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水平井防砂完井的常见问题及解决策略在我国经济高速发展时期，除了要不断研发更先进的科学技术外，而且也要注重将技术有针对性地应用到各个领域。
以石油开采水平井防砂完井工程为例，唯有采用科学的施工方法，才可从各个方面杜绝各类常见问题，从而起到全面提升工程质量的作用。
当前，随着我国水平井防砂完井工程逐步增多，为了提升施工效率与质量，施工单位需要采用科学的施工手段将常见问题控制在萌芽状态，不仅可加快施工进度，而且也可为高质量完成水平井防砂完井工程奠定基础。
1 水平井完井施工特点与应用条件1.1 割缝衬管完井方法根据施工方法不同，割缝衬管完井方法可分为两种，即：割缝衬管完井法与衬管顶部注水泥完井法，下面分别对两种方法进行介绍。
1.1.1 割缝衬管完井法割缝衬管完井法具有适用范围广、施工操作简单等特点，属于水平井防砂完井工程中常见的施工手段。
与其他完井技术相比，割缝衬管完井法对于井口大小无过多要求，完井处理简单、可靠。
在应用割缝衬管完井法过程中，施工人员先划定出套管区域，将割缝衬管悬挂到要求位置，从而起到隔离管外环形空间的作用。
割缝衬管完井法具有显著的应用优势，例如，造价成本低、水泥浆不会影响储层以及控制井眼坍塌概率等。
但是，割缝衬管完井法同样有应用缺陷，例如：层段区域存在干扰问题以及分段分割处理无法实现等，从而影响生产控制的准确性，影响生产测试资料的真实程度。
1.1.2 衬管顶部注水泥完井法在衬管顶部区域注水泥过程中，为了保证完井质量，需要在管外分隔器、盲管等工具的配合下，才能开展施工，确保完井可以按照计划要求完成。
衬管顶部注水泥完井法的应用优势有：完井作业需要使用多级外封隔离器和防砂筛管，可以极大提高防砂工程质量。
此外，将注水泥技术与座封分割器相互结合，可以保证在要求时间内完成施工，施工效率提升明显。
最后，防砂筛管可以持续性的使用，工作年限长，并且可以通径更大，施工可靠性更加显著。
1.2 射孔完井法现阶段，在水平井防砂完井工程中，射孔完井技术的应用十分常见。
适度防砂完井技术现状及其展望学生张恒学号2010050031摘要:疏松砂岩油藏分布范围广、储量大，这类油藏开采中的主要矛盾之一是油井出砂。
油气井出砂是石油开采遇到的重要问题之一。
每年都要花费大量人力物力进行防治和研究。
如果砂害得不到治理,油气井出砂会越来越严重,致使出砂油气田不能有效开发因此，油井防砂工艺技术的研究和发展对疏松砂岩油藏的顺利开发至关重要。
适度防砂技术也称适度出砂技术，国外称之为SandManagement。
1993-1994年间，该技术在北亚德里亚海油田进行试验，1996年在北海油田进行了试验并获得了很大的成功。
到1999年末，北海油田大约有200-300口油井采用了适度出砂生产，其他油田也在积极探索实验[1-2]。
本文综述了适度防砂技术在我国的发展和研究现状，重点介绍了适度防砂技术提出的理论前提和关键技术，并简单介绍了适度防砂完井技术的应用，对该技术的发展前景进行了展望。
1 适度防砂的概念与机理适度防砂技术就是在油层段下入特殊筛管并适度放大防砂粒径,生产过程中允许小于某一粒径下的地层砂进入井筒,并通过人工举升方式将砂粒举升到地面后再进行分离处理。
通过将近井筒带的细小砂粒产出,对地层进行“卸载”,引起井眼周围地层发生剪切膨胀直至剪切破坏,破坏钻完井过程中形成的损害带,在近井地带形成“蚯蚓洞”,疏通渗流通道,提高近井眼地层的渗透率。
在砂桥形成后,还可通过压力激动破坏砂桥,重新形成砂桥的过程中有利于细小砂粒的产出和“蚯蚓洞”向深部地层发展,使地层“渗透强化”[3]。
裸眼内下入特殊筛管适度防砂完井技术是指在水平分支井、水平井和常规定向井的油层段不下套管,不固井,而是直接下入特殊筛管进行防砂作业。
套管射孔简易防砂完井技术是适度防砂完井技术的灵活应用,即对油层套管进行射孔,然后下入特殊筛管进行适度防砂作业。
2适度防砂技术在我国的发展及其现状2．1适度防砂技术在我国的发展适度防砂就是尽可能挖掘各方面的潜能，在生产许可的范围内，允许较高比例的地层砂产出来，达到提高原油产量，得到最佳的投人和产出比的目的。
浅析完井作业中的水平井完井和预制防砂管完井摘要：完井作业是油气田开发工程的重要组成部分，与钻井作业一样，在完井作业过程中也会造成油气层污染。
如处理不当，就会严重影响油气井的产量。
因此，了解完井过程中油气层损害的特点、保护油气层的完井技术、选择最适合油层特点的完井方法十分重要。
关键词：完井水平井预制防砂管一、引言完井方法是指油气井筒与油气层的连通方式，以及为实现这种连通方式所采用的井身结构、井口装置及有关技术措施。
完井作业的任何一个环节，如钻开油气层、注水泥、射孔、试油、酸化压裂等，都会引起不同程度的污染产层。
一般产层污染有三种类型：岩石孔隙通道被钻井液、固井液、修井液固体颗粒所堵塞；进入地层的淡水引起黏土膨胀和分散；渗进地层的液体形成乳化液。
这些污染造成产层渗透效率减低，油井产量下降。
因此，选择合适的完井方法法，可减少对油气层的损害，提高油气产量，延长油气井寿命。
国内外对完井特别重视，进行了大量研究，美国油气井完井方法设计要要收集地质、工程、油层损害等方面的数据29项，用完井设计软件进行处理，选择出最优的完井方法。
原苏联研制了完善井底结构的优化程序。
把产层分为裂缝型、裂缝孔隙型、空隙裂缝型及孔隙型四类。
按产层的厚度、岩石强度、渗透率、岩石颗粒的均匀性及压力梯度等数据优选出11种完井井底结构。
尽管完井方法很多，但住主要还是以射孔完井为主，约咱占90%以上。
我国采用的完井方法也以固井射孔为主，个别地层采用裸眼完井，少数热采井或出砂井采用砾石充填完井，也有的用永久完井、无油管或多管完井。
二、水平井完井技术水平井有增加泄油面积，降低生产压差，提高单井产量和提高最终采收率的作用。
在控制油层出砂和底水锥进方面优于其它类型井，对低渗、稠油开采和热采热注都有明显效果。
完井可分为裸眼、衬管、套管固井、防砂、管外封隔器等几种不同类型的完井。
不同油气田应依据其特点选择最佳完井方法满足生产需要。
水平井完井考虑的因素：储层岩石胶结情况及储层的稳定性，分析研究岩石矿物胶结情况，储层是否含有遇水后易膨胀或塑性流动的粘土层、石膏层、盐层等化学不稳定性；井壁岩石是否会发生因上覆地层重压而剪切破坏，导致储层垮塌的力学不稳定性。
第一节出 砂 预 测多数疏松或较疏松的油层有出砂现象。
油气井出砂会造成磨蚀井下、地面设备和工具(如泵、分离器、加热器、管线等)，桥堵或堵塞井眼，降低油气井产量或迫使油气井停产。
我国海上发现的疏松或较疏松油气藏较多。
科学地进行出砂预测，为防砂提供了可靠的决策依据。
出砂预测研究回答的问题是：（1）油气水井在其生命期内(包括投产及小产后期)是否出砂?（2）何时出砂？一、出砂机理及影响因素1.出砂机理—般来说，地层应力超过地层强度就有可能出砂。
地层强度决定于胶结物的胶结力、流体的粘着力、地层颗粒之间的摩擦力以及地层颗粒本身的重力。
地层应力包括地层结构应力、上覆压力、流体流动时对地层颗粒施加的推力，还有地层孔隙压力和生产压差形成的作用力，因此地层出砂是由多种因素决定的。
2.出砂的影响因素1)岩石强度低。
此为最重要的影响因素。
—般认为单轴抗压强度低于7.0MPa的岩石为弱固结岩石，有可能出砂。
胶结物的种类性质和数量，对岩石的强度起着至关重要的作用。
地层岩石遭到破坏而出砂，其本质是胶结物被破坏，形成分散的砂粒。
胶结物的破坏，除了剪切和拉伸等机械力的作用外，还受到液体的溶蚀、电化学作用的伤害，有些本来不出砂的井在酸化或产水、注水后出砂，就是这个道理。
2)地层压力的衰减。
地层压力的衰减相对增大了岩石的有效应力。
3)生产压差或生产速度过大。
4)地层流体粘度大易出砂。
5)油气井含水量的增长，出砂的可能性增大。
某气田的产层段砂岩，当岩石含水后，其强度降低80％～95％。
6)不适当的增产措施(酸化和压裂)。
7)操作管理措施不当，例如造成井下过大的压力激动等。
二、出砂预测方法和系统出砂预测方法有四类，分别为现场观测法、经验法、实验室模拟法和数值计算法。
从目前的研究水平来看，很难用单一方法准确预测一口井在生产全过程中是否出砂和何时出砂，只有通过多种预测方法才能使预测结果比较可靠。
1.现场观测法(1)岩心观察疏松岩石用常规取心工具收获率低，很容易将岩心从取心筒内拿出或岩心易从取心筒中脱落，有时其不需使用胶皮取心筒或海棉取心筒。
完井作业是钻采工程中一项十分重要的工序，也是最后一道工序，是采油工程的开始。
近年来人们逐渐认识到完井在油气田开发中的重要作用，国内外开始普遍重视完井技术。
而完井工程当中完井方法的优选尤为重要，完井方式的选择是否合理，直接关系到探井能否反映井下情况、油井能否长期稳定生产，并直接关系到油田田开发方案的正确执行和油田或油井的最终经济效益。
如果方法选择不对，会伤害地层导致不出油、气，或产能大幅降低，探井不能发现油气，从而引起油、气勘探、开发中的重大损失。
对疏松砂岩油藏水平井来说，在石油开采过程中，由于地层各种因素以及生产因素引起的疏松砂岩储层出砂是导致储层损害，附加表皮增大和产能降低的主要原因，严重时导致地层亏空、坍塌，甚至引起套管破裂油井报废。
不同完井方式防砂的效果不一样，造成的地层伤害也不一样，进而引起油井的产能也必然不同，最终引起油井的经济效益也不同从这一点上讲，非常有必要进行疏松砂岩水平井完井方式优选的研究，了解各种水平井完井方法的特点、产能预测以及经济评价的方法，为选择合理的完井方式提供依据。
其次，从疏松砂岩的分布和水平井的应用来看，世界上油气资源的分布在疏松砂岩地层中，疏松砂岩油藏的广泛分布决定了其对石油工业的发展起着巨大的作用。
疏松砂岩油藏出砂的可能性很大，选择合适的防砂完井方式，不仅关系着疏松砂岩油藏开采的最终经济效益，更关系着我国乃至世界石油工业的发展。
水平井完井作为油气藏的一个重要的完井技术，对具有较好垂直渗透率的薄油层或是厚油层来说已经被证明是比较好的开采方式。
与垂直井比较，水平井的优点有增加产能，改善驱替效率，降低水锥或气锥效应，增大泄油面积。
自从水平井广泛应用于油气田开发以来，油气产量获得了前所未有的突破，单井产量比以往增加了，整体采收率也提高了。
于是，国内外也不断加大水平井的研究开发力度，水平井钻完井、开发技术不断进步。
本文正是在这样的趋势下展开对疏松砂岩水平井完井方式优选的研究。
防砂技术发展现状防砂对于出砂油藏有着重要意义，防砂的成功与否直接关系到油气藏是否能够正常开发。
随着新科技和新材料的不断发展和完善，防砂技术也获得了日新月异的进展。
我国防砂技术的研究和应用始于20世纪60年代，经过40年的发展形成了机械、化学和复合三大防砂工艺体系。
特别是20世纪90年代以来在旧的防砂工艺不断完善的基础上，积极研究开发防砂新工艺、新方法，特别是在机械防砂方面，取得了飞速的发展，各种新的防砂技术在油田现场应用均取得了良好的效果。
目前防砂技术主要以机械防砂为主。
国外机械防砂工艺技术研究起步较早，1932年就开始采用砾石充填法防砂，此法目前在国内外防砂方面仍占主要地位，约占防砂作业的90%以上。
其中绕丝筛管砾石充填法经过完善和发展，已经成为一项较成熟的技术。
如常规砾石充填防砂、振动砾石充填防砂、分层砾石充填防砂和旁通砾石充填防砂等。
随着防砂技术的研究和发展，滤砂管防砂技术也日趋成熟，形成一系列先进、适用的防砂技术，如不锈钢金属棉滤砂管、金属毡滤砂管、陶瓷管等。
化学防砂针对机械没有从根本上解决地层出砂的主要原因，利用化学药剂把疏松砂岩地层的沙砾或充填到地层的沙石胶结起来，稳定地层结构或形成具有一定强度和渗透率的人工井壁，从而固结地层流砂达到防止地层出砂的目的。
经过几十年的研究发展，现已形成以树脂固砂、人工井壁防砂为主的几大类十几种化学防砂工艺方法。
复合防砂是在机械防砂和化学防砂基础上将其相结合发展起来的一种综合防砂形式，近些年发展速度更是迅猛。
张建国（1999）年指出对于疏松储层，射孔生产不久就会出砂，在炮眼处形成砂拱，保持砂拱的稳定性是防砂的关键，建立了砂拱的力学模型，并根据库仑一莫尔准则、达西定律和平衡方程推导出保持砂拱稳定的数学模型。
宋友贵（2000）年分析油井出砂原因及砾石充填防砂工艺局限性的基础上，对压裂一充填综合防砂技术的技术实质、减缓出砂的原因、工艺步骤以及实施效果等进行了研究与分析。
李家芬（2001）年以室内实验和大量的现场调研资料为基础，应用计算机技术和先进的防砂效果预测理论，开发了防砂决策系统软件。
景瑞林（2001年）描述了割缝筛管防砂机理及割缝筛管筛缝宽度的确定方法，研究了割缝筛管与地层充填砂的配伍性，介绍了适用于不同渗流能力的地层的割缝筛管防砂工艺及现场应用情况。
范兴沃（2002）年以专家知识和现场经验为基础开发了防砂工艺决策专家系统，具有防砂预测、方案优选、施工参数优化等功能，该系统系统包括基础数据库、专家知识库、推理机、单井模拟器和解释机等个子系统。
Miguel（2003）年利用树脂包层砂进行水力压裂后获得了很好的防砂效果并明显渗透率，这是一种简单有效的防砂增产措施。
刘燕（2003年）阐述了压裂充填防砂这一先进防砂完井技术的机理、设计和施工工艺，压裂充填防砂是替代砾石充填的一种更先进的防砂方法，它可以用作首次防砂和补救性防砂，尤其是在多次机械和化学防砂失败、污染严重的油水井中具有不可替代性。
顾海洪（2003年）提出利用压裂充填工具组合，采用能产生短、宽裂缝的端部脱砂压裂技术，实现油层压裂及绕丝管外充填一体化，形成具有改造油层和防砂双重作用的防砂体系。
王登庆(2003年)介绍了分支水平井防砂管柱、金属毡滤砂管、扶正器的结构设计，通过现场试验，从射孔工艺技术、防砂工艺技术、防砂施工工序、效果分析等方面阐述了分支水平井防砂技术的应用。
琉松砂岩水平井完井方式的优选疏松砂岩水平井完井方式的优选是一项复杂的系统工程，需要综合考虑各方面的因素，主要是地质和油藏工程特性、生产过程中井眼是否稳定、出砂严重程度、采油工程要求、完井产能的大小、钻井和完井成本、总体经济效益等，有些因素需要进行定量判断，定量判断是科学严密的优选完井方式及系统的完井设计必不可少的理论基础。
在进行水平井完井优选前，有必要对各种完井方式的优缺点及适用条件作一个详细的研究分类，以便优选时相互参照对比。
（一）水平井各种完井方法的优缺点（1）裸眼完井的优缺点和适用条件优点：①成本最低，完井简单。
②储层不受水泥浆的伤害。
③允许在后期采取任何可能的完井方法。
④产层裸露，渗流面积大，井完善系数高，完井周期短。
⑤适用于以后井的调整。
例如，以后若要插入一个带套管外封隔器的⑥尾管甚至把裸眼井变为完全注水泥完井，也是有可能的。
缺点：①适应程度极低，易于产生井下坍塌、堵塞，甚至埋掉和部分埋掉产层。
②增产措施效率低，大段酸化，无法控制应该吸酸和不该吸酸的井段。
适用的地质条件：①岩性坚硬，井壁稳定不坍塌的储层。
②单一厚储层，或压力、岩性基本一致的多层储层。
③不谁备实施分层开采，选择性处理的储层。
④天然裂缝性碳酸盐岩或硬质砂岩⑤短或极短曲率半径水平井。
（2）割缝衬管的优缺点和适用条件优点：①价格低廉。
②产层裸露，渗流面积大，流体流入阻力小。
③选择合适的割缝衬管尺寸，能有效地控制部分出砂④可防止井眼坍塌。
缺点：①不能进行层段分离，实施分层开采②无法控制割缝衬管与井眼之间的环空，故不能进行选择性增产措施作业。
③生产控制差，不能避免层段间的干扰，窜流的可能性大。
适用的地质条件：①适用于井壁不稳定，有可能发生井眼坍塌的储层。
②刀单一厚储层，或压力、岩性基本一致的多层储层。
③不准备实施分层开采，选择性处理的储层。
④出砂不严重的疏松产层。
（3）套管射孔的优缺点和适用条件优点：可实施最有效的层段分隔。
在生产井段能选择性的进行修井作业适合于多类油藏完井可进行各种井下增产措施缺点：过流面积小，完善程度低。
要求较高的射孔操作技术。
固井封固质量要求高，水泥浆可能损害气层。
注水泥和射孔的费用昂贵，工艺复杂。
适用的地质条件：有边、底水层，易塌夹层等复杂地质条件，要求实施分隔层段的储层。
要求实施大规模高排量水力压裂作业的低渗透产层。
砂岩储层、碳酸盐岩裂缝性储层（4）裸眼砾石充填完井的优缺点和适用条件优点：储层不受水泥浆的伤害。
可以防止疏松储层出砂和井眼塌垮。
缺点：不能实施层段的分隔，因而不可避免有层段之间的窜通。
无法进行选择性增产增注作业。
无法进行生产控制。
适用的地质条件：无底水、无含水夹层的储层。
单一厚储层，或压力、物性基本一致的多层储层。
不准备实施分隔层段，选择性处理的储层岩性疏松出砂严重的中、粗、细砂粒储层。
（5）套管砾石充填完井的优缺点和适用条件优点：可以预防疏松储层出砂及井眼坍塌特别适宜于热采稠油油藏可以实施选择性地射开层段。
缺点：储层受水泥浆的伤害必须起出井下预充填砾石筛管后，才能实施选择性的增产增注作业。
适用的地质条件：有底水、或有含水夹层、易塌夹层等复杂地质条件，因而要求实施隔层段的储层。
各分层之间存在压力、岩性差异，因而要求实施选择性处理的储层。
岩性疏松出砂严重的中、粗、细砂粒储层。
（6）绕丝筛管的优缺点和适用条件优点：产层裸露，渗流面积大，流体流入阻力小。
选择合适的不锈钢丝缝隙，一能有效地控制大部分出砂。
可防止井眼坍塌。
耐腐蚀性强，使用寿命长。
缺点：价格昂贵，一般为割缝衬管的3倍左右。
不能进行层段分离，实施分层开采。
无法控制筛管与井眼之间的环空，故不能进行选择性增产措施作业。
生产控制差，不能避免层段间的千扰，窜流的可能性大。
适用的地质条件：适用于井壁不稳定，有可能发生井眼坍塌的储层。
单一厚储层，或压力、岩性基本一致的多层储层。
不准备实施分层开采，选择性处理的储层。
出砂不严重的疏松产层。
