关于页岩气压裂施工砂堵原因研究

关于页岩气压裂施工砂堵原因研究页岩气是一种储存在页岩中的天然气资源，其开采对于能源产业具有重要意义。

页岩气的开采过程中存在着一些问题，其中之一就是页岩气压裂施工中可能出现的砂堵现象。

砂堵是指在压裂过程中，一些砂岩颗粒可流体不会从天然气裂缝中排出，导致天然气产能降低或者完全阻断。

为了解决这一问题，需要对页岩气压裂施工砂堵原因进行深入研究，从而提出有效的解决方法。

页岩气砂堵的原因主要有以下几个方面：压裂液性质、地层条件、作业操作和流体与岩石相互作用。

压裂液中的颗粒物含量和粒径大小对砂堵现象有着直接影响。

砂岩是页岩气储层的一种类型，如果压裂液中含有较多的砂石颗粒，这些颗粒在压裂过程中容易进入到裂缝中，导致砂堵的发生。

地层条件也是影响页岩气砂堵的重要因素，地层中的孔隙度、渗透率和岩石的力学性质都会对砂堵影响很大。

作业操作中的不合理操作也可能造成砂堵的发生，例如施工过程中的排量控制不当或者注入压力过大等。

流体与岩石的相互作用也会引起砂堵的发生，流体在高压力下对裂缝和岩石的侵蚀可能导致砂岩颗粒的脱落并堵塞裂缝。

为了解决页岩气砂堵问题，可以从多个方面着手。

要对压裂液的配方进行优化，选择合适的颗粒物含量和粒径大小，以及添加抑制砂岩颗粒沉降的添加剂。

需要加强地质勘探和地层评价工作，准确了解地层的性质，避免在砂岩分布区进行压裂作业。

施工作业中需要严格按照操作规程进行，保证施工过程的合理性和稳定性。

还可以使用特殊的阻砂技术来减少砂岩颗粒进入裂缝的可能，例如预补漏技术和固井技术。

需要对压裂液和地层进行更加深入的研究，探讨流体与岩石相互作用的机理，为砂堵问题的解决提供科学依据。

研究页岩气砂堵的原因也对于提高页岩气开采的效率和资源利用率具有重要意义。

通过深入研究砂堵问题，可以优化压裂施工工艺，提高天然气产能，提高开采效率。

也可以减少因砂堵而导致的压裂作业失败和资源浪费，降低采气成本，对于页岩气产业的发展具有重要的经济意义。

疏松砂岩气藏压裂防砂工艺异常原因分析及预防措施疏松砂岩气藏是一种常见的非常规天然气藏，其井壁稳定性较差，容易导致砂岩颗粒脱落进入井眼，造成气井泥砂涌入以及砂岩压盖等问题。

在压裂作业过程中，疏松砂岩气藏常常出现压裂防砂工艺异常，影响气藏的开发效果。

本文将就该问题进行原因分析，并提出相应的预防措施。

1. 砂岩颗粒的脱落导致防砂效果差：疏松砂岩气藏的砂岩颗粒比较大，井壁稳定性差，易发生颗粒脱落的现象。

在进行压裂作业时，砂岩颗粒进入井眼，形成砂眼，导致防砂效果差，影响施工质量。

2. 井壁稳定性差导致砂岩崩塌：疏松砂岩气藏的井壁稳定性较差，无法承受压力的作用，容易发生崩塌现象。

在压裂过程中，井壁崩塌不仅会造成砂岩颗粒进入井眼，还会导致压裂液漏失，影响压裂效果。

3. 砂岩成岩期间胶结物溶解：疏松砂岩在成岩过程中会产生一些胶结物，这些胶结物起到了增加砂岩的强度和稳定性的作用。

在压裂过程中，由于压力和压裂液的化学作用，使得这些胶结物溶解，导致砂岩结构疏松，井壁不稳定。

4. 压裂液性能不适合砂岩特性：在疏松砂岩气藏中，由于其砂岩颗粒较大，井壁不稳定等特点，需要选择合适的压裂液进行作业。

如果选择的压裂液性能不适合砂岩特性，如黏度过低、粘度过高、PH值过高等，会导致压裂液在砂岩中不能有效地传递压力，导致防砂效果差。

针对以上问题，可以采取以下预防措施：1. 加强井壁稳定性措施：采取加固井壁的措施，如注水固井、套管固井等，提高井壁的稳定性，减少砂岩颗粒进入井眼的可能性。

2. 选择适合砂岩特性的压裂液：根据砂岩特性选择合适的压裂液，使其黏度适宜，粘度合理，PH值稳定，能够在砂岩中形成均匀压力分布，提高防砂效果。

3. 加强钻井液处理措施：采取加固井眼的措施，例如在钻井液中加入一定比例的钻井液堵塞剂，使其堵塞砂岩颗粒进入井眼的通道，避免砂岩颗粒进入井眼。

4. 优化压裂参数设计：针对疏松砂岩气藏的特点，合理设置压裂参数，如压力、排量、流速等，减少对井壁的冲击和压力，降低砂岩崩塌的风险。

关于页岩气压裂施工砂堵原因研究1. 引言1.1 研究背景页岩气是一种非常重要的天然气资源，页岩气开发对于满足我国能源需求具有重要意义。

页岩气压裂施工是一种有效的页岩气开发技术，能够提高气藏的产出率。

在页岩气压裂施工过程中，经常会出现砂堵现象，影响了裂缝的形成和气体的产出。

研究页岩气压裂施工砂堵原因对于提高开发效率和经济效益具有重要意义。

目前对于页岩气压裂施工砂堵原因的研究还比较有限，主要集中在砂的来源、运移、淤积等方面。

对于具体的砂堵机理和影响因素的研究还不够深入。

有必要开展更深入的研究，探究页岩气压裂施工砂堵的具体原因，为提高页岩气开发效率提供理论支撑。

本文旨在通过对页岩气压裂施工砂堵原因的研究，探讨砂堵机理和影响因素，为今后的页岩气开发提供理论指导和实践依据。

1.2 研究目的研究目的主要是为了探究页岩气压裂施工中砂堵现象的原因，分析水力裂缝内部和外部砂堵以及流体性质对砂堵的影响。

通过深入研究砂堵原因，可以更好地理解页岩气压裂施工中可能出现的问题，提高施工的效率和成功率。

研究砂堵原因可以为今后改进施工技术和优化流体配比提供参考，从而降低砂堵的风险，减少施工成本，并推动页岩气的开采和利用。

通过探讨砂堵原因研究的意义和未来研究方向，可以为相关领域的学者和工程师提供启示，引领更多深入研究的方向，为页岩气勘探和生产提供更好的支持和保障。

2. 正文2.1 页岩气压裂施工概述页岩气压裂是一种常用的页岩气田开发技术，通过高压水力对页岩进行压裂处理，以增加页岩气井的产能。

在页岩气压裂施工中，通常会添加一定比例的砂岩颗粒物作为支撑剂，以保持裂缝的稳定性和通透性。

随着生产周期的延长和裂缝周围压力的变化，砂岩颗粒物可能会在裂缝中堆积形成砂堵，从而影响页岩气井的产能和稳定性。

页岩气压裂施工通常包括井筒加固、液体处理、压裂液设计、施工参数优化等步骤。

在压裂过程中，随着泵入压裂液的压力逐渐增加，页岩裂缝会逐渐扩展，并形成水力裂缝。

关于页岩气压裂施工砂堵原因研究1. 引言1.1 砂堵现象的介绍砂堵是页岩气压裂施工过程中常见的问题，指的是在压裂过程中，油气井中的砂粒聚集在井眼或者管道中，导致油气流通受阻。

砂堵问题不仅影响了页岩气地下储层的产能，还会增加施工成本和风险。

砂堵现象的出现往往会导致井下设备受损，进一步影响油气的开采效率。

砂堵产生的根本原因是高压力下，页岩地层中的砂粒通过裂缝进入油管中，随着压裂液体的循环，砂粒逐渐聚集并固化，形成砂堵。

砂堵问题不仅限于油气开采领域，在地下水开采和地热能利用中也有类似问题。

研究页岩气压裂施工砂堵问题的原因和解决方法对提高油气生产效率和降低生产成本具有重要意义。

【内容结束】.1.2 页岩气压裂施工中的砂堵问题页岩气压裂施工中的砂堵问题是指在页岩气压裂过程中，由于一些特定因素导致砂岩颗粒堵塞裂缝，影响了气体的产能和采收率。

砂堵问题是页岩气压裂施工中一个常见且严重的挑战，给页岩气田的开发和生产带来了诸多困难。

造成页岩气压裂施工砂堵问题的原因主要有多方面，包括砂岩颗粒的大小、形状和分布，压裂液的性质和性能，以及施工操作中的控制参数等。

砂堵问题一旦发生，不仅会导致气体流动受阻，还可能造成井眼破坏和设备损坏，增加了开采成本和风险。

了解页岩气压裂施工中的砂堵问题并找出解决方法是至关重要的。

只有通过深入研究砂堵问题的形成机制和影响因素，才能有效地预防和解决这一问题，提高页岩气田的产能和采收率。

【2000字】2. 正文2.1 页岩气压裂施工的原理页岩气压裂施工是一种通过注入高压液体进入岩层中，使岩层裂缝扩张并释放天然气或石油的工艺技术。

该技术主要包括以下几个步骤：1. 选址和准备工作：在施工前，需要对地质结构进行详细分析，并确定钻井位置。

还需要准备好相应的设备和材料。

2. 钻井：通过钻机将钻头钻入地下，直至达到预定深度。

钻井完成后，进行套管工作，防止地下水和岩层混合。

3. 压裂液注入：在套管内，注入含有水、添加剂和砂的混合物，通过高压泵将混合物注入岩层中。

关于页岩气压裂施工砂堵原因研究页岩气压裂施工是一种常用的增产技术，通过将高压液体注入页岩层中，使其裂开并形成高渗透通道，从而提高页岩气的产量。

在压裂过程中，有时会出现砂堵现象，即注入液中的颗粒物质在裂缝中聚集，导致裂缝通道部分或全部被阻塞，从而减小产能。

本文将对页岩气压裂施工砂堵的原因进行研究。

1. 砂堵物质的来源：页岩气压裂施工中，主要使用的砂砾颗粒物质来自于压裂液中的砂颗粒和地层中的砂屑。

在注入液进入裂缝时，由于流动速度的变化和裂缝中颗粒物质的悬浮状态，砂颗粒易聚集成砂堵。

2. 流动状态的影响：砂堵与液相流态的流速和流动方式密切相关。

当流速较低时，颗粒物质易聚集在裂缝中，形成砂堵。

而当流速较高时，颗粒物质的悬浮状态更容易维持，砂堵现象相对较少。

3. 砂堵与压裂液性质：压裂液性质对砂堵产生影响。

黏度较高的压裂液会增加颗粒物质的聚集能力，因为黏度较高的液相更容易与颗粒物质发生碰撞和聚集，从而形成砂堵。

4. 地层裂缝山脊与低渗透区域：在页岩气压裂施工中，裂缝通道的形成是提高产能的关键。

并非所有裂缝通道都能提供足够的气体通道。

在基于地质和流动特征的模拟实验中，发现在具有山脊形状的裂缝中更容易形成砂堵。

当裂缝中存在山脊时，液相流速分布不均匀，容易形成砂堵。

5. 液／固相互作用：裂缝中的固相颗粒物质在液相作用下，会发生沉积和沉降。

当颗粒物质从液相中沉降时，易聚集在裂缝中形成砂堵。

页岩气压裂施工砂堵产生的原因与砂堵物质的来源、流动状态、压裂液性质、地层裂缝形态以及液／固相互作用密切相关。

针对这些原因，可采取一系列的措施来减少砂堵的发生，如调整压裂液性质、改变施工参数、优化设计等，从而提高页岩气压裂施工的效果。

压裂封口防砂技术调研压裂气井在返排过程中和生产过程中，有两种情况可能导致出砂：裂缝还未完全闭合或裂缝中只部分填充了支撑剂，还留有部分流动的余地。

如果有部分支撑剂未能被裂缝壁夹住, 还自由地悬浮着。

液体的回流可能将这些支撑剂带回井筒。

如果液体还维持有足够的黏度，裂缝还未闭合时就开始返排，就可能出砂。

从压裂角度出砂分析：（1）煤层的杨氏模量较常规砂岩小，易形成较宽的水力裂缝，而煤层的闭合压力一般较低，这些特性造成煤层压后支撑剂回流严重（2）关井时间过短，未破胶的高粘度液体，易携支撑剂返排。

为了加速返排，通常采用液氮拌注增能压裂、泡沫压裂液作业，提高压后返排速度，但此类方法增加了流体动能，使得支撑剂容易返吐，一定程度上限制了返排速度的进一步提高。

同时破坏了压裂施工原有的人工裂缝的铺砂剖面。

针对上述问题对大粒径、纤维、覆膜砂尾追技术进行了调研。

1. 大粒径尾追压裂技术1.1 定义在一次压裂施工中按一定次序添加多种尺度的支撑剂, 分别利用不同尺度支撑剂的各自特性, 在裂缝端部或空间狭窄的区域添加小粒径支撑剂, 在缝口或造缝质量良好的区域添加大粒径支撑剂, 保障施工成功、防止支撑剂返吐、提高裂缝质量, 使裂缝导流能力达到最佳。

1.2 作用原理（借鉴压裂防砂原理）流体对颗粒的冲刷与携带能力主要取决于其流速，流速越大，对地层的冲刷作用越厉害，出砂就越严重。

大粒径支撑剂的支撑孔隙要高于小粒径支撑剂的支撑孔隙，使井筒附近流体流速降低，从而降低了对小颗粒的冲刷和携带作用，大大减轻出砂程度。

1.3 支撑剂分类1.4 施工难点由于一般采用低黏压裂液，沉砂剖面上的动态平衡高度较小，上边的流速快。

因此，常规尾追大粒径支撑剂的方法很难在近井筒处实现(见下图)。

此时应该采用变排量方法，降低沉砂高度，增大砂堤上的过流端呵高度，才能使后续加入的大粒径支撑剂按预期那样堆积在征井筒处。

2. 尾追纤维压裂防砂技术2.1 纤维压裂工艺定义将拌有纤维的携砂液注入裂缝后，通过纤维缠绕来包裹支撑剂颗粒，压裂施工结束而裂缝闭合时,裂缝中的支撑剂因承受侧限压力，颗粒间以接触的形式相互作用而达到力学平衡，从而达到防砂的工艺。

关于页岩气压裂施工砂堵原因研究作者：朱明来源：《中国化工贸易·下旬刊》2019年第03期摘要：页岩气是非常规天然气的一种类型，近年来页岩气开发不断受到重视，在油气行业页岩气成为一个亮点，在技术上不断进行革新，国内页岩气已经给被列为新能源事业的重点，在国家能源的战略中页岩气开发占据着日常重要的地位，但是页岩气开发的技术也是一个难点，在页岩气压裂中，很多的问题会出现，对页岩气开发的各方面效益造成影响。

页岩气堵砂是其中一个非常有代表性的问题，若是出现页岩气堵砂，就会对产能造成严重的影响，也是会影响到施工的效率。

本文分析的是页岩气堵砂的主要原因，并提出相关的对策。

关键词：页岩气压裂施工;砂堵原因;对策研究国内页岩气的储备是非常丰富的，诸多地区建设了页岩气开发示范区，但是在页岩气开发方面国内的技术水平以及工作经验都是有待提升，从技术水平上看国内的页岩气开发还是处于一个初级的阶段，国外在这方面的经验更加丰富一些，开发的水平也更高，很多的案例都是非常有代表性的。

现阶段在页岩气开发中，页岩气堵砂成为影响施工效率的主要问题，如何解决页岩气堵砂的问题，成为整个国内油气行业要解决的关键性问题，这个问题要想解决，就需要在技术上进一步革新。

1 页岩气堵砂的原因1.1 地层因素页岩气的储层存在发生不成熟的现象，这其实是无法提前预知的问题。

页岩气压裂液出现一定的脱失，就会导致页岩气堵砂的出现。

另外就是在近井筒地带因为井斜的问题，或者是因为射孔方位造成的影响，让页岩气裂缝出现曲形甚至是非平面的现象，这些都是会对页岩气堵砂造成一定程度上的影响，支撑剂会在表面上停留。

若是以内近井筒的裂缝超过一定的数量，就会让支撑剂不断沉积，也是会造成页岩气堵砂的问题。

还有就是近井筒的尺寸问题，若是尺寸不足，也是会造成一样的问题。

1.2 設计因素多数情况下页岩气开发的设计，会追求加砂量，但其实这个追求也是要有把握的，若是超过一定的限度，就会导致页岩气堵砂的出现。

压裂砂堵原因分析及其对策压裂砂堵就是在压裂施工中，当所需注入流体的压力超过了注入井筒管柱（油管或套管）、井口设备、泵注设备的压力限制，导致井筒或管柱沉砂，压裂施工提前结束。

压裂砂堵事故轻者可以导致延长油井作业时间，影响油井生产，重者可以造成卡管柱，甚至大修作业，另外砂堵后压裂液不能按照设计要求及时放喷，压裂液长时间滞留地层，造成对油层的伤害，影响压裂效果。

因此，压裂砂堵具有较大的危害，在压裂施工的全过程中，应主动采取措施，尽量减少压裂砂堵事故的发生。

一、砂堵原因分析造成压裂砂堵的原因是多方面的，直接原因表现为压裂液大量滤失、造缝不足，压裂液耐温、悬砂能力达不到设计要求，加砂过程中设备故障等都有可能造成压裂砂堵，下面结合本人工作实际，对造成压裂砂堵的原因逐个分析，并针对每个原因给出有效的对策。

1、压裂液大量滤失、造缝不足导致压裂砂堵地层渗透率较高，地层存在大的孔道，压裂缝连通不闭合的断层，压裂形成的主裂缝不发育，形成多条微裂缝等原因，都可能造成压裂液大量滤失，造缝不足，携砂液提前脱砂，导致压裂砂堵；另外，地层较致密，压裂层段比较薄等原因可以造成压裂造缝不足，携砂液不能把砂子携带入地层深部，砂子在井口附近堆积造成砂堵。

对策：对于油层渗透率较高，在地层中存在大孔道的压裂井，可以在压裂设计中采取加入降滤失剂或者加入粉陶，可以很好的起到降滤失的作用，根据文南油田的压裂经验，一般采用油溶性树脂做为降滤失剂，现场经验证明，油溶性树脂可以很好的封堵压裂形成的微裂缝和天然高渗透裂缝或孔道，可以很好的起到降滤失的作用，但是室内实验证明，使用油溶性树脂作为降滤失剂，压裂后对油层有一定的伤害，目前应用较多的是在前置液中加入适量的粉砂，一般采用粒径为0.15-0.225mm的粉陶作为降滤失剂，可以很好的达到封堵压裂形成的微裂缝和天然高渗透裂缝或者孔道，一方面可以减少压裂液的滤失，减少砂堵事故，另一方面还可以在施工结束后对地层形成有效支撑，实验表明0.15-0.225mm粉砂在69Mpa的闭合压力下，渗透率可以达到9.2um2，可以提高微裂缝的渗透率，不对地层形成二次伤害，延长压裂有效期。