油田防砂技术

2024/8/13油气井防砂技术1油井出砂防砂技术

李宗田2016年3月2024/8/13油气井防砂技术2一、出砂油田分布及油井出砂的危害二、油井出砂的原因及出砂预测三、国内防砂工艺技术及应用效果四、国外防砂新技术五、启示和建议提纲2024/8/13油气井防砂技术3世界上主要出砂油田阿塞拜疆墨西哥湾英国北海委内瑞拉尼日利亚罗马尼亚洛杉矶盆地挪威油区加拿大阿尔伯达巴西油区印度尼西亚中国胜利、辽河、大港、渤海湾等不完全统计，世界上，防砂井占到总井数的五分之二左右。一、出砂油田分布及油井出砂的危害2024/8/13油气井防砂技术4疏松砂岩油藏在我国分布范围广、储量大，其油井产量在原油总产量中占有十分重要的地位。主要出砂油田有：胜利、辽河、华北、大港油田以及渤海、南海油田等。国内主要出砂油田一、出砂油田分布及油井出砂的危害2024/8/13油气井防砂技术5胜利油田开发形势图埕岛油田孤岛油田孤东油田胜坨油田临盘油田东辛油田桩西油田滨南油田乐安油田胜利油田主要出砂区块一、出砂油田分布及油井出砂的危害2024/8/13油气井防砂技术6油田数量胜利油田疏松砂岩油田73个38个疏松砂岩油田占已开发油田52.05％胜利油田主要出砂区块一、出砂油田分布及油井出砂的危害2024/8/13油气井防砂技术747.25亿吨37.16亿吨疏松砂岩油田占78.65％胜利油田疏松砂岩油田油田探明储量胜利油田主要出砂区块一、出砂油田分布及油井出砂的危害2024/8/13油气井防砂技术8疏松砂岩油田年产油量占胜利油田83.91％2770.1万吨2324.4万吨胜利油田疏松砂岩油田油田产量胜利油田主要出砂区块一、出砂油田分布及油井出砂的危害2024/8/13油气井防砂技术9中生界

上第三系馆陶组

下第三系东营组沙河街组88.5％胜利主要出砂层系（孤东）一、出砂油田分布及油井出砂的危害2024/8/13油气井防砂技术10造成砂堵、砂卡、砂埋油层井下设备冲蚀严重，如井下衬管、泵、筛管等导致地层亏空，坍塌，套损，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问题一、出砂油田分布及油井出砂的危害2024/8/13油气井防砂技术11造成筛管冲蚀导致防砂失效井口流程一、出砂油田分布及油井出砂的危害2024/8/13油气井防砂技术12(CourtesyofResLink)(BP,SandManagementForum,2004)造成筛管冲蚀、砂堵导致防砂失效一、出砂油田分布及油井出砂的危害2024/8/13油气井防砂技术13(BP,SandManagementForum,2004)(Eclipse,SandManagementForum,2004)(CourtesyofStatoil)(CourtesyofStatoil)井下设备冲蚀严重一、出砂油田分布及油井出砂的危害2024/8/13油气井防砂技术14(Eclipse,SandManagementForum,2004)储油罐沉砂严重一、出砂油田分布及油井出砂的危害2024/8/13油气井防砂技术15一、出砂油田分布及油井出砂的危害二、油井出砂的原因及出砂预测三、国内防砂工艺技术及应用效果四、国外防砂新技术五、启示和建议提纲2024/8/13油气井防砂技术16油井出砂通常是由于井底附近岩层结构遭受破坏引起的，其中弱胶结或中等胶结砂岩油层的出砂现象较为严重，这类岩石胶结性差，强度低。在较大生产压差或压力波动影响下，通常会造成岩石结构剪切或疲劳破坏而出砂。油层出砂与油藏深度、地层压力、地层胶结状态以及地层流体种类、相态、流速等有密切关系。二、油井出砂的原因及出砂预测1、出砂原因宏观分析2024/8/13油气井防砂技术17从力学角度分析，油层出砂机理主要有两个：即剪切破坏机理和拉伸破坏机理。前者为炮眼周围应力作用结果，与生产压差有直接关系；后者为流体作用于地层颗粒的拖拽力所致，与过高的开采速度即过大的流体速度有关。这两个因素相互作用，相互影响。

除此之外，还有微粒运移机理，会导致地层渗透率降低，从而进一步增大流体对地层颗粒的拖曳力，以至于引发砂粒脱落基体成为自由砂而随流体产出。1、出砂原因宏观分析二、油井出砂的原因及出砂预测2024/8/13油气井防砂技术18影响地层出砂的因素一般分为三类，即地质因素、开发因素和完井因素。地质油藏因素由地层和油藏本身性质决定，属内因条件。开发因素和完井为主观因素，可以根据地层油藏的具体情况来进行调整。1、出砂原因宏观分析二、油井出砂的原因及出砂预测2024/8/13油气井防砂技术19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2、出砂预测通过一定的技术手段或经验方法，判断某个特定油田出砂与否及出砂严重程度的定量或定性预测技术。二、油井出砂的原因及出砂预测2024/8/13油气井防砂技术20区块分析对比地质条件对比岩芯分析对比流体特性对比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、油井出砂的原因及出砂预测2024/8/13油气井防砂技术21无源超声测试砂粒砂粒监测通过无源超声波技术实现：检测砂粒冲击管壁内侧（位于弯头后的传感器安装位置）产生的超声波。流量监测通过有源脉冲-多普勒技术实现：内置多普勒元件通过极高频的脉冲来跟踪流体中的粒子或气泡。多普勒脉冲测试流速井口含砂在线监测仪器二、油井出砂的原因及出砂预测2024/8/13油气井防砂技术22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、油井出砂的原因及出砂预测2024/8/13油气井防砂技术23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、油井出砂的原因及出砂预测2024/8/13油气井防砂技术24出砂指数式中：

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、油井出砂的原因及出砂预测2024/8/13油气井防砂技术25出砂指数判定经验当B﹥

2X104MPa时，不出砂；当B<

2X104MPa并﹥1.4X104MPa时，微出砂；当B<

1.4X104MPa时，大量出砂。二、油井出砂的原因及出砂预测2024/8/13油气井防砂技术26储层平均出砂指数1.4。出砂较严重郑王庄油田郑364井S1段出砂指数计算结果二、油井出砂的原因及出砂预测2024/8/13油气井防砂技术27一、出砂油田分布及油井出砂的危害二、油井出砂的原因及出砂预测三、国内防砂工艺技术及应用效果四、国外防砂新技术五、启示和建议提纲2024/8/13油气井防砂技术28油气井防砂概念：通过机械或化学方法有效的阻止地层中承载骨架砂的运移，而游离于承载骨架砂孔隙之中的“非承载砂”及固相伤害物随着地层流体进入井筒，确保近井地带地层流体的渗流能力，最终达到防砂产油的目的。三、国内防砂工艺技术及应用效果2024/8/13油气井防砂技术29防砂技术研发机构国内国外胜利采油院、辽河采油院大港采油院等防砂单位Schlumberger、BJ、Baker、Halliburton、Weatherford等三、国内防砂工艺技术及应用效果2024/8/13油气井防砂技术30新疆玉门青海四川滇黔桂南海中原华北大港大庆吉林江苏胜利油田渤海防砂中心业务范围分布苏丹（Unity)油田－机构简介哈萨克斯坦（KARDASYN

)油田2024/8/13油气井防砂技术31三、国内防砂工艺技术及应用效果1、国内防砂技术发展历程2、主要优化软件及室内试验3、主导防砂工艺技术及应用效果2024/8/13油气井防砂技术32

我国疏松砂岩油藏分布范围广，动用储量大，油气水井出砂是这类油藏开采的主要矛盾。国内从60年代初期就开展了防砂工艺技术的攻关研究，主要以核桃壳、酚醛树脂溶液地下合成、水带干灰砂等化学防砂工艺为主。

70年代开始了机械防砂工艺技术的研究，先后研发了环氧树脂滤砂管、金属滤砂管等机械防砂工艺。三、国内防砂工艺技术及应用效果1、国内防砂技术发展历程2024/8/13油气井防砂技术33

80年代胜利油田从美国引进了以绕丝筛管砾石充填为主的防砂工艺技术，取得了较好的防砂效果。

90年代，在学习消化国外高速水砾石充填的基础上，开发了高压挤压砾石充填防砂技术及限压充填技术；同时在中高渗透区块开发应用了压裂防砂一体化工艺技术，实现了油井的增产防砂。

2000年后，自主开发研制了水平井砾石充填技术及裸眼筛管防砂完井一体化技术，对国内水平井的大规律开发起到重大技术支撑作用。三、国内防砂工艺技术及应用效果1、国内防砂技术发展历程2024/8/13油气井防砂技术34疏松砂岩油藏防砂技术整体发展趋势20世纪80年代滤砂管防砂化学防砂砾石充填复合防砂挤压充填压裂防砂裸眼防砂完井发展历程20世纪90年代21世纪初期三、国内防砂工艺技术及应用效果1、国内防砂技术发展历程2024/8/13油气井防砂技术35

疏松砂岩油藏防砂技术系列循环充填工艺滤砂管防砂工艺挤压充填工艺涂敷砂防砂工艺抑砂剂抑砂工艺化学机械复合防砂

树脂固砂工艺压裂充填工艺

机械防砂技术复合防砂技术化学防砂技术压裂防砂技术四大主导技术八项工艺措施防砂工艺技术三、国内防砂工艺技术及应用效果1、国内防砂技术发展历程2024/8/13油气井防砂技术36整体方向直井复杂结构井单层多层套管防砂完井裸眼防砂完井三大观念转变单一工艺集成工艺井筒地层+井筒低压高压疏松砂岩油藏防砂技术整体发展趋势三、国内防砂工艺技术及应用效果1、国内防砂技术发展历程2024/8/13油气井防砂技术372、防砂专用软件及室内试验出砂机理研究软件SAND-Pro出砂预测数值模拟软件防砂方法优选、工艺设计及效果评价软件MFrac压裂防砂数值模拟软件SandcontrolOffice油气井防砂综合决策系统三、国内防砂工艺技术及应用效果2024/8/13油气井防砂技术38常规实验室砂粒筛析实验室流体性能实验室岩芯流动实验室胶结性能实验室2、防砂专用软件及室内试验三、国内防砂工艺技术及应用效果2024/8/13油气井防砂技术39主要试验内容地层砂、石英砂粒度筛析岩芯胶结物含量及矿物成份试验岩芯膨胀及伤害试验完井液、携砂液性能试验化学固砂强度试验挡砂机理试验2、防砂专用软件及室内试验三、国内防砂工艺技术及应用效果2024/8/13油气井防砂技术40主要仪器设备：粒度分析系统岩心流动实验装置胶结性能检测实验装置具备能力：

具备地层砂、砾石筛析实验、完井液配伍性研究，优选防砂方法，优化施工设计等实验能力。MS2000激光粒度分析仪弹簧拉压实验机全自动粒度筛分仪正立数字式显微镜防砂技术实验室——化学防砂实验室三、国内防砂工艺技术及应用效果2024/8/13油气井防砂技术41主要仪器设备：防砂工艺优化及效果评价装置水平井多功能物模实验装置防砂工艺优化及效果评价装置防砂技术实验室——机械防砂实验室具备能力：

可进行直井、斜井、水平井实际井筒和近井地带的砾石充填模拟试验，防砂方法优选，工艺参数优化设计及效果评价等试验。水平井多功能物模实验装置三、国内防砂工艺技术及应用效果2024/8/13油气井防砂技术42

大型防砂模拟实验室三、国内防砂工艺技术及应用效果2024/8/13油气井防砂技术43

大型防砂模拟实验室三、国内防砂工艺技术及应用效果2024/8/13油气井防砂技术44

大型防砂模拟实验室三、国内防砂工艺技术及应用效果2024/8/13油气井防砂技术45

大型防砂模拟实验室三、国内防砂工艺技术及应用效果2024/8/13油气井防砂技术463、油气井防砂工艺及配套技术机械防砂技术化学防砂技术复合防砂技术压裂防砂技术特殊结构井防砂技术三、国内防砂工艺技术及应用效果2024/8/13油气井防砂技术47机械防砂技术充填防砂技术滤砂管防砂技术循环充填挤压充填树脂滤砂管金属棉滤砂管金属毡滤砂管陶瓷滤砂管割缝衬管1）机械防砂技术三、国内防砂工艺技术及应用效果2024/8/13油气井防砂技术481）机械防砂技术－正循环充填工艺三、国内防砂工艺技术及应用效果2024/8/13油气井防砂技术491）机械防砂技术—反循环充填工艺三、国内防砂工艺技术及应用效果2024/8/13油气井防砂技术50挤压防砂单层挤压防砂分层挤压防砂1）机械防砂技术—挤压充填防砂工艺技术三、国内防砂工艺技术及应用效果2024/8/13油气井防砂技术51A、单层挤压砾石充填防砂技术工艺原理一次管柱下入井下设计位置大排量、高砂比、高泵压向地层挤入砾石通过控制转换进行环空循环充填三、国内防砂工艺技术及应用效果1）机械防砂技术—挤压充填防砂工艺技术2024/8/13油气井防砂技术52

弥补地层亏空,预防套损套变；提高近井地带渗透率，降低生产压差及近井地带流体流速，缓解地层出砂。解除近井地带堵塞，提高导流能力具有良好的增产、防砂双重效果，是开发地层亏空井、污染井等有效的防砂技术手段。工艺特点三、国内防砂工艺技术及应用效果A、单层挤压砾石充填防砂技术1）机械防砂技术—挤压充填防砂工艺技术2024/8/13油气井防砂技术53适用范围短井段油井采油强度高出砂严重的防砂难题重点解决三、国内防砂工艺技术及应用效果A、单层挤压砾石充填防砂技术1）机械防砂技术—挤压充填防砂工艺技术2024/8/13油气井防砂技术54应用效果通过对现场近8000口井的单层挤压防砂统计，取得了以下应用效果：三、国内防砂工艺技术及应用效果A、单层挤压砾石充填防砂技术1）机械防砂技术—挤压充填防砂工艺技术2024/8/13油气井防砂技术55为郑王庄沙一段4100万吨及馆陶组600万吨储量的上报提供坚实的基础。加快了郑王庄油田由勘探转入开发的步伐根据该区块开发布署，郑36块-郑41块区块建成年产能23.6万吨。其中馆陶组总开发井数16口，年产能3.3万吨；沙一段总开发井数100口，年产能20.3万吨。

单层挤压充填应用效果三、国内防砂工艺技术及应用效果2024/8/13油气井防砂技术56管柱下入坐封顶部封隔器丢手投球打压B、分层挤压砾石充填防砂技术工艺原理三、国内防砂工艺技术及应用效果1）机械防砂技术—挤压充填防砂工艺技术2024/8/13油气井防砂技术57管柱下入坐封顶部封隔器丢手投球打压上提管柱坐封层间封隔器工艺原理三、国内防砂工艺技术及应用效果2024/8/13油气井防砂技术58管柱下入坐封顶部封隔器丢手投球打压上提管柱坐封层间封隔器下放管柱工艺原理三、国内防砂工艺技术及应用效果2024/8/13油气井防砂技术59管柱下入坐封顶部封隔器丢手投球打压上提管柱坐封层间封隔器下放管柱挤压下层工艺原理三、国内防砂工艺技术及应用效果2024/8/13油气井防砂技术60管柱下入坐封顶部封隔器丢手投球打压上提管柱坐封层间封隔器下放管柱挤压下层活动管柱挤充转换下层循环工艺原理三、国内防砂工艺技术及应用效果2024/8/13油气井防砂技术61管柱下入坐封顶部封隔器丢手投球打压上提管柱坐封层间封隔器下放管柱挤压下层活动管柱挤充转换下层循环上提管柱工艺原理三、国内防砂工艺技术及应用效果2024/8/13油气井防砂技术62管柱下入坐封顶部封隔器丢手投球打压上提管柱坐封层间封隔器下放管柱挤压下层活动管柱挤充转换上提管柱挤压上层下层循环工艺原理三、国内防砂工艺技术及应用效果2024/8/13油气井防砂技术63管柱下入坐封顶部封隔器丢手投球打压上提管柱坐封层间封隔器下放管柱挤压下层活动管柱挤充转换上提管柱挤压上层活动管柱挤充转换上层循环下层循环工艺原理三、国内防砂工艺技术及应用效果2024/8/13油气井防砂技术64管柱下入坐封顶部封隔器丢手投球打压上提管柱坐封层间封隔器下放管柱挤压下层活动管柱挤充转换上提管柱挤压上层活动管柱挤充转换上层循环下层循环工艺原理三、国内防砂工艺技术及应用效果2024/8/13油气井防砂技术65

一趟管柱可完成2层～8层挤压充填施工,工序少,施工周期短,作业成本低；封闭其它层而只对施工油层高压挤压，避免了施工中管内层间串通；挤压后再进行循环充填使砾石带更加密实实现无套压高压施工；顶部封隔器中间封隔器底部封隔器内管外管工艺特点三、国内防砂工艺技术及应用效果2024/8/13油气井防砂技术66适用范围层数多、夹层大、井段长、层间矛盾突出油井，在高采油强度条件下的防砂难题；重点解决B、分层挤压砾石充填防砂技术三、国内防砂工艺技术及应用效果2024/8/13油气井防砂技术67应用情况该工艺目前在胜利油田现场应用7口井，海上埕岛油田5井次，防砂成功率100%，防砂后日平均产液量35m3，油量26t,为胜利埕岛油田的经济、有效开发提供了坚实的技术支撑。B、分层挤压砾石充填防砂技术三、国内防砂工艺技术及应用效果2024/8/13油气井防砂技术68其防砂原理就是将滤砂管悬挂对准在油层部位，利用滤砂管自身的高渗透过滤层，将地层砂有效的挡在滤砂管和套管环形空间内及炮眼附近，并形成自充填挡砂层，以阻止地层进一步出砂。工艺原理1）机械防砂技术--滤砂管防砂三、国内防砂工艺技术及应用效果2024/8/13油气井防砂技术69

该工艺具有强度高、挡砂层渗透率大、施工工艺简单等特点，不但在直井和小斜度井中大量推广应用，也成为了水平井和气井勘探防砂试油的主导工艺。技术特点三、国内防砂工艺技术及应用效果1）机械防砂技术--滤砂管防砂2024/8/13油气井防砂技术70常用滤砂管类型陶瓷滤砂管金属毡滤砂管树脂滤砂管金属棉滤砂管割缝衬管三、国内防砂工艺技术及应用效果1）机械防砂技术--滤砂管防砂2024/8/13油气井防砂技术71目前在用滤砂管精密微孔滤砂管三、国内防砂工艺技术及应用效果1）机械防砂技术--滤砂管防砂2024/8/13油气井防砂技术72精密微孔滤砂管工艺特点采用精密冲孔技术，降低砂层对冲缝筛管的直接冲蚀作用。

采用高密冲孔技术，有效开孔缝长是普通割缝管的3-5倍，普通冲缝筛管的2-3倍。材质是不锈钢金属材料，故滤网表面光滑、耐磨、耐腐蚀和耐高温，基本上不产生收缩、伸延象，不易被颗粒堵塞，易清洗。三、国内防砂工艺技术及应用效果1）机械防砂技术--滤砂管防砂2024/8/13油气井防砂技术73施工程序三、国内防砂工艺技术及应用效果1）机械防砂技术--滤砂管防砂2024/8/13油气井防砂技术74滤砂管适用范围泥质含量低于5%地层砂粒度中值＞0.1mm地层砂分选性好三、国内防砂工艺技术及应用效果1）机械防砂技术--滤砂管防砂2024/8/13油气井防砂技术752）化学防砂工艺技术化学防砂是向地层内挤入化学药剂，把疏松砂岩地层的颗粒或充填到地层的砾石胶结起来，从而稳定地层结构或形成具有一定强度和渗透率的人工井壁，达到防止地层出砂的目的。工艺原理三、国内防砂工艺技术及应用效果2024/8/13油气井防砂技术76树脂固砂人工井壁防砂有机物固砂原油固砂其它固砂方法方法分类三、国内防砂工艺技术及应用效果2）化学防砂工艺技术2024/8/13油气井防砂技术77工艺分类1.绕丝筛管砾石充填类复合防砂工艺

(1)树脂固砂+充填防砂

(2)耐高温无机固砂剂+充填防砂

(3)敷膜砂+充填防砂2.悬挂滤砂管类复合防砂工艺

(1)树脂固砂+悬挂滤砂管防砂

(2)耐高温无机固砂剂+悬挂滤砂管防砂

(3)敷膜砂+悬挂滤砂管防砂3）复合防砂三、国内防砂工艺技术及应用效果2024/8/13油气井防砂技术78该防砂工艺适用于粉细砂、地层亏空严重、高含水、高采液强度的常规井、注蒸汽井、气井等特殊井防砂。适用范围3）复合防砂三、国内防砂工艺技术及应用效果2024/8/13油气井防砂技术79工艺原理4）压裂防砂工艺技术采用端部脱砂技术，利用1000型压裂车组将高粘压裂液和充填砾石泵入，高泵压将地层压开充填以大量的砾石，形成短宽裂缝和端部脱砂，然后进行管内环空砾石循环充填。三、国内防砂工艺技术及应用效果2024/8/13油气井防砂技术80生产压差大大下降井筒周围流体流速下降减小生产流体对地层砂的携带，达到控砂增油目的压前平面径向流压后双线性流示意100×10-3um2油藏2×10-3um2污染地带>100um2水力裂缝工艺原理4）压裂防砂工艺技术三、国内防砂工艺技术及应用效果2024/8/13油气井防砂技术81

储层分层应力和物性的认识缝高控制技术端部脱砂形成短宽裂缝技术压裂液造缝加砂造成前缘砂堵砂堵后继续注入保持滤失与注入量平衡，使裂缝宽度尽可能宽净压力双对数曲线造缝延伸端部脱砂尽最大可能挤入三、国内防砂工艺技术及应用效果4）压裂防砂工艺技术2024/8/13油气井防砂技术82近井流态转变为双线性流;突破井底污染堵塞带降低生产压差及井筒周围流体流速,提高近井地带导流能力。较大幅度降低稠油热采井注汽压力。因此，具有明显的增产、防砂双重效果，是开发污染油藏、稠油油藏等有效的防砂技术手段。工艺特点三、国内防砂工艺技术及应用效果4）压裂防砂工艺技术2024/8/13油气井防砂技术83适用范围及选井条件

※近井地带存在污染损害，地层渗透率较高K=(500~1000)×10-3μm2，而出砂历史较短的油井。※对于特高渗透率K>1000×10-3μm2，但地层尚有一定硬度E>700MPa，或者当K=(500~1000)×10-3μm2，E=(700~3500)MPa范围内，建议采用该工艺。三、国内防砂工艺技术及应用效果4）压裂防砂工艺技术2024/8/13油气井防砂技术84水平井套管完井防砂水平井裸眼完井防砂水平井筛管防砂水平井管内砾石充填水平井裸眼筛管防砂水平井裸眼砾石充填5）特殊结构井防砂工艺技术三、国内防砂工艺技术及应用效果2024/8/13油气井防砂技术851、水平井管内滤砂管防砂工艺原理三、国内防砂工艺技术及应用效果2024/8/13油气井防砂技术86新型水平井滤砂管防砂产品体系三、国内防砂工艺技术及应用效果2024/8/13油气井防砂技术87三、国内防砂工艺技术及应用效果2024/8/13油气井防砂技术88三、国内防砂工艺技术及应用效果2024/8/13油气井防砂技术89第一口双台阶水平井“临2-平1井”防砂三、国内防砂工艺技术及应用效果2024/8/13油气井防砂技术90第一口海油陆采水平井“孤7-平1井”防砂三、国内防砂工艺技术及应用效果2024/8/13油气井防砂技术91炮眼金属毡滤砂管丝堵1034热采卡瓦封隔器958热采卡瓦封隔器200m200m163m安全接头热补偿器热补偿器第一口大井眼单井蒸汽驱辅助重力泄油水平井防砂(郑科-平1井)郑411井郑科平1井郑418井三、国内防砂工艺技术及应用效果2024/8/13油气井防砂技术92

胜利油田采用管内砾石充填防砂的水平井有118口，其中沾5-平1井，日液达到20t/d左右。水平井砾石充填防砂工艺稠油、细砂岩套管防砂完井套管内滤砂管失效处理后重复防砂完井应用于2、水平井管内砾石充填防砂工艺三、国内防砂工艺技术及应用效果2024/8/13油气井防砂技术93实施难点

滤失

冲管

充填平衡堤

充填砾石在水平段易沉降、携砂液的漏失→易形成砂桥充填亏空区充填亏空区

对于砾石充填来讲，充填程度的不密实，都将导致防砂的失效。因此对于水平井砾石充填技术，其解决的核心问题就是“提高砾石充填效率”的问题。根据水平井“平衡堤充填”机理，常规充填易形成亏空区。三、国内防砂工艺技术及应用效果2、水平井管内砾石充填防砂工艺2024/8/13油气井防砂技术94正加砂挤压充填三套工艺管柱逆向充填工艺管柱逆向充填工艺管柱工艺原理：充填管柱下到设计位置后打压座封丢手起出座封管柱，再下入充填施工管柱进行逆向充填，施工完成后起出内管柱。三、国内防砂工艺技术及应用效果2、水平井管内砾石充填防砂工艺2024/8/13油气井防砂技术95应用效果

从2003年至今，共进行了118口水平井砾石充填防砂作业，均取得了成功，施工成功率100%。12口井充填工具均下入到水平段，平均水平井长度在150m左右。2005年在大港油田西H1井，防砂施工井段长195m。三、国内防砂工艺技术及应用效果B、水平井管内砾石充填防砂工艺2024/8/13油气井防砂技术96

地层砂力度中值＞0.12mm，分选性好，粉细砂含量少泥质含量相对较低（<10%)

原油粘度相对较低，胶质沥青质含量少地层胶接强度相对较高，生产过程中井壁不易坍塌3、水平井裸眼筛管防砂工艺技术工艺原理及特点

该技术是利用裸眼封隔器、分级箍、盲板、洗井阀等特殊完井工具在水平井造斜段实现注水泥，根据油藏情况利用裸眼封隔器和大通径筛管对油层部位进行分段完井的一项防砂完井技术。适用范围三、国内防砂工艺技术及应用效果2024/8/13油气井防砂技术97工艺管柱

胜利采油院研制了带管外封隔器的裸眼完井防砂一体化技术。2004年12月以来共在冀东、大港及胜利油田共应用890口井，投产后效果显著，取得较大经济效益。应用效果三、国内防砂工艺技术及应用效果3、水平井裸眼筛管防砂工艺技术2024/8/13油气井防砂技术98技术优势在筛管/裸眼环空形成高渗透挡砂屏障减缓筛管堵塞，对稠油、粉细砂岩油藏防砂优势明显防砂有效期长，充分发挥水平井增产优势，延长油井寿命有利于流体均匀流入筛管内部，延缓底水锥进简化完井管柱结构,提高完井速度,节约完井成本提高油井完善程度，降低近井表皮系数，增大井筒流通面积，最大程度的水平井增产优势三、国内防砂工艺技术及应用效果4、水平井裸眼砾石充填防砂工艺技术2024/8/13油气井防砂技术99裸眼滤砂管防砂完井管柱裸眼充填防砂完井管柱酸洗反洗阀充填酸洗工具总成D、水平井裸眼砾石充填防砂工艺技术三、国内防砂工艺技术及应用效果2024/8/13油气井防砂技术100裸眼滤砂管防砂酸洗管柱裸眼充填防砂酸洗充填管柱洗井总成充填酸洗工具三、国内防砂工艺技术及应用效果D、水平井裸眼砾石充填防砂工艺技术2024/8/13油气井防砂技术101一、出砂油田分布及油井出砂的危害二、油井出砂的原因及出砂预测三、国内防砂工艺技术及应用效果四、国外防砂新技术五、启示和建议提纲2024/8/13油气井防砂技术102技术优势1、膨胀前刚体外径小，井身结构适应性强4、流通面积大，井眼附加压降小，可提高作业油井生产能力2、膨胀后内径大（仅缩小25.4mm），提高井径利用率1、可膨胀防砂筛管技术3、膨胀后与井壁直接接触，增强井壁稳定性5、与砾石充填相比，施工简单，成本低1995年shell公司授权weatherford子公司Petroline进行开发，1999年首次商业使用随后Baker公司、Halliburton

公司、Schlumberger公司均投入研究。Weatherford公司：ESS（ExpendableSandScreen)技术四、国外防砂新技术2024/8/13油气井防砂技术1031、可膨胀防砂筛管技术可膨胀管技术发展历程1910年延性管和旋转膨胀补贴1917年实体膨胀锥膨胀波纹管1940年液压/爆炸式膨胀延性管1962年波纹管上使用树脂玻璃纤维涂层技术1980年

波纹管加压后旋转膨胀1992年

实体膨胀锥割缝管、延性管1865年有缝钢管出现1995年可膨胀防砂筛管目标：可膨胀套管Weatherford公司：ESS技术四、国外防砂新技术2024/8/13油气井防砂技术104膨胀防砂筛管结构可膨胀中心管重叠式过滤层可膨胀保护外管Weatherford公司：ESS技术1231、可膨胀防砂筛管技术四、国外防砂新技术2024/8/13油气井防砂技术105Weatherford公司：ESS技术可膨胀防砂筛管试验及性能规范1、可膨胀防砂筛管技术四、国外防砂新技术2024/8/13油气井防砂技术106Weatherford公司：ESS技术ESS(in)外径(in)膨胀外径(in)最后内径(in)应用范围2-7/8”3.33.875–4.25比井眼尺寸小0.98in4½”,5”18+#csg3¾”-4¼”hole3-½”3.94.5

–

4.755”,5½”csg4-½”-4¾”hole4”4.435.875–6.257”35#csg5-7/8”

–6-1/8”hole4-½”4.96–7.257”23-32#csg6”

–6¾”hole5-½”5.978.325–9.1259-5/8csg8-3/8”

–91/8”hole可膨胀防砂筛管试验及性能规范1、可膨胀防砂筛管技术四、国外防砂新技术2024/8/13油气井防砂技术107Weatherford公司：ESS技术膨胀防砂管柱膨胀管串防砂管串盲堵底部接头悬挂封隔器顶部接头膨胀筛管钻杆扶正器液压膨胀工具机械膨胀工具1、可膨胀防砂筛管技术四、国外防砂新技术2024/8/13油气井防砂技术1081、可膨胀防砂筛管技术Weatherford公司：ESS技术膨胀过程四、国外防砂新技术2024/8/13油气井防砂技术1091、可膨胀防砂筛管技术Weatherford公司：ESS技术应用情况

自1999年Weatherford公司首次成功应用以来，截至2006年底在全球累计应用48000m，实施405口井，60%用于裸眼井防砂，40%用于套管井防砂；中国区域施工41口井。另外Baker公司应用25口、Halliburton

公司应用13口、Schlumberger公司应用1口。总体成功率达到95%以上，同传统防砂完井相比降低成本20%，增产70%左右。四、国外防砂新技术2024/8/13油气井防砂技术110射孔防砂一体化管柱技术：利用一趟管柱首先实施射孔施工，再下放管柱实施防砂施工；具有代表性Schlumberger公司的QUANTUMPERFPAC体系复合射孔防砂技术：复合射孔弹在对套管射孔过程中,将射孔与防砂作业同时完成。其研发单位是中国辽河钻采院。2、射孔防砂一体化技术Schlumberger公司：QUANTUMPERFPAC系统技术优势1、将射孔技术与防砂工艺有效集成提高了完井速度，缩短了施工周期，降低了作业成本；缩短完井液与油层的接触时间，减小漏失，有利于油层保护2、将射孔、防砂与监测技术集成配套，提高了油井完善程度与油井产率四、国外防砂新技术2024/8/13油气井防砂技术1112、射孔防砂一体化技术Schlumberger：QUANTUMPERFPAC系统管柱结构射孔测试装置防砂管柱总成射孔管柱总成防砂封隔器防砂滤砂管射孔封隔器射孔枪四、国外防砂新技术2024/8/13油气井防砂技术1122、射孔防砂一体化技术工艺过程下入集成管柱坐封射孔封隔器射孔解封射孔封隔器，下放管柱至防砂设计位置坐封封隔器砾石充填防砂施工起出丢手管柱Schlumberger：QUANTUMPERFPAC系统射孔测试装置防砂管柱总成射孔管柱总成技术特点一趟管柱可以完成射孔、防砂、监测所有工序简化施工工序，缩短施工周期，节约施工费用减小了地层结构破坏，降低了完井液损失，增加了储层产率水力驱动油管运输射孔体系：使射孔精确、快速、高效实时射孔测试系统：可迅速清理射孔以及井眼破坏形成的碎片四、国外防砂新技术2024/8/13油气井防砂技术113应用情况2、射孔防砂一体化技术

由中国辽河钻采院研发的复合射孔防砂技术自1999年10月进入现场应用至今实施46口井。分布在辽河油田的锦45块、杜84块、冷37块、高246块、高18块等防砂成功率94%,防砂材料出仓率90%以上,枪身孔眼直径18mm～20mm。但其技术适应性、施工后对产能的影响、防砂有效期、防砂屏障强度等需要进一步深入研究。

Schlumberger：QUANTUMPERFPAC系统应用情况还需进一步调研。四、国外防砂新技术2024/8/13油气井防砂技术114一、出砂油田分布及油井出砂的危害二、油井出砂的原因及出砂预测三、国内防砂工艺技术及应用效果四、国外防砂新技术五、启示和建议提纲2024/8/13油气井防砂技术1151、青年人如何走好职业生涯的第一步2、力戒科技浮躁3、比尔-盖茨致青年一代的黄金准则

五、启示和建议2024/8/13油气井防砂技术116确立人生坐标树立正确的世界观、人生观、价值观具有良好的社会公德、职业道德、家庭美德做有理想、有道德、有文化、有纪律的“四有”职工正确处理国家利益、集体利益和个人利益五、启示和建议2024/8/13油气井防砂技术117适应职业环境转变心态，迅速进入角色具有踏实的工作态度对工作要有责任心树立良好的形象建立、保持和谐融洽的人际关系善于发现变化并适应变化五、启示和建议2024/8/13油气井防砂技术118客观实际需要自身的素质和能力进行职业设计发展行动原则：个人的价值实现，要与单位的发展方向有机统一,团队价值永远高于个人价值发展行动计划：明确岗位工作的重点、目标、薪酬、培训等需求，制定短期和中长期规划发展行动日志：对发展计划的实施过程进行记录，并及时归纳分析总结五、启示和建议2024/8/13油气井防砂技术119为了达到预期目标，了解需要拥有哪些新的知识、技巧、能力和经验等通过自学、单位培训等各种方式，有针对性地加强理论学习，并在实践中增强对工作的认知和理解，不断提升自己的业务技能具有吃苦耐劳的品格、百折不挠的精神、坚韧不拔的毅力提升职业技能五、启示和建议2024/8/13油气井防砂技术120忠诚敬业是立业之本是成功之阶忠诚敬业意味着对自己所从事工作的一种责任感，敬业才会乐业，会成为发自内心的一种动力，积极主动，集中精力做好每一件事，把自己当作企业的主人，把企业的事业视为自己的事业。忠诚敬业让企业和员工双赢一名员工想要发展自己，必然应该将个人价值与企业发展密切相联，忠诚于事业，无私奉献自己的聪明才智和辛勤汗水，才能最大限度实现自我价值。企业为员工提供了充分展示自我的平台，员工忠诚、勤勉地为企业工作，那么最后的结果是双赢。忠诚敬业五、启示和建议2024/8/13油气井防砂技术1211、青年人如何走好职业生涯的第一步2、力戒科技浮躁3、比尔-盖茨致青年一代的黄金准则

五、启示和建议2024/8/13油气井防砂技术122

“为什么中国没有自己的诺贝尔奖获得者?为什么我国科技竞争力国际排序连续下滑?为什么学术腐败现象频繁发生?”——“一言以蔽之：科技浮躁产生的恶果!”“钱学森之问”五、启示和建议2024/8/13油气井防砂技术123（1）科技