油气井压裂防砂技术机理探讨

李召军

摘要：在油气井开采中，出砂的问题较为常见，尤其是在开采的中后期，极大的影响产量，开采效果也难以提高，造成巨大的损失。目前在油气井开采中，使用压裂防砂技术，可以预防出砂所产生的影响，达到防砂和增产的效果。目前应用的压裂防砂技术较多，技术人员结合实际的情况，选择最佳的防砂方式，促进防砂效果提升，给油气井生产起到积极作用。本文主要对油气井压裂防砂技术应用要点进行探讨，希望通过论述后能够给相关领域的人员提供一些借鉴。

关键词：油气井；压裂防砂；技术机理

引言

油井出砂为当前的石油开采环节主要存在的问题，特别是油藏内存在疏松砂岩的物质，有些注水开发的砂岩油气的开发阶段并未出砂，但是在后期的开采中开始出砂，并且随着开采的深入变得更加严重，极大的影响石油开采顺利进行，产量也会不断的减少。油鞑出砂问题会产生严重的危害，比如造成开采的终止、设备磨损严重、套管损坏、油井报废等，产生非常严重的经济损失。在以往的油田开采中，防砂的方法比较多，以机械防砂、化学防砂、焦化防砂等方式，可以有效的阻绝砂岩颗粒进入到井筒内，但是这些方式需要付出的成本较高，且存在较大的操作难度。随着国内外压裂和防砂技术的发展，已经构建完善的技术体系，即压裂防砂，效果非常好，还能提高油田的生产水平，以更好的促进油田开采领域发展。

1.压裂充填防砂技术

压裂填充防砂技术的应用，主要是在高渗透油藏开采中因为地层出砂而造成的减产或者停产的情况，其可以达到防砂、增产的效果。该技术的本质就是通过利用端部脱砂技术使得携砂液在裂缝端部位置完成脱砂，并且进行裂缝的填充，以形成具备良好效果的渗流通道。具体按照如下过程进行：①射孔、下入管道系统；②使用较大的施工压力，超过地层压力的情况下直接通过泵入前置液，进行地层开裂；③泵入前置液，不断的延伸到地下裂缝内；④泵入低砂比携砂液进行端部脱砂处理；⑤泵入砂比相对较高的携砂液，从而开始膨胀裂缝，使用支撑剂完成封堵处理；⑥应用砾石进行填充处理，提高结构的封闭性。

压裂填充防砂技术在应用中，主要是经过端部脱砂、裂缝充填裂缝等，不同阶段使用的技术也有着很大的差异，要针对具体情况选择和使用。端部脱砂的过程中，需要进行裂缝的眼神处理，将前置液滤失在底层内，并且通过注入密度有差异的携砂液进入到该位置，因为液体会快速的完成滤失出去，避免发生封堵的情况，再通过泵入高砂比携砂液的方式，逐步的进行压实填充处理，这时裂缝就不能发展演变，从而构建为导流能力较高的支撑带。

2压裂充填防砂原理

在应用压裂充填防砂方式处理中，除了可以使用传统的井下历史充填的挡砂措施，还可以实现裂缝内防砂处理。通过绕丝筛管以及充填射孔眼、筛套环空的砾石结构可以组合形成多级滤砂屏障体系，从而达到挡砂的效果；砾石可以达到阻隔的效果，将砂砾阻隔在砾石层之外，从而可以组合成为砂拱。应用导流能力比较高的水力裂缝把地层内的流体从径向流动转变为双线流动的方式，这就可以减小生产中压力差，避免流体压力过大，进而可以保护岩石骨架结构的完整性，不会发生破坏性，从而可以降低出砂的严重性。除此之外，在裂缝中可以形成双线性流动以及裂缝面积分流的效果，受到压力的作用后流速会不断的减小，也就能够减小冲刷作用力，降低出砂的严重性

3裂缝充填技术进行防砂处理

3.1纤维复合防砂技术

以往的防砂技术中，为了可以全面提升防砂的水平，一般都会和砾石充填筛管的方式组合应用，这就使得流体进入井筒会存在较大压力，对于防砂后油井产量造成不利影响，经济性也会减小。对于粉细砂岩油藏、注聚区等防砂问题，所以研发应用纤维复合无筛管防砂技术，这一技术具备双重下够，提高防砂水平，具备较高经济效益。

3.2纤维复合防砂机理

该技术的原理比较简单，主要是从稳砂、挡砂方面出发，选择合适纤维材料。

3.3软纤维”的稳砂作用

“软纤维”的材料比较特殊，其为带支链的长链阳离子聚合物，水溶液内通过支链的阳离子基团的电性实现分开。在进入到油藏内，由于粉细砂表面有负电，软纤维的正电会让其直接吸附上，从而实现粉细砂连接，组合 形成结合体，进而可以提高流速，达到稳砂、防砂的效果。

3.4硬纤维”的挡砂作用

选择合适的材料，使用特殊制作二成的硬纤维材料，再应用其弯曲、卷曲、螺旋的较差作用，形成有稳定性的三维结构形式。在投入使用后，砂砾会被固定在纤维内，组合成为稳定性强的过滤体，具备较高渗透率，达到防砂的效果。该结构内没有筛管，实现防砂能力提升。

3.5纤维复合增产机理

纤维复合防砂方式应用中，其原理主要是端部脱砂压裂技术，在储层内开缝处理，使用纤维和支撑剂充分混合后填充，然后进行端部的脱砂处理，最终可以形成具备较高导流性的缝带。端部脱砂所开启的半径一般都会超过油井损害半径，穿越污染部位，防止发生损害问题，减小运行压力，促进渗流效果的提升。

4射孔防砂一体化技术

该技术是将射孔、防砂、监测融合为一体的技术，为先进科学技术的代表，在国内外石油领域发展速度很快，而我国目前该技术还处于初期阶段，技术规模相对较小，仅停留在试验阶段。在射孔防砂一体化技术中，包含如下两种技术：①射孔防砂一体化管柱。该方式将射孔与防砂融合起来应用，通过一套关注能够进行射孔作业，然后将管柱下放后进行防砂，工期得以缩短，降低污染问题，提高经济效益。②射孔防砂联合技术。该技术是通过使用大孔径射孔弹前设置具备助推的火药以及防砂材料前仓，通过射孔弹起爆射形成的高温高压，点燃助推火药，将安装的材料快速的推入到孔道内，形成封闭性防砂部位，实现防砂与射孔。

5化学防砂方法

化学防砂就是给井内注入特殊制作形成的化学剂，实现封闭处理，有些油井会使用固体颗粒完成封闭处理，发挥出化学药剂的作用，组合形成稳定性强的人工井壁，从而达到防砂的效果。化学防砂的主要优势就是井筒内部没有任何机械，现场操作简单，直接给内部填充化学剂或者有支撑的化学剂。在具体的应用中，细粉防砂的效果是非常好的，尤其是严重出砂或者含水油较低的情况。化学固砂的方式应用到没有粘土或者微粒组分的矿物成分效果最好，一般厚度在5m以内并且渗透均匀的砂层中使用，以达到良好的处理效果。需要注意的是，在该项工作开展的过程当中还需要结合实际情况了解防沙的标准要求，同时在实践阶段中要严格的控制技术工艺，并且对涉及到的现场进行管控，提高整体技术的工艺效果。

6总结

 总的来说，在油气井压裂防砂技术应用过程当中，要结合实际情况需求选择好施工方案，并且在技术应用阶段要做好现场管理，这样才能够提高整体的防砂效果。在上文分析中对该技术的应用机理以及应用要点进行了详细探讨，目的给油气井工程的开展提供更多的支持。

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