岩石力学讲义(出砂).pdfVIP

出砂预测技术 Sand production prediction 主讲教师：蔚宝华 联系电话：010 电子邮箱：dengjingen@126.com 报告提纲 概述 出砂的机理 出砂预测技术 问题及讨论 一、概述 一、概述 出砂是指在油气开采过程中砂粒随流体从油层 中运移出来的现象。 出砂是一个带有普遍性的复杂问题，而其中弱 固结或固结砂岩油层的出砂现象尤为严重。 由于这类岩石胶结性差，强度低，一般在较低 的井底压力下，容易造成井周地层不稳，发生 拉伸破坏或剪切破坏而出砂。 FN－2岩芯 FN-5采 出 砂 1.油藏成岩作用差，地层疏松易出砂 Increased effective stresses due to drawdown / depletion fail rock surrounding the perforation tunnel Flow rate removes loose sand from tunnel (Note loose sand lying below the entrance hole ‘spill point’) What does a sand-producing perforation look like? 出砂的危害 减产或停产作业：油、气井出砂最容易造成 油层砂埋、油管砂堵，地面管汇和储油罐积 砂。沙子在井内沉积形成砂堵，从而降低油 井产量，甚至使油井停产，因此，常被迫起 油管清除砂堵、清洗砂埋油层，清理地面管 汇和储油罐。其工作量大，条件艰苦，既费 时又耗资。即使这样，问题也还没有最终解 决。恢复生产不久，又须重新作业。 出砂的危害 地面和井下设备磨蚀：由于油层出砂使得 油、气井产出流体中含有地层砂，而地层砂 的主要成分是二氧化硅（石英），硬度很 高，是一种破坏性很强的磨蚀剂，能使抽油 泵阀磨损而不密封，阀球点蚀，柱塞和泵缸 拉伤，地面阀门失灵，输油泵叶轮严重冲 蚀。使得油、气井不得不停产进行设备维修 或更换，造成产量下降，成本上升。 出砂的危害 套管损坏，油井报废：最严重的情况是随着 地层出砂量的不断增加，套管外的地层孔穴 越来越大，到一定程度往往会导致突发性地 层坍塌。套管受坍塌地层砂岩团块的撞击和 地层应力变化的作用受力失去平衡而产生变 形或损坏，这种情况严重时会导致油井报 废。 出砂的危害 安全及环境问题：意料之外的由于出砂引起 的管道渗漏或设备失效还会引起严重的安全 问题和溢出事故，尤其是在海上或陆上有水 的地方。此外地层砂产出井筒，对环境会造 成污染，尤其是海洋油、气田更为环境保护 法规所制约，所以油、气井防砂不仅是油、 气开采本身的需要，也是环境保护的需要。 适度出砂对产能的影响 适度出砂作为改善地层的孔渗结构，提高油 井产量的开采方式，越来越受到油田的重 视，对于疏松砂岩稠油油藏来说更是如此。 出砂的三种类型 不稳定出砂：由于某种原因使油气井产生激动而突 然出砂，而且出砂量逐渐减少的一种出砂形式。通 常出现在射孔或酸化后的排液过程，出砂浓度与出 砂量及其衰减时间等随时间的变化较大。 连续性出砂：油气井生产过程中长时间稳定的连续 出砂，生产参数、出砂浓度都较稳定，衰减时间变 化较小。 突发性大量出砂：短时间内大量出砂造成油气井突 然砂堵或关闭。 地层出砂砂粒来源 充填砂：弱固结砂岩油藏在开发过程中，因 地层本身胶结