出砂预测经验方法及应用

第一章疏松砂岩油藏出砂机理及出砂预测方法判断油层是否出砂，对于选择合理的完井方式、对经济有效地开采油田是非常重要的。

要判断生产过程中是否出砂，必须对影响出砂的因素、出砂机理、出砂预测方法的准确性有比较清楚的认识。

通过室内实验和理论研究，搞清油层出砂机理和规律，制订合理的生产制度和防范措施也就显得非常有意义。

1.1油气层出砂原因影响地层出砂的因素大体划分为三大类，即地质因素、开采因素和完井因素。

第一类因素由地层和油藏性质决定（包括构造应力、沉积相、岩石颗粒大小、形状、岩矿组成，胶结物及胶结程度，流体类型及性质等），这是先天形成的，当然在开发过程中，由于生产条件的改变会对岩石和流体产生不同程度的影响，从而改善或恶化出砂程度；第二、三类因素主要是指生产条件改变对出砂的直接影响，很多是可以由人控制的，包括油层压力及生产压差，液流速度，多相流动及相对渗透率，毛细管作用，弹孔及地层损害，含水变化，生产作业及射孔工艺条件等。

通过寻找这些因素与出砂之间的内在关系，可以有目的地创造良好的生产条件来避免或减缓出砂。

地层砂可以分为两种，即：骨架砂和填隙物。

骨架砂一般为大颗粒的砂粒，主要成分为石英和长石等，填隙物是环绕在骨架砂周围的微细颗粒，主要成分为粘土矿物和微粒。

在未打开油层之前，地层内部应力系统是平衡的；打开油层后，在近井地带，地层应力平衡状态补破坏，当岩石颗粒承受的应力超过岩石自身的抗剪或抗压强度，地层或者塑性变形或者发生坍塌。

在地层流体产出时，地层砂就会被携带进入井底，造成出砂。

图1-1 炮眼周围地层受损情况图1-1是射孔造成弱固结的砂岩破坏的示意图。

射孔使炮孔周围往外岩石依次可以为分颗粒压碎、岩石重塑、塑性受损及变化较小的较小受损区。

远离炮孔的A区是大范围的弹性区，其受损小，B1~B2区是一个弹塑性区，包括塑性硬化和软化，地层具有不同程度的受损，C区是一个完全损坏区，岩石经受了重新塑化，近于产生完全塑性状态的应变。

第33卷　第2期　2000年(总133期)西北地质NORT HWEST ERN GEOLOGYVol.33　No.2　2000(Sum133)　预测油层出砂状况室内模拟实验方法的建立与应用王　建(西北大学地质系,西安,710069) 吕成远　李　奋　李世杰(胜利油田地质科学院,山东,257015)摘　要　本文介绍了一种预测油层出砂状况的室内模拟试验方法,可以模拟油井含水、生产压差、地质压降及生产历史等诸因素对油井出砂状况的影响。

该方法在胜利油区埕岛油田馆上段油层应用效果良好。

关键词　油井出砂　地层伤害　出砂　预测　模拟实验油井出砂问题广泛困扰着疏松砂岩油田的生产和作业。

近几年来,人们越来越重视在油井投入生产甚至在完井之前认识油层的未来出砂状况,以采取有效的措施加强预防和管理,选择合理的完井方式和防砂措施及防砂时机。

国外从80年代开始以N.Stein、T.K.Perkinks[1]和R.J selby[2]等为代表,从理论和实验两方面开始了油井出砂影响因素和油井出砂预测的研究。

而国内关于研究和预测油井出砂的工作则起步于90年代初,并在防砂工艺研究方面取得了较大成绩,但在实验预测研究方面却无大的突破。

1　模拟实验设计1.1　实验模型室内出砂模拟试验的模拟对象是采油井井壁炮眼处的地层小单元,试验样品用制作成型的圆柱型油层实际小样,直径为2.5cm,长度为5～8cm左右。

模型Ⅰ适用于低压试验,便于直观地反映出砂状况;模型Ⅱ适用于高压试验,可以模拟各种生产工艺参数的改变对出砂状况的影响(图1)。

1.2　模拟实验程序油田工程技术人员最关心的问题就是油层是否出砂,何时出砂以及出砂程度如何,所以出砂模拟试验设计中考虑了含水率、过液量、过液强度和环压改变等因素对样品出砂状况的影响。

岩石力学分析则是为了从受力理论分析角度与模拟试验成果相印证。

出口分析砂子的质量判定样品的出砂程度和出砂类型,分析砂子的粒度组成,则可以判定出砂是自由砂还是骨架砂。

出砂、结蜡、结垢及腐蚀预测和防护措施技术思路1、结蜡预测及防护措施一、技术思路：根据油气井地质油藏特征、构造特征及岩石特性等，进行出砂机理研究，找到出砂主要影响因素，应用相关软件进行出砂预测，找到易出砂层段。

在以上研究的基础上，进行合理生产制度研究，给出合理的生产压差；应用粒度分析资料进行防砂筛网目数的预测，从而达到防砂的目的。

二、技术路线三、研究内容：1.出砂机理研究包括岩石力学性质及其影响因素进行研究，如岩石强度、岩石成分、结构特征及粘土矿物特征等。

2. 出砂影响因素分析（1）内因：油藏物性、地质构造、岩石特性等；（2）外因：完井、油保、开发参数及生产阶段等。

3.油气井出砂预测综合出砂机理研究及主要影响因素分析，应用相关专业软件，可以对油气井各产层进行地层强度预测，找出易出砂层段。

4.防砂研究（1）合理生产制度研究：在以上研究的基础上，应用相关软件计算地层强度，给出合理的生产压差。

（2）对防砂方法、防砂工艺参数优化提供技术支持；可以用多种方法对防砂筛网目数的预测，包括岩心粒度分析资料与测井GR 资料拟合确定粒度中值、岩屑/岩心粒度分析对比确定粒度中值、粒度分析与测井孔隙度/渗透率拟合确定粒度中值。

（3）对防砂井进行产能预测与评价。

2、结蜡预测及防护措施1）结蜡通过对储层流体特征的地面和地下研究，分析蜡的类型，探讨结蜡的机理。

对地层、井底和管线的结蜡趋势进行预测，并提出切实可行的防垢措施。

分析项目：原油含蜡、凝固点、析蜡点、蜡分布、PVT等分析技术路线研究内容（1）储层流体分析，包括油气田的地质概况、油气水分析资料和蜡类型研究（2）结蜡机理研究，包括温度压力以及溶解气对蜡的析出机理和影响因素分析研究。

（3）预测结蜡趋势，包括井筒结蜡预测、管线中结蜡预测。

（4）提出防蜡及清蜡建议，包括机械清蜡和化学方法防蜡。

3、结垢研究思路通过对储层流体特征的研究，分析成垢的类型，探讨结垢的机理。

运用多种预测方法对地层、井底和管线的结垢趋势进行预测。

油井出砂原因及防砂预测分析摘要：文章叙述了油井出砂的概念及导致油井出砂的影响因素，分析了海上油田油井出砂预测方法，指出了现有出砂生产压差预测方法优缺点及今后发展方向。

关键词：模型分析；出砂预测；胶结状态关键词抽油泵；油井出砂；原因分析；防砂技术引言在油田开采过程中，随着油田开采的不断进行，地层能量也会随之不断下降，此时油井内部的压差就会不断增大，进而导致油井出砂的问题不断严重，油井出砂会对其产能造成比较大的影响。

地层出砂会进入到井筒中，可能会造成管线和设备堵塞情况的出现，或者对泵造成破坏，甚至可能会导致井壁坍塌的问题，造成套管变形损坏，最终使油井不能够继续生产，而且会影响后续开采和最终的采收率，因此加强对油井出砂机理的研究，针对油井出砂机理采取有效的防砂措施来对油井出砂问题进行预防，对于保证油田产能的稳定，提高最终采收率具有重要的意义。

1.油井出砂及危害油井出砂是油田的油井在生产过程中，因为储油层的岩石较为脆弱，或是在开采过程中，因为不合理的操作，导致储油层的岩石结构遭到破坏，导致岩石脱落。

脱落后的岩石随着原油一起进入采油设备中。

因为岩石体积较大，最终导致采油设备的损坏。

岩石脱落严重时还会对油井内的岩石稳定结构被破坏，导致油井坍塌，最终停产。

常见的油井出砂会导致油井减产，只有当油井出砂越来越严重时才会发生油井停产现象。

1.陆地油田与海上油田出砂的区别陆地油田和海上油田在油井出砂上的差异是由于岩石结构的不同及油质的不同所引起的。

陆地油田的储层岩为细中细砂岩夹泥岩，在结构上主要以点线接触为主，结构类型上以胶结物为主，在岩层结构上又主要以方解石为主，岩石之间孔隙较多，孑L隙密度可高达30％。

孑L隙之间连通性比较好，胶层之间缝隙较大，岩层受地壳的运动影响较大。

海上油田的油井在出砂的情况上，以稠油田为主，在稠油田中受限于地质的因素，在岩层上存在着地层出砂的情况，导致海上油田油井出砂生产压差不同的原因之一便是高温蒸汽对岩层的破坏。

出砂组合模量预测方法嘿，咱今儿就来说说出砂组合模量预测方法这档子事儿。

你说这出砂，就像个调皮的小捣蛋，时不时就出来捣乱一下，让咱得想法子对付它呀！那这组合模量预测方法呢，就是咱手里的秘密武器啦！想象一下，出砂就像是一场混乱的战斗，而组合模量预测方法就是咱的战略指南。

咱得通过各种观察、分析，去摸清楚砂的脾气和习性，才能更好地预测它啥时候会冒出来捣乱。

咱可以从砂的来源开始研究呀。

它是从哪儿来的呀？是地层本身就有的，还是后来一些外在因素给招惹来的呢？这就好比咱要了解一个人的身世背景一样重要呢！然后再看看砂的颗粒大小、形状啥的，这些可都能影响到组合模量的预测呢。

还有啊，咱得考虑各种因素对出砂的影响。

就好像天气会影响咱出门穿啥衣服一样，不同的条件下出砂的情况也不一样。

比如说压力啦、温度啦、流体性质啦等等。

咱还可以通过一些实验和数据分析来找到规律呀。

就跟咱做数学题似的，多算几遍，总能找到解题思路。

把那些数据都摆出来，仔细琢磨琢磨，说不定就能发现一些隐藏的线索呢。

这组合模量预测方法可不是一蹴而就的事儿，得慢慢来，就像炖一锅好汤，得小火慢炖才有滋味。

咱不能着急，得一步一个脚印地去探索、去尝试。

说起来容易做起来难呐！但咱不能怕呀，要是不搞清楚这个，那出砂可就更肆无忌惮啦！咱得鼓起勇气，像个勇敢的战士一样去面对它。

咱可以多和同行交流交流经验呀，看看别人都是咋搞的。

说不定别人的一个小点子就能给咱带来大启发呢！这就跟朋友之间互相分享秘密一样，大家一起进步嘛！总之啊，这出砂组合模量预测方法可是个大学问，咱得用心去钻研。

虽然过程可能会有点艰辛，但咱只要坚持下去，就一定能找到好办法来对付出砂这个小调皮！咱可不能让它随便就打乱咱的计划，破坏咱的工程呀！大家一起加油吧！。

一、出砂概况油井出砂是油气开采过程中由于储层胶结疏松、强度低、流体的冲刷而导致射孔孔道附近或井底地带砂岩层结构被破坏，使得砂粒随流体从油层中运移出来的现象[1].（李兆敏,林日亿,王渊,等.高含水期射孔井出砂预测模型的建立及应用[J].石油大学学报:自然科学版,2003,27,(4):58,61,65.）在我国,除了少数油田的油井是由于砂岩层胶结不好、砂粒疏松.在开采初期就有出砂现象之外,许多出砂现象都是发生在油井生产的中后期.油田的中后期出砂特点是出砂量大、时间持久且难预测何时发生、防治较为困难。

国外在出砂预测方面研究应用较早.开发出了大尺寸出砂试验模拟系统、多种出砂理论模型和软件.我国近几年也正在从小尺寸的出砂预测逐步向大尺寸的出砂预测过度。

二、出砂的危害(1)减产或停产作业：油、气井出砂最容易造成油层砂埋、油管砂堵，地面管汇和储油罐积砂。

沙子在井内沉积形成砂堵，从而降低油井产量，甚至使油井停产，因此，常被迫起油管清除砂堵、清洗砂埋油层，清理地面管汇和储油罐。

其工作量大，条件艰苦，既费时又耗资。

即使这样，问题也还没有最终解决。

恢复生产不久，又须重新作业。

(2)地面和井下设备磨蚀：由于油层出砂使得油、气井产出流体中含有地层砂，而地层砂的主要成分是二氧化硅（石英），硬度很高，是一种破坏性很强的磨蚀剂，能使抽油泵阀磨损而不密封，阀球点蚀，柱塞和泵缸拉伤，地面阀门失灵，输油泵叶轮严重冲蚀。

使得油、气井不得不停产进行设备维修或更换，造成产量下降，成本上升。

(3)套管损坏，油井报废：最严重的情况是随着地层出砂量的不断增加，套管外的地层孔穴越来越大，到一定程度往往会导致突发性地层坍塌。

套管受坍塌地层砂岩团块的撞击和地层应力变化的作用受力失去平衡而产生变形或损坏，这种情况严重时会导致油井报废。

(4)安全及环境问题：意料之外的由于出砂引起的管道渗漏或设备失效还会引起严重的安全问题和溢出事故，尤其是在海上或陆上有水的地方。