及渗透率的影响很大，所以选择多大的粒度范围，就显得非常重要，从表17可知，其粒度在40～60，60～80，及20～40目都均较好，用这些阻砂剂制作岩芯块后，高温（330～350℃）12小时后得出的如下数据表：三化学防砂技术8/13/20241911热采井人工井壁防砂1.4人工井壁性能评定人工井壁阻砂剂（树脂覆砂）粒度选择阻砂剂粒度与岩芯块抗压强度及渗透率关系阻砂剂粒径（目）20～4040～6060～8080～10020～80抗压强度（MPa）

2.16.76.936.16.4渗透率（μm2）

30.521.518.110.120.0三化学防砂技术8/13/20241921热采井人工井壁防砂1.5施工程序(1)冲净井筒内的砂子，使射孔井段可以全部裸露出来，炮眼畅通。(2)光管完井于射孔井段以上施工位置，见1图。(3)按图2所示摆好车辆.三化学防砂技术8/13/20241931热采井人工井壁防砂图1施工管柱示意图三化学防砂技术8/13/20241941热采井人工井壁防砂

图2施工车辆布置图三化学防砂技术8/13/20241951热采井人工井壁防砂1.5施工程序(3)接好施工管线（见图3），正挤携砂液（见图4），挤到量时停泵，立即反洗（见图5）。三化学防砂技术8/13/20241961热采井人工井壁防砂1.5施工程序图40

三化学防砂技术8/13/20241971热采井人工井壁防砂1.5施工程序（4）套管反洗。（见图5）直到反出液无砂为止，关井侯凝24～48小时。图5三化学防砂技术8/13/20241981热采井人工井壁防砂1.5施工程序（5）钻塞。钻掉留在井筒内的树脂砂彻底洗井。三化学防砂技术8/13/2024199井壁防砂工艺原理多媒体演示三化学防砂技术8/13/20242001热采井人工井壁防砂1.7注意事项1人工井壁防砂是采用“树脂砂”充填防砂方法，只有将亏空地层“填饱”、“填砂”效果才会好，所以，在设计充填“树脂砂”量时，要有所富余。2冲砂时一定要按设计要求将井筒内的砂子冲干净，上提管柱时，要防止地层吐砂，最好作到冲完砂后，就开始填砂施工，避免还没等填砂施工，底部油层又被砂埋的情况出现。三化学防砂技术8/13/20242011热采井人工井壁防砂1.7注意事项3对出砂严重区块的井，最好进行早期防砂，因为凡是出砂严重的井，地层胶结都比较疏松，是可以挤进“树脂砂”的，如果等油井出砂很严重时再防砂，不但增加了成本，而且还增大了施工难度，常常有防砂井“填不饱”情况出现。4施工车辆特别是填砂车上井施工前要检修好，不能带着毛病上井，避免施工中途停泵，影响施工效果。5工艺技术人员，要作好现场资料收集统计工作，增加施工经验，力争施工达到最佳效果。三化学防砂技术8/13/2024202

1.热采井人工井壁防砂

高温热采井人工井壁防砂适用于稠油注汽井防砂、稀油井防砂、水井防砂等。截止2005年底，热采井人工井壁防砂，累积施工610余井次，累积增油12.7万吨。取得了良好的经济效益和社会效益。该技术是高温注汽吞吐井有效的防砂方法，不仅适用于稠油热采井，对稀油井同样有效。防砂后不会降低地层渗透率和油井的产量。实践验证，该技术对防治细粉砂有效。三化学防砂技术8/13/2024203

2高温泡沫树脂液防砂技术

2.1原理及特点树脂液挤入地层，一部分树脂液吸附到砂粒表面，将砂粒胶结起来，同时树脂中具有发泡剂，使部分残余树脂在地层亏空处发泡，形成树脂泡沫挡砂层，起到防砂屏壁作用。

2.2适用范围适用于常规井、稠油热采出砂井的防砂。三化学防砂技术8/13/2024204

2高温泡沫树脂液防砂技术三化学防砂技术8/13/2024205

2高温泡沫树脂液防砂技术三化学防砂技术施工工艺过程：8/13/20242062高温泡沫树脂液防砂技术2.3主要技术指标高温树脂液指标1外观：深黑色液体2粘度（25℃）：100～300mPa·S3密度（25℃）：1.05～1.15g/cm34固含量：55～65%三化学防砂技术8/13/20242072高温泡沫树脂液防砂技术

主要技术指标1固砂强度：＞6.0MPa；2地层渗透率损失：＜20%；3最低固化温度：＞30℃；4固化后耐温：＞350℃；5挡砂粒径：＞0.07mm。三化学防砂技术8/13/20242083树脂预包（桃壳/砂）井壁防砂技术3.1原理及特点：

将树脂砂用携砂液携入井底，挤入地层亏空处，固化形成人工井壁，具有实用范围广（成功地应用于122m和170.4m井段）；固化温度低（30℃），强度高（14.7MPa），渗透性好（50