第章出砂机理及防砂讲课资料.ppt

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1、3.1出砂机理及预测3.2防砂方法与技术3.3防砂方法优选本章内容第3章出砂机理及防砂1油气层岩石在井下未开采时处于稳定状态，地层被钻开后井壁岩石的应力状况发生变化。在采出地层岩石中的流体后，岩石既要承受其它岩石的作用力，又要承受流体的作用力，在力的作用下强度弱的岩石可能会破碎，形成出砂。出砂是由于油气井开采和作业等综合因素造成井底附近地层破坏，导致剥落的地层砂随地层流体进入井筒，而对油气井生产造成不利因素的现象。防止油气井出砂称为防砂。3.1出砂机理及预测21、地质因素2、开采因素3、完井因素人为因素自然因素构造应力的影响颗粒胶结性质流体性质地层压降及生产压差对

2、出砂的影响流速对出砂的影响含水上升或注水对出砂的影响地层伤害的影响射孔参数对出砂的影响等二、影响地层出砂的因素3.1出砂机理及预测41、拉伸破坏机理随内外压差增大，流体流向井内的流速也增大，对岩石的拖曳力增大，岩石承受拉伸力也增大，当该力超过岩石抗拉伸强度时，岩石就会遭受拉伸破坏。三、出砂机理3.1出砂机理及预测52、剪切破坏上覆岩层压力由孔隙压力与骨架应力共同平衡。随开采进行，油藏压力逐渐降低，施加在岩石骨架上的压力越来越大，当该力超过岩石的抗剪切应力，岩石就会被剪切破坏。3.1出砂机理及预测三、出砂机理63.1出砂机理及预测三、出砂机理岩石的强度有两部分组成：

3、微粒之间的接触力和颗粒与胶结物之间的粘结力。由于各种物理、化学反应，导致胶结物被破坏掉或者溶解掉，岩石强度降低，造成出砂。3、粘结破坏71、砂粒可能在井内沉积并形成砂堵，产量降低；2、砂粒将磨损井内和地表设备，卡抽油泵进出口凡尔、活塞、衬套等；3、出砂严重的井还可能引起井壁坍塌而损坏套管和衬管、砂埋油层导致油气井停产，使采油的难度和成本都显著提高等等。4、污染环境，尤其是海洋油气田。四、出砂的危害3.1出砂机理及预测81、现场观测法2、经验分析法3、应力分析法岩心观察DST测试临井状态岩石胶结物声波时差法地层孔隙度法组合模量法出砂指数法五、出砂预测方法3.1出砂机

4、理及预测9一般用粒径和不同粒径砂粒的百分含量表示砂粒尺寸及其分布特征。粒径测量方法：筛析法、沉降法、观测法。筛析法：将由粗到细的一套筛子叠放并固定在振动筛分机上，对已破碎的砂岩颗粒进行筛析，测量每一种孔径的筛面上剩余砂粒（筛余）的重量，即可得到颗粒粒径的质量分布。地层砂粒筛析图：砂粒直径与累计质量的曲线图。如：D50表示累计百分比占总砂粒质量50%的砂粒直径。D50=0.34mm表示0.34mm直径以上的砂粒占总砂粒的50%。累积曲线越陡，粒度组成越均匀；曲线越平缓，粒度越不均匀。六、地层砂的粒径分析3.1出砂机理及预测10油井防砂方法有以下几种：1、机械防砂法2

5、、化学防砂法3、焦化防砂法4、复合防砂法5、其他防砂法仅下机械防砂管柱的方法自然砂拱防砂防砂管柱砾石充填的方法人工胶结地层法人工井壁法合理生产制度向地层挤入树脂砂浆液、乳化水泥、预涂层砾石、水带干灰砂等向地层通入热能，使原油在砂粒表面焦化，形成具有胶结力的薄胶结层机械防砂法化学防砂法+3.2防砂方法与技术11（1）滤砂器防砂地层砂产出后，经过滤砂器才可到达地面，滤砂器具有高渗透性，但可以阻挡地层砂通过。A、割缝衬管缝长垂直于轴线的(L=20-50mm)平行于轴线的（L=50-300mm）缝宽：<=2D10能加工的缝隙宽度最小为0.6mm。工艺简单，成本低，产能高；

6、防砂能力有限，衬管容易堵塞、腐蚀，适用于中粗砂岩高产能储层。1、机械防砂3.2防砂方法与技术12C、双层预充填砾石绕丝筛管防砂内外绕丝筛管、砾石、中心管；砾石不会被带走，比单层绕丝筛管效果好，寿命长。D、金属棉滤砂管防砂带孔基管、金属棉、保护管；依靠致密不规则截面的金属丝网防砂；适用于稠油热采和有细粒砂的场合。B、绕丝筛管单层绕丝筛管多层绕丝筛管缝宽>=0.15mm，最小可到0.08mm1、机械防砂3.2防砂方法与技术13E、陶瓷滤砂管外管、陶瓷管、密封；陶粒为防砂材料，抗折、抗压性能高，能耐土酸、盐酸、高矿化度水的腐蚀。F、多孔冶金粉末滤砂管由铁粉、铜粉等烧结成

7、多孔材料筛网，焊接在衬管上。厚度小，防砂效果好，可以阻挡0.06mm及更细的粉砂或黏土。G、其它优质复合防砂管保护罩和多层滤网。防砂范围广，强度高、抗冲蚀能力强。基管内保护层扩散层过滤层1、机械防砂3.2防砂方法与技术14机械防砂管柱结构衬管悬挂器：防砂管柱悬挂在套管，封隔油套环空，使带砂流体只能通过防砂衬管滤砂套；丢开上部工作油管，便于检泵、热洗清蜡等。丢手：丢开上部工作油管，便于检泵、热洗清蜡等。（丢手在衬管悬挂器上）安全接头：悬挂器与衬管之间，打捞衬管时，先将安全接头倒开，捞出悬挂器，以免作业复杂。皮碗：防砂管底端，帮助衬管之间环空形成砂桥

8、。扶正器：