化學(xué)防砂

1、化學(xué)防砂化學(xué)防砂是向地層擠入一定量的化學(xué)劑充填于地層孔隙中，以達(dá)到充填和固結(jié)地層，提高地層強(qiáng)度的目的。一般分為人工膠結(jié)地層和人造井壁兩種防砂方法。前者是向地層注入各類樹脂或各種化學(xué)固砂劑，直接將地層固結(jié)，它對疏松油層出砂特別適用。后者是把具有特殊性能的水泥、樹脂、預(yù)涂層礫石、水帶干灰砂或化學(xué)劑擠入井筒周圍地層中，這些物質(zhì)凝固后形成一層既堅固又有一定滲透性和強(qiáng)度的人工井壁，達(dá)到防止油層出砂的目的，人工井壁法對由于出砂造成套管外油層部位坍塌

2、所造成的虧空井防砂比較適宜?？傊瘜W(xué)法防砂前題條件要求固井質(zhì)量好，不能有套管外串槽現(xiàn)象，射孔炮眼暢通，它適用于滲透率相對均勻的薄層段地層防砂，而層內(nèi)差異大的厚層化學(xué)防砂施工由于注入劑錐進(jìn)不均和重力作用易造成固結(jié)不均，影響防砂效果?；瘜W(xué)防砂還可適用于合采井上部地層防砂?；瘜W(xué)防砂優(yōu)點是施工后井內(nèi)無遺留物，并可用于異常高壓井層的防砂缺點是對地層滲透率有一定傷害，特別是重復(fù)施工時。另外注入劑存在老化現(xiàn)象，使其有效期有限，成功率不如機(jī)械防砂，化

3、學(xué)防砂不適用于裸眼井防砂。我國疏松砂巖油藏分布范圍廣、儲量大，油氣井出砂是這類油藏開采的主要矛盾。出砂往往會導(dǎo)致砂埋油層或井筒砂堵或油氣井停產(chǎn)作業(yè)、使地面或井下的設(shè)備嚴(yán)重磨蝕、砂卡及頻繁的沖砂檢泵、地面清罐等維修，使工作量巨增，既提高了原油生產(chǎn)成本，又增加了油田管理難度。防砂是開發(fā)易出砂油氣藏必不可少的工藝措施之一，對原油穩(wěn)定生產(chǎn)及提高開發(fā)效益起著重要作用。全世界每年要花費幾百萬美元來研究有效的防砂措施，除此之外，還要花費幾百萬美元來修

4、理因出砂而發(fā)生故障的油氣井和注水井。保證疏松砂巖油藏開發(fā)過程中防砂措施的成功是十分重要的。鉆井過程中大多采用割縫襯管和預(yù)充填礫石來對付地層出砂，由于其使用壽命短，砂子易堵塞縫口，液流阻力大等缺點，而且下井時操作困難，不能填充射孔孔眼，因此新的有效的防砂方法的研究與應(yīng)用仍是世界石油鉆采中亟待解決的難題。通過防砂可以使地層砂最大限度的保持其在地層中的原始位置而不隨地層流體進(jìn)入井筒，阻止地層砂在地層中的運移，使地層原始滲透率的破壞降低到最低程

5、度，保護(hù)生產(chǎn)井和注水井的生產(chǎn)設(shè)備，最大限度的維持生產(chǎn)井的原始產(chǎn)液能力及注水井的注排能力，這是油氣田防砂的目的?，F(xiàn)階段常用的防砂方法有機(jī)械防砂、化學(xué)防砂及砂拱防砂。近年來，礫石充填防砂技術(shù)已取得了顯著的可靠施工效果，除井斜角較高的斜井之外，礫石充填防砂技術(shù)已成為應(yīng)用最廣泛的防砂技術(shù)方法。化學(xué)固砂方法是將化學(xué)膠結(jié)液擠入天然松散的地層，固結(jié)井眼周圍出砂層段中地層砂的一種防砂方法。所形成的膠結(jié)地層具有一定的抗壓強(qiáng)度和滲透性能。6.1油氣井出砂的

6、原因及危害6.1.1油氣井出砂的原因油氣井出砂的原因地層是否出砂取決于顆粒的膠結(jié)程度即地層強(qiáng)度。一般情況下，地層應(yīng)力超過地層強(qiáng)度就可能出砂。油氣井出砂的原因?qū)τ诜郎凹胺郎皠┑呐浞降倪x擇有很大的影響，總的說來，油氣井出砂的原因可以歸結(jié)為地質(zhì)和開采兩種原因。6.1.1.1地質(zhì)因素地質(zhì)因素指疏松砂巖地層的地質(zhì)條件，如膠結(jié)物含量及分布、膠結(jié)類型、成巖壓實作圖63脆性地層出砂規(guī)律脆性地層出砂規(guī)律流體產(chǎn)出時能把砂巖表面顆粒沖刷帶走，出砂規(guī)律呈周期性

7、變化。這種規(guī)律是因為在出砂過程中導(dǎo)管外部地層沖蝕空穴突然增大，過流面積成倍增加，使地層流體的流速大幅度下降，致使出砂量明顯下降。隨著油井條件變化，又會形成新的油砂環(huán)境而開始出砂。周而復(fù)始，任其發(fā)展，洞穴越來越大，到一定的時候，就有可能形成災(zāi)難性的地層坍塌，使油氣井導(dǎo)管變形而報廢。6.1.1.2開采原因開采原因指在油氣開發(fā)時因開采速度以及采油速度的突然變化，落后的開采技術(shù)(包括不合理的完井參數(shù)和工藝技術(shù))低質(zhì)量和頻繁的修井作業(yè)，設(shè)計不良的

8、酸化作業(yè)和不科學(xué)的生產(chǎn)管理等造成油氣井出砂。大體歸納如下：(1)采油過程中由于液體滲流而產(chǎn)生的對砂粒的拖曳力是出砂的重要原因。在其他條件相同時，生產(chǎn)壓差愈大、滲透率愈高，在井壁附近液流對地層的沖刷力就愈大。(2)油層見水。油層膠結(jié)物以粘土為主，一般占70%左右，而粘土礦物成分中蒙脫石含量達(dá)80%左右的砂巖地層注水后，注入水浸泡地層，都會使粘土遇水膨脹變松散，降低膠結(jié)強(qiáng)度，進(jìn)而發(fā)生顆粒位移，大大加劇地層出砂程度。(3)頻繁作業(yè)及不恰當(dāng)?shù)拈_

9、采速度以及作業(yè)過程措施不當(dāng)，也是造成嚴(yán)重出砂的原因之一。例如，進(jìn)行壓裂、酸化、大修等特殊作業(yè)，如果沒有保護(hù)油層的措施，就容易導(dǎo)致出砂加劇。(4)對油井管理不善，頻繁地開關(guān)井，造成地層激動，使穩(wěn)定的砂橋破壞，都會造成地層出砂。隨著油氣田開發(fā)期延續(xù)，油氣層壓力自然下降，油氣層砂巖體承載力的負(fù)荷逐漸增加，致使砂粒間的應(yīng)力平衡破壞，膠結(jié)破壞造成地層出砂，另外，地層注水可能使油氣層中的粘土膨脹分散，有的還會隨著地層流體遷移使油氣層膠結(jié)力下降。注水

10、開發(fā)中為了保持產(chǎn)量必定要提高采液量，這就會增加地層流體的流速，加大流體對地層砂的沖刷和攜帶能力(速敏效應(yīng))，因此，注水有可能造成地層出砂。此外，地層中的兩相或三相流動狀態(tài)能增加對地層砂的攜帶力。6.1.2油氣井出砂的機(jī)理油氣井出砂的機(jī)理生產(chǎn)條件下地層穩(wěn)定性與地層基質(zhì)所受應(yīng)力場作用有關(guān)?；|(zhì)以復(fù)雜的方法適應(yīng)應(yīng)力場狀態(tài)。地層基質(zhì)所受應(yīng)力是上覆地層壓力、孔隙壓力、近井地帶地層流體流動壓力梯度、界面張力、流體通過基質(zhì)顆粒間空隙流動時與顆粒摩擦而