第六章 出砂机理及防砂VIP免费

6.1概述6.2出砂机理与预测6.3防砂方法与技术6.4防砂工具本章内容第六章出砂机理及防砂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影响的现象。骨架砂地层砂可以分两种：填隙物6.1概述一、定义二、影响地层出砂因素，三大类：1、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孔道填充物对出砂的影响射孔参数对出砂的影响6.1概述1、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。6.1概述三、出砂的危害出砂地层根据地层砂胶结强度大小分成三种类型，每一类型有各自出砂特征。1.流砂地层指没有胶结的地层砂。流砂地层仅靠很小的流体附着力和周围环境圈闭的压实力来聚集。这种地层一旦开井投产便连续不断出砂，但产出液含砂量相对稳定，基本是一常数。虽然累计出砂量不断增大，但套管周围不会出现地层空穴，只是地层越来越松。6.1概述四、出砂地层类型及出砂特征2.部分胶结地层含胶结物量少，胶结力弱，地层强度低。投产后地层砂会在炮眼附近剥落，逐渐发展成空穴，剥落的地层砂进入井筒极易添满井底，堵塞炮管。其产出液含砂量变化很大。6.1概述3、脆性砂地层也称易碎砂地层，较多胶结物，中等胶结强度砂岩。开始投产时出砂几天或几周，随后出砂量大减，几乎无砂产出，到一定可能重新出砂。因出砂过程中套管外部地层冲蚀空穴突然增大，过流面积成倍增长，地层流体流速大幅下降，导致出砂量明显下降。当单位面积流体流速达到一定值时，又会出现地层砂大块坍塌，过流面积倍增而停止出砂，出现另一个周期。周而复始任其发展，洞穴将越来越大，最终形成灾难性地层坍塌，使套管变形而报废。6.1概述6.26.2出砂机理与预测出砂机理与预测随内外压差增大，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。一、地层出砂机理2、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。6.26.2出砂机理与预测出砂机理与预测一、地层出砂机理地层中存在诸如粘土之类精细颗粒，会随产出液一起运移，造成井壁周围渗透率降低（地层损伤的一种），增加了流体的拖曳力，导致出砂。6.26.2出砂机理与预测出砂机理与预测3、精细颗粒的影响一、地层出砂机理二、油井出砂预测方法有以下三种：1、现场观测法2、经验分析法3、应力分析法岩心观察DST测试邻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CcVt1mstc/295%30%20%30%20281094.9crctEMPaEc4100.2MPaEc44105.1100.2MPaEc4105.1GKB34MPaB4102MPaB44104.1102MPaB4104.16.26.2出砂机理与预测出砂机理与预测1）裸眼井井筒附近应力分布（1）裸眼井井筒附近应力分布的一般方法（2）考虑孔隙流体的压力效应地层中任一点应力分布2）射孔完成井出砂预测方法（1）沿最大水平主应力方向射孔时，求得孔眼周围地层的应力分布（2）沿最小水平主应力方向射孔时，求得孔眼周围地层的应力分布2cos)31(2)()1(2)(2cos)431(2)()1(2)(44222222442222rRrRprRrRrRrRprRhHhHihHhHir)](1)21([2cos)rR)((2)]()1()1(2)21([2cos)31(2)()1(2)()]()1()1(2)21([2cos)431(2)()1(2)(2224422222222442222pihHvzpihHhHipihHhHirPpPprRrRrRprRPprRrRrRrRprR...