压裂防砂技术项目总结

当R大时，表示岩石强度大，稳定性好，不会出砂；反之，则易出砂，对于一般砂岩R大于37.1×106时，一般不会出砂。

③ 声波时差法

近年来，常用声波时差Δt来预测储层出砂，当Δt>295μs/m ,油层有可能出砂,现场经验对油层出砂时声波时差临界值定为295～395μs/m. 鲁克沁雁目西油田储层声波时差340～370μs/m，,储层存出砂的可能性。

根据储层出砂预测，结合试采井生产动态，认为鲁克沁稠油井和雁目西油田生产过程中将会出砂。特别是大压差生产时，将会造成油井出砂。

三、压裂防砂技术原理及特点

压裂防砂技术是九十年代迅速发展起来的一种复合防砂技术。对胶结疏松的高渗透油（气）层既进行水力压裂，又进行砾石充填，将二者的优势有机地结合，这是近年防砂工艺的最重要的进展——突破了原来疏松砂岩地层不能进行压裂的禁区。它改变了传统的防砂技术无法增产的观念。由于压裂产生了高导流能力的裂缝，既能消除近井地层损害，又能大大改善地层深部渗流条件同时，支撑剂（砾石）的充填又保留了了原有砾石充填防砂有效性的特点，使油（气）井在实施压裂充填防砂后，不仅控制了出砂，而且还获得显著增产。

压裂充填防砂的基本原理是在井底形成短而宽的高导流能力裂缝，降低流动阻力，增加产能；在井底形成双线性流模式，降低流体

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的流速和携砂能力，以减缓出砂；裂缝内砾石支撑带形成具有多级分选过滤功能的人工井壁，起到挡砂滤砂作用，从而达到防砂目的。

压裂充填的目的是得到短而宽的高导流能力的支撑裂缝，既防砂又增产，达到这一目的的关键技术是端部脱砂(TSO)。主要技术原理如下：

(1)压后地层流体流动特征发生改变

压裂前，均质地层流体进入井筒的流动为径向流；压裂后地层流体的流动为两种模式，先是地层内部向裂缝面流动的线性流，然后是流体沿裂缝直接进入井筒，形成双线性流模式。

(2)水力裂缝可以避免和缓解岩石的破坏

具有极高导流能力的压裂裂缝将地层流体由原来的径向流转变成双线性流，在一定程度上降低了生产压差和大幅度降低流动压力梯度。从而缓解或避免岩石骨架的破环，也就缓解了出砂趋势和程度。

(3)裂缝可以降低流动冲刷携带砂粒的能力

流体对颗粒的冲刷与携带能力主要取决于其流速，流速越大，对地层的冲刷作用越厉害，出砂就越严重。由裂缝而产生的双线性流模式及巨大的裂缝表面积可以发挥良好的分流作用，使压后流速大幅降低，从而降低了对地层微粒的冲刷和携带作用，大大减轻出砂程度。表2中数据清楚说明了这一点。

表2 存在裂缝时地层流体流速对比

V/Vr r=0.1

Q/Qr=1 Lf=30m Lf=50m 0.0052 0.0031 Q/Qr=2 Lf=30m Lf=50m 0.0104 0.0062 9

Q/Qr=3 Lf=30m Lf=50m 0.0156 0.0093 r=1.0 r=5.0 0.052 0.26 0.031 0.155 0.104 0.52 0.062 0.31 0.156 0.78 0.093 0.465 (4)裂缝内充填的砾石对地层砂粒有阻挡作用

作用原理与常规的砾石充填类似，裂缝内充填的砾石对地层砂粒有阻挡作用。有时可以使用树脂复膜砂作为支撑剂或以复膜砂在井底缝口段封口，以提高对地层砂的阻挡能力。

四、国内外技术状况

国外哥伦比亚采用石英砂脱砂压裂，加砂量11t，用液量32m3，压后采油指数由10提高到15，压后正常生产没有出砂。

阿拉斯加海上McArthur油田Hemlock油藏，岩性弱胶结砂岩，渗透率1--400×10-3mm2，孔隙度5--15%，生产过程中出砂。压裂前置液60.3m3,携砂液59m3,支撑剂20t,加砂浓度31t/m3,最大填砂浓度9.76kg/m2,增产0.9倍，年递减由12.5t/d/a将到3t/d/a。防砂效果也较好。

大港港西油田在97年至98年，施工70余次，有效率81.4%，措施后油井平均增产1-2倍，生产不出砂，有效期达500天。

胜利油田脱砂压裂在注汽采稠油G17块进行5口井施工，平均加砂11.52m3,总液量39.3m3,平均砂比46.8%，综合砂比33.8%。 涂层支撑剂压裂防砂主要适用于地层极疏松，出砂严重，出现空洞的地层，主要优点是能够增加井的产量，而且防止地层出砂，防砂有效期长。由于涂层支撑剂较贵，一般采取最后高砂比尾追涂层支撑剂封口技术。辽河油田稠油蒸汽吞吐井高3-6-0222井，储层岩性为砂

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砾岩，胶结较疏松，空气渗透率0.5μm2，平均孔隙度12.7%。压后返排及生产过程中，无支撑剂返排现象，也无地层出砂现象发生，生产一直正常，截止1997.7.2，未进行任何冲砂或检泵作业，树脂涂层砂封口能够起到人工井壁作用，压后增产明显(表3)。

表3 辽河油田高3-6-0222井压裂施工情况表

压裂井段,m 厚度m/层数 名称 压裂液 用量 压前产量m3/d 137.2 产液1.2 产油0.5 压后产量m3/d 1687.4?1745.0 54.6/2 HPG 支撑剂 树脂砂3m3 产液12.7 产油6.8 施工日期 排量m3/min 1996.12.5 3.8 兰州砂26m3 五、压裂防砂工艺技术研究

(一)、压裂防砂技术的选井条件

根据现场施工经验，选择进行压裂防砂作业对象是：

1、井筒明显受污染的油藏，以往采取增产措施效果不佳，水力裂缝能绕过污染带而有效地把井眼与油层连通起来。

2、胶结不良的油气层可能出现微粒运移或出砂问题，水力裂缝可以形成高渗透性渗流区，降低井眼流速，以减轻微粒运移或出砂，从而获得更多产量。

3、多层的砂/泥岩层系中，仅利用炮眼把砂岩透镜体与井筒连通起来是有限的，而水力裂缝可以形成有效地垂向连通。 4、地层在近井地带没有跨塌，有开缝条件的井。 （二）、控制缝高压裂工艺技术研究

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