冲砂工艺技术.ppt

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1、冲砂工艺技术作业一分公司2012年3月汇报提纲一、概述二、直井冲砂技术三、斜井冲砂技术四、特殊井冲砂技术冲砂，就是向井内高速注入液体，靠水力作用将井底沉砂冲散悬浮，并借助高速上返的液流将冲散的砂子带到地面的施工方法。冲砂的原因：1、由于油层胶结疏松或油井工作制度不合理，以及措施不当造成油井出砂，油井出砂后，如果井内的液流不能将出砂全部带至地面，井内砂子逐渐沉淀，砂柱增高，堵塞出油通道，增加流动阻力，使油井减产甚至停产，同时会损坏井下设备造成井下砂卡事故。2、由于作业工序需要，将地层砂人为的填入井筒，滞留后在井筒堆积成砂柱，影响到油井的正常生产或注水井的正常注水。3、压裂施工后的压裂砂返出沉

2、淀、滞留，影响生产。一、概述（1）地层胶结疏松时，地层流体在生产压差作用下向井眼方向渗流，致使岩石颗粒间的胶结力不断消弱，地层结构破坏引起出砂。流体密度粘度越高、含气量越大，流动阻力越大，就越容易出砂。地层疏松与否主要取决于岩石颗粒间胶结力的强弱，胶结强度与胶结物的种类、数量及胶结方式有关。容易出砂的地层主要是接触胶结，胶结物数量少，而且泥质较多。（一）井筒沉砂原因1、地质因素：一、概述（2）当其他条件相同时，渗透率越高，岩石强度越低，地层越容易出砂；（3）地层构造变化引起出砂；（4）地层在构造上发生急剧变化的区域，例如在断层多、裂缝发育、地层倾角大及边水活跃的地区，由于地层岩石原始应力状

3、态被复杂化，极易引起地层出砂。（一）井筒沉砂原因一、概述（1）在地层流体渗透过程中，大部分有效压强消耗在井壁附近。因此，井壁岩石受渗流冲刷的作用力量最大，也最容易变形和破坏。（2）不恰当的开采速度及采油速度的突然变化、注水井的急剧放压等原因造成地层压力梯度发生急剧变化，致使岩层结构破坏引起出砂。（3）频繁的增产措施会破坏地层岩石结构，引起地层出砂。例如压裂时高速流体冲击岩层，使岩石颗粒间胶结力削弱；酸化时酸液溶解部分岩石胶结物，使岩石骨架解体；密集射孔会破碎岩石甚至引起套管损坏。2、开发因素一、概述（4）油井出水时，泥质胶结物水化膨胀并分散成细小颗粒，在地层压差作用下随着油、水流线向井眼方

4、向运移，造成油井出砂、出泥。（5）在油水井生产过程中，油、气层孔隙压力总体上是不断下降的，而上覆岩层对地层颗粒及其胶结物的有效应力则不断增加，致使颗粒间的应力平衡被破坏，胶结力下降引起地层出砂。（6）在注水开发油田，当油井含水量上升时，为维持原油产量必须提高采液速度，加大了地层流体对岩石颗粒的拖拽力，引起地层出砂。（7）当井壁附近的岩石结构破坏到一定程度时，就会出现流砂现象。这时即使井底压差很小，大批砂子也会无控制地流出，造成严重的砂堵或砂卡现象。一、概述油水井出砂首先是由炮孔结构破坏引起的，根据地层胶结特性，炮孔失稳主要是由以下三种破坏造成的。1、压缩破坏：压缩破坏是由孔壁附近过大的剪应

5、力引起的，过大的压力衰竭和生产压差均可能造成此种情况。2、拉伸破坏：拉伸破坏是由径向拉应力超过拉伸强度而产生的，主动作用力为油水井生产压差。3、滑移次生破坏：当流体作用在岩石颗粒表面上的拖拽力超过其粘结力时就会出现滑移次生破坏。这是一种特殊的拉伸破坏形式，是在孔眼表面逐渐产生的砂粒脱落现象，其中流体速度是一个重要参数。室内试验与理论分析表明，在未胶结地层中炮孔失稳以拉伸破坏为主，在弱胶结地层以压缩破坏为主，中等胶结强度的脆性砂、砾岩层主要以滑移次生破坏为主。（二）出砂地层破坏机理及出砂规律一、概述1、未胶结地层：未胶结地层中没有有效的胶结物，地层的聚集主要依靠很小的流体束缚力及周围环境圈闭

6、的压实力。这类地层一旦开井投产便立即开始长时间连续出砂，且地层产出液含砂量基本保持稳定。尽管累积出砂量越来越大，但套管周围不会出现地层空穴，只是地层越来越疏松。2、弱胶结地层：弱胶结地层胶结物数量少，胶结力弱，地层强度较低。油水井投产后，炮孔附近地层砂砾逐渐剥落，进而发展形成洞穴。如不及早加以控制，极易造成油层砂埋、油管砂堵及渗透率降低、产量下降。这类地层产出液含砂量变化较大，甚至每天都不一样，时多时少。随着产层压力递减，作用在承载骨架颗粒上的负荷逐渐增加，出砂情况会日趋严重。任其发展，有可能造成地层坍塌、盖层下沉、套管损坏、油水井报废的严重后果。地层出砂规律一、概述脆性砂、砾岩层易碎，但

7、有较多的胶结物，中等胶结强度。地层流体产出时，能把地层面上的砂砾逐渐冲刷下来。这类地层开始投产时出砂一段时间，忽然出砂量大减，甚至无砂产生，此时，产量有可能会上升，但到一定时候有可能重新出砂。这种规律是因为在出砂过程中套管外部冲蚀空穴突然增大，过流面积成倍增加，使地层流体的流速大幅度下降，致使出砂量明显下降。随着油气井条件变化，又会形成新的出砂环境而开始出砂。当单位过流面积上的流体速度达到一定数值时，又会出现地层砂砾大块