影响出砂的因素地质因素开采因素油井出砂首先是地质因素优质PPT.pptx

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这种方法简单易行，施工成本低。

缺点是防砂管柱容易被地层砂堵塞，有效期短，只适用于油砂中值大于0.1mm的中、粗砂岩地层。

石油工程与环境工程学院,Yananuniversity,Chapter8第一节防砂与清砂第二类机械防砂方法为管柱砾石充填，即在井筒内下入绕丝筛管或割缝衬管等机械管柱后，再用砾石或其它类似材料充填在机械管柱与套管的环形空间内，有的还将充填材料挤入井筒周围地层，形成多级滤砂屏障，达到挡砂目的。

这类方法适用性广，对细、中、粗砂岩地层、垂直井、定向井、热采井均可应用，且有效期长，成功率高。

缺点主要是施工复杂，一次性投入高；

不适合于粉砂岩和粉细砂岩。

石油工程与环境工程学院,Yananuniversity,Chapter8,

（1）滤砂器防砂滤砂器是指经过特殊工艺制成的具有防砂功能的机械管柱。

一般用于套管射孔井。

将滤砂器下入井内，正对出砂层位。

采油时地层砂粒随流体进入井筒，被阻挡在滤砂器周围，逐渐堆积，形成自然砂拱，进一步阻止地层出砂。

机理：

过滤+自然砂拱挡砂,石油工程与环境工程学院,Yananuniversity,第一节防砂与清砂,Chapter8,绕丝筛管由基管（带孔中心管）、纵筋、不锈钢绕丝组成,绕丝筛管的断面为梯形，外窄内宽，具有一定的自洁作用。

轻微的堵塞可以被产出的流体自行疏通优点：

耐腐蚀、抗高温、缝隙连续沟通面积大、寿命长缺点：

目前最小缝隙虽可达0.1mm，但造价高，是割缝衬管的23倍,石油工程与环境工程学院,Yananuniversity,第一节防砂与清砂,Chapter8,割缝衬管割缝衬管主要用于出砂不严重的井，或在裸眼完井情况下防止岩屑落入井筒中。

割缝衬管是直接使用锯片铣刀在铣床上铣削套管而成。

割缝缝眼分平行轴向和垂直轴向两种。

多采用平行割缝，割缝交错排列为宜。

割缝衬管防砂工艺简单，操作方便，成本低。

但受机械加工技术的限制，衬管割缝的最小缝宽达0.150.2mm，适用地层砂的范围较小。

割缝衬管防砂有效期短，效果差，缝眼易被细砂堵塞或磨损。

石油工程与环境工程学院,Yananuniversity,第一节防砂与清砂,Chapter8,砾石充填防砂套管内砾石充填防砂传统只对筛管与套管环空充填现代套管内砾石充填包括环空充填和地层充填,石油工程与环境工程学院,Yananuniversity,第一节防砂与清砂,Chapter8第一节防砂与清砂裸眼砾石充填防砂生产层段采用裸眼完成，裸眼扩孔后，正对出砂层段下入绕丝筛管，然后再进行砾石充填。

石油工程与环境工程学院,Yananuniversity,携砂液设计,施工工艺设计,Chapter8第一节砾石充填防砂工艺设计基本原则：

注重防砂效果，使油井井口含砂量小于0.03%。

保持防砂井产能，产能损失不高于1520。

强调综合经济效益。

充填方式选择地层预处理设计防砂管柱设计砾石设计,防砂与清砂,石油工程与环境工程学院,Yananuniversity,Chapter8第一节防砂与清砂2.化学防砂化学防砂是向地层中挤入一定数量的化学剂或化学剂与砂浆的混合物，达到充填、固结地层、提高地层强度的目的。

石油工程与环境工程学院,Yananuniversity,Chapter8第一节防砂与清砂化学防砂方法适用于薄层短井段，对粉细砂岩地层的防砂效果好，施工后井筒内不留下任何机械装置，便于后期处理。

缺点是有机化学剂材料成本高，对油藏温度的适应性较差，易老化，有效期短，固结后地层渗透率明显下降，产能损失大。

国外提出的应用条件：

（1）产层厚度不超过7.6m；

（2）产层温度不超过138C；

（3）地层渗透率大于0.1m；

（）粘土和长石含量低于；

（）石灰质含量低于；

（）套管射孔完井。

石油工程与环境工程学院,Yananuniversity,Chapter8第一节防砂与清砂

（1）人工胶结地层向地层注入化学固砂剂，直接将地层砂固结。

酚醛树脂胶结地层酚醛溶液地下合成防砂

（2）人工井壁将胶结剂、支撑剂，按比例混合均匀，用油或其它液体携至井下，挤入套管外，堆积于出砂部位，凝固后形成具有一定强度和渗透性的人工井壁。

树脂砂浆人工井壁树脂核桃壳人工井壁水泥砂浆人工井壁预涂层砾石人工井壁,石油工程与环境工程学院,Yananuniversity,Chapter8第一节防砂与清砂3.焦化防砂向油层提供热能，促使原油在砂粒表面焦化，形成具有胶结力的焦化薄层。

主要有注热空气固砂和短期火烧油层固砂两种方法。

美国、俄罗斯、罗马尼亚等国家进行过成功试验，主要用于火烧油层或蒸汽驱开采的相对密度大于0.934的重质稠油油藏。

主要优点：

原油被加热到高温，粘度明显下降；

短期火烧焦化过程将近井地层孔隙中的沥青质、碳酸盐烧掉，使孔隙度和渗透率提高、改善了原油流动条件；

燃烧使地层脱水，有效地防止了粘土的膨胀；

热力作用还可以使油层产生裂缝，形成新的油流通道。

石油工程与环境工程学院,Yananuniversity,Chapter8注热空气焦化固砂,在井底安放电热器或火嘴加热空气，空气温升与原油物性、油层深度和注气速度有关，应该由室内模拟试验预先确定。

一般是C/h。

当达到原油结焦温度后保持恒温小时，通常固砂作业要连续注热空气天左右。

短期火烧焦化固砂温度要控制在C以下，防止套管烧坏（若粘土含量极高，火烧温度为C左右），火烧时间天，总注气量（）m，然后焖井天。

现场应用表明：

火烧焦化防砂后产量增加倍，有效期a以上。

焦化防砂井应远离油水界面，含油饱和度大于40%,石油工程与环境工程学院,Yananuniversity,第一节防砂与清砂,Chapter84.其它防砂方法,砂拱防砂,地层砂粒流经射孔孔眼入口处时，在一定条件下，自然堆积形成砂拱，具有一定的承载或挡砂能力，可阻止地层进一步出砂。

降低并稳定产量？

关键在于保持砂拱的稳定性,提高近井带径向应力水平？

套管外膨胀式封隔器（ECP）,第一节防砂与清砂,石油工程与环境工程学院,Yananuniversity,Chapter8第一节防砂与清砂将套管外膨胀式封隔器随套管管柱下入井内正对出砂层位，挤水泥使密封元件径向膨胀，胶件膨胀后的直径可为原来的23倍，从而压实裸眼井壁，迫使近井地层径向应力水平恢复甚至超过原始地应力水平。

水泥凝固后再采用高孔密、小孔径射孔。

适用条件：

裸眼完井；

中低产井；

出砂不严重。

石油工程与环境工程学院,Yananuniversity,Chapter8第一节防砂与清砂水力压裂砾石充填防砂（压裂充填防砂）20世纪90年代迅速发展起来的一种新的复合防砂技术，对高渗透的疏松砂岩地层既进行水力压裂，又进行砾石充填，将两种工艺有机地结合在一起，集中体现其技术优势，以达到传统防砂工艺所不能达到的使油井既高产又控制出砂的最佳效果。

机械化学复合防砂机械防砂管柱通常为滤砂管和绕丝筛管，与之配合的是化学剂和涂层（敷）砂。

石油工程与环境工程学院,Yananuniversity,Chapter8第一节防砂与清砂四、清砂方法捞砂用钢丝绳向井内下入专门的捞砂工具（捞砂筒），将井底积存的砂粒捞到地面的方法。

一般适用于砂堵不严重、井浅、油层压力低或有漏失层等无法建立循环的油井。

不需外来冲砂液，不会污染油层。

但存在一次捞砂量少，井深时起下钻时间长，捞砂效率低，不经济等缺点。

冲砂通过冲管、油管或油套环空向井底注入高速流体冲散砂堵，由循环上返液体将砂粒带到地面，以解除油水井砂堵的工艺措施，是广泛应用的清砂方法。

选择冲砂液和冲砂方式是关键。

石油工程与环境工程学院,Yananuniversity,Chapter8,石油工程与环境工程学院,Yananuniversity,1.冲砂液用于进行冲砂的液体。

通常采用的冲砂液有油、水、乳状液等，一般油井用原油，水井用淡水或盐水，低压井用混气冲砂液进行冲砂。

基本要求：

具有一定的粘度，以保证具有良好的携砂能力；

具有适宜的密度，以便形成适当的液柱压力防止井喷或防止因液柱压力过大产生漏失无法建立循环；

不损害油层；

来源广泛、价廉等。

第一节防砂与清砂,Chapter8,

（1）正冲砂（冲管冲砂）冲砂液由冲砂管（或油管）泵入，被冲散的砂粒随冲砂液一起沿油套环空返至地面。

特点：

冲击力大，易冲散砂堵，但因油套环空截面积大，液流上返速度小，携砂能力低，易在冲砂过程中发生卡管事故，要提高液流上返速度就必须提高冲砂液的用量。

2.冲砂方式,正冲砂（冲管冲砂）反冲砂正反冲砂联合冲砂,冲砂方式,第一节防砂与清砂,石油工程与环境工程学院,Yananuniversity,Chapter8第一节防砂与清砂反冲砂冲砂液由油套环空泵入，被冲散的砂粒随冲砂液一起从油管返至地面。

冲击力小，但液流上返速度大，携砂能力强。

正反冲砂先用正冲砂将砂堵冲散，使砂粒处于悬浮状态，再迅速改为反冲砂，将冲散的砂粒从油管内返出地面。

地面必须配套有改换冲洗方式的总机关。

联合冲砂冲砂管柱距底端一定距离处装有分流器，用以改变液流通道，冲砂液从油套环空进入井内，经分流器进入下部冲砂管冲开砂堵，被冲散的砂粒随同液体先从下部冲管与套管环空返至分流器后，便进入上部冲砂管内返至地面。

地面不需要改换冲洗方式的设备。

石油工程与环境工程学院,Yananuniversity,Chapter8第二节防蜡与清蜡从石油中分离出来的固态烃类称之为蜡。

石蜡蜡微晶蜡石蜡：

常为板状或鳞片状或带状结晶，相对分子质量为300500，分子中C原子数是1635，以正构烷烃为主，熔点50左右。

微晶蜡：

多呈细小的针状结晶，相对分子质量为500700，分子中的C原子数是3664，以环烷烃为主，熔点是6090。

国内大部分油田原油中所含的蜡属于石蜡。

石油工程与环境工程学院,Yananuniversity,Chapter8第二节一、影响结蜡的因素,对于溶有一定量石蜡的原油，在开采过程中，随着温度、压力的降低和气体的析出，溶解的石蜡便结晶析出、长大聚集并沉积在管壁等固相表面上，即出现所谓的结蜡现象。

可概括为四个方面：

原油组成（蜡、胶质、沥青质）；

原油中的杂质（泥、砂、水等）；

开采条件（压力、温度、气油比、产量等）；

沉积表面的粗糙度和表面性质。

内因,外因,石油工程与环境工程学院,Yananuniversity,防蜡与清蜡,Chapter8,第二节防蜡与清蜡油井结蜡的过程：

当温度降至析蜡点以下时，蜡以结晶形式从原油中析出；

温度、压力继续硬降蜡低和气体析出，结晶析出的蜡聚集长大形成蜡晶体；

蜡晶体沉积于管软道蜡和设备等的表面上。

蜡的初始结晶温度或析蜡点：

当温度降低到某一值时，原油中溶解的蜡便开始析出，蜡开始析出的温度。

石油工程与环境工程学院,Yananuniversity,Chapter8第二节防蜡与清蜡二、油井防蜡方法

（一）防蜡原理阻止蜡晶的析出：

在原油开采过程中，采用某些措施（如提高井筒流体的温度等），使得油流温度高于蜡的初始结晶温度，从而阻止蜡晶的析出。

抑制石蜡结晶的聚集：

在石蜡结晶已析出的情况下，控制蜡晶长大和聚集的过程。

如在含蜡原油中加入防止和减少石蜡聚集的某些化学抑制剂，使蜡晶处于分散状态而不会大量聚集。

创造不利于石蜡沉积的条件：

如提高表面光滑度、改善表面润湿性、提高井筒流体速度等。

石油工程与环境工程学院,Yananuniversity,Chapter8第二节防蜡与清蜡

（二）防蜡方法油管内衬和涂层防蜡作用：

通过表面光滑和改善管壁表面的润湿性，使蜡不易在表面上沉积，以达到防蜡的目的。

玻璃衬里油管防蜡原理油管表面具有亲水憎油特性；

玻璃表面十分光滑；

玻璃具有良好的绝热性能。

涂料油管防蜡原理,在油管内壁涂一层固化后表面光滑且亲水性强的物质。

石油工程与环境工程学院,Yananuniversity,Chapter8第二节防蜡与清蜡化学防蜡向井筒中加入液体化学防蜡剂或在抽油泵下的油管中连接上装有固体化学防蜡剂的短节，防蜡剂在井筒流体中溶解混合后达到防蜡目的。

防蜡剂主要有活性剂型和高分子型两大类。

活性剂型防蜡剂：

通过在蜡结晶表面上的吸附，形成不利于石蜡继续长大的极性表面，使蜡晶以微粒状态分散在油中易被油流带走；

还可吸附于固体表面上形成极性表面，阻止石蜡的沉积。

高分子型防蜡剂：

都是油溶性的，具有石蜡结构链节的支链线性高分子，在浓度很小的情况下能够形成遍及整个原油的网状结构，而石蜡就可在这网状结构上析出，因而彼此分散，不能聚集长大，也不易在固体表面沉积，,而易被液流带走。

石油工程与环境工程学院,Yananuniversity,Chapter8第二节防蜡与清蜡磁防蜡技术防蜡原理：

原油通过强磁防蜡器时，石蜡分子在磁场作用下定向排列作有序流动，克服了石蜡分子之间的作用力，不能按结晶的要求形成石蜡晶体；

对于已形成蜡晶的微粒通过磁场后，石蜡晶体细小分散，并且有效地削弱了蜡晶之间、蜡晶与胶体分子之间的粘附力，抑制了蜡晶的聚集长大；

磁场处理后还能改变井筒中结蜡状态，使蜡质变软，易于清除。

石油工程与环境工程学院,Yananuniversity,Chapter8第二节防蜡与清蜡三、油井清蜡方法机械清蜡和热力清蜡两类机械清蜡用专门工具刮除油管壁上的蜡，并靠液流将蜡带至地面的清蜡方法。

自喷井：

一般情况下采用刮蜡片；

结蜡严重，用清蜡钻头；

有杆抽油井：

在抽油杆上安装活动刮蜡器。

热力清蜡利用热能提高液流和沉积表面的温度，熔化沉积于井筒中的蜡。

石油工程与环境工程学院,Yananuniversity,Chapter8,热流体循环清蜡电热清蜡热化学清蜡,热流体循环清蜡：

通过热流体（如水或油等）在井筒中的循环传热给井筒流体，提高井筒流体的温度，使得蜡沉积熔化后再溶于原油中，从而达到清蜡的目的。

电热清蜡：

把电缆随油管下入井筒中或采用电热杆，接通电源后，电缆或电热杆放出热量即可提高液流和井筒设备的温度，熔化沉积的石蜡，从而达到清蜡的作用。

热化学清蜡：

利用化学反应产生的热能来清蜡。

热力清蜡,第二节防蜡与清蜡,石油工程与环境工程学院,Yananuniversity,Chapter8第三节油井堵水一、油井出水来源注入水及边水底水底水锥进：

当油田有底水时，由于油井生产在油层中造成的压力差，破坏了由于重力作用所建立起来的油水平衡关系，使原来的油水界面在靠近井底处呈锥形升高的现象。

注入水、边水和底水在油藏中虽然处于不同的位置，但与要生产的原油在同一层中，可统称为同层水。

同层水进入油井，是不可避免的，但要求缓、少。

上层水、下层水及夹层水从油层以外来的水，往往是由于固井质量不高、套管损坏或误射水层造成的，是可以避免的。

石油工程与环境工程学院,Yananuniversity,Chapter8,石油工程与环境工程学院,Yananuniversity,二、油井防水措施以防为主，防堵结合制订合理的油藏工程方案，合理部署井网和划分注采系统，建立合理的注、采井工作制度和采取工程措施以控制油水边界均匀推进。

提高固井和完井质量，以保证油井的封闭条件，防止油层与水层串通。

加强油水井日常管理、分析，及时调整分层注采强度，保持均衡开采。

第三节油井堵水,Chapter8第三节油井堵水三、油井找水技术油井出水后，通过各种方法确定出水层位和流量的工作。

综合对比资料判断出水层位水质资料是确定产出水是来自地层水还是注入水的主要依据，而结合小层平面图及油水井连通图和注采井生产情况则可推断可能的出水层位，但还需同其它方法配合才能最后确定出水层位。

水化学分析法利用产出水的化验分析结果来判断其为地层水或注入水的方法。

该方法主要是依靠地层水和注入水在组成上的明显不同进行判断。

地层水一般具有高矿化度，或含有硫化氢及二氧化碳等特点。

石油工程与环境工程学院,Yananuniversity,Chapter8第三节油井堵水,石油工程与环境工程学院,Yananuniversity,3.根据地球物理资料判断出水层位目前应用较多的有：

流体电阻测定法、井温测量法和放射性同位素法。

流体电阻测定法：

根据不同矿化度的水具有不同的导电性（即电阻率不同），利用电阻计测出油井中流体电阻率变化曲线，从而确定出水层位的方法。

井温测量法：

利用地层水具有较高温度的特点来确定出水层位的方法。

放射性同位素法：

向井内注入同位素液体人为提高出水层段的放射性强度来判断出水层位的找水方法。

根据注同位素液体前后测得的放射性曲线来鉴别出水层位。

往往需要用两种或两种以上方法才能较准确的确定出水层位。

Chapter8第三节油井堵水机械法找水压木塞法：

对套管有一处损坏引起的出水油井，将木塞放在套管内，然后注入液体挤压木塞下行，最后木塞停留位置正好是套管损坏的位置。

封隔器找水：

利用封隔器将各层分开，然后分层求产，找出出水层位的方法。

这种方法能准确确定出水层位。

找水仪找水在油井正常生产的情况下，下入专门仪器找水仪，利用油和水的导电性相差很大的原理来区别油样中含水量。

可以不停产确定主要出水层位。

石油工程与环境工程学院,Yananuniversity,Chapter8第三节油井堵水四、油井堵水技术机械堵水使用封隔器及相应的管柱卡封高含水层的方法，以解决油井各油层间的干扰，达到增加油井产油量，减少产水量的目的。

化学堵水用化学剂控制油气井出水量和封堵出水层的方法。

可分为非选择性堵水和选择性堵水。

石油工程与环境工程学院,Yananuniversity,Chapter8第三节油井堵水非选择性堵水在油井上采用适当的工艺措施分隔油水层，并用堵剂堵塞出水层位。

常用堵剂：

水泥浆、树脂、硅酸钙等堵剂对水层和油层均可造成堵塞，而无选择性。

选择性堵水通过油井向生产层注入适当的化学剂堵塞水层或改变油、水、岩石之间的界面张力，降低油水同层的水相渗透率，而不堵塞油层或对油相渗透率影响。

部分水解聚丙烯酰胺、泡沫、松香酸钠（即松香酸钠皂或松香钠皂）、活性稠油等。

石油工程与环境工程学院,Yananuniversity,Chapter8,石油工程与环境工程学院,Yananuniversity,一、腐蚀类型化学腐蚀：

金属表面与其它物质直接发生纯化学作用而引起的破坏。

单纯的化学腐蚀很少。

电化学腐蚀：

金属与电解质溶液作用所发生的腐蚀。

采油工程中的腐蚀过程通常是电化学腐蚀。

电化学腐蚀过程由三个环节组成在阳极，金属溶解，变成金属离子进入溶液；

电子从阳极流向阴极；

在阴极，电子被溶液中能够吸收电子的物质所接收。

物理腐蚀：

金属由于单纯的物理溶解作用所引起的破坏。

第四节防腐,Chapter8第四节防腐二、采油工程中的防腐措施1.油井的防腐措施油井的腐蚀主要有两种腐蚀因素造成的：

（1）CO2腐蚀；

（2）H2S腐蚀。

防腐措施：

油井环形空间投加缓蚀剂，利用缓蚀剂的自重以及扩散方式到达井底后随产出液返出，缓蚀剂所经过的地方都将吸附上一层缓蚀剂膜，从而抑制了井下设备的腐蚀。

推广使用陶瓷阀球、阀座。

使用玻璃钢抽油杆。

对含硫油井，尽量使用低强度油套管和抽油杆。

石油工程与环境工程学院,Yananuniversity,Chapter8第四节防腐2.注水系统的防腐措施注水系统防腐是一个系统工程，必须采用综合治理措施。

控制水质标准：

（1）改善水体性质，如弱酸性水可投加碱性物质适当提高pH值；

（2）坚持密闭隔氧技术；

（3）要定时、定量投加杀菌剂，控制住SRB的生长。

新投注水管线要搞好内防腐：

焊接要保证质量，焊后要进行探伤。

旧注水管线要经常清洗，以防止垢下腐蚀。

注水井环形空间定期投加具有杀菌缓蚀阻垢功能的环空保护液。

回水管线应采取内防腐措施，或考虑使用玻璃钢管线。

石油工程与环境工程学院,Yananuniversity,Chapter8,石油工程与环境工程学院,Yananuniversity,3.气井的防腐措施气井的腐蚀因素同油井相似。

对于含硫气井的开采技术措施主要在于防腐。

目前防腐措施主要有三个方面：

选用抗硫材料；

采用合理的结构和制造工艺；

选用缓蚀剂保护金属，减缓电化学腐蚀。

第四节防腐,Chapter8第五节清防垢一、结垢垢型常见的垢型有碳酸钙、硫酸钙、硫酸钡、硫酸锶等。

二、清防垢方法化学方法,物理方法,机械方法,常用的清防垢方法,石油工程与环境工程学院,Yananuniversity,Chapter81.化学方法化学防垢,石油工程与环境工程学院,Yananuniversity,油田常用防垢剂可按分子结构进行分类，主要有无机磷酸盐防垢剂、聚合物防垢剂、有机磷防垢剂。

无机磷酸盐防垢剂：

这类防垢剂主要有六偏磷酸钠、三聚磷酸钠等，使用浓度有时仅为几毫克每升便能有效地防垢，是一种高效防垢剂。

聚合物防垢剂：

有一种聚合物类防垢剂在水中不水解，不会产生沉淀物，应用时不受温度等条件限制。

有机磷防垢剂：

不仅是一种高效防垢剂，而且与其它防垢剂复配使用时还具有协同效应，即复配防垢剂的防垢效果大大高于配方中单一防垢剂的防垢效果的简单叠加。

第五节清防垢,Chapter8化学清垢,石油工程与环境工程学院,Yananuniversity,清除碳酸盐垢的药剂主要成分是盐酸。

清除硫酸钙垢的药剂：

常用25%NaOH浸泡除垢，但如果除垢部位是近井地层，最好再进行一次盐酸处理，以防Ca（OH）2堵塞地层。

也可先用过饱和的碳酸钠或碳酸铵使硫酸钙转化为碳酸钙，再用盐