疏松砂巖油藏在我國分布很廣，產量儲量都占很大比例，因此搞好防砂工作非常重要。油水井出砂帶來的危害很大:出砂可能導致砂埋油層或井筒砂堵造成油水井不能正常生產或停產;出砂導致井下和地面設備磨損加劇;出砂導致井筒沖砂和地面設備清砂工作增加，使生產成本增加;出砂還可能造成油層部位虧空、井壁坍塌、套變加劇乃至使油水井報廢。

　　1. 油層井出砂原因

　　油水井出砂原因可分為先天和人為兩種因素造成的。先天因素主要是由于油藏埋藏淺，形成地質年代較晚，并且膠結礦物數量少、分布不均，因而油層膠結強度差，在地應力大于地層強度時，在流體沖刷之下油層即出砂。人為因素主要有:①鉆井過程及開采前后，油層部位受破壞而應力失衡;②不合理的開采速度和油井工作制度突變或生產壓差過大;③射孔、壓裂、修井沖砂和酸化等措施不可避免造成對油層強度的負面影響;④油層進人中高含水開發期后，由于膠結物的被溶解和沖刷，油層強度降低;⑤地層壓力下降，使油層受垂向應力增加，使砂粒間的應力平衡被破壞，造成出砂;⑥固井質量差，注蒸汽對膠結物的溶解軟化;另外油層滲透率高，流體滲流速度大;油黏度大，攜砂能力強都會使油層易出砂。對于注水井來說，注入水返吐卸壓是造成油層出砂的主要原因。

　　2.防砂技術的發展歷程和目前主要防砂方法

　　2.1防砂技術的發展歷程

　　防砂就是采取一定措施禁止或減少油層砂產出并阻止其進入井筒，最早出現于20世紀60年代。對于防砂人們經歷了從不自覺到自覺的發展過程，按照其發展過程可分四個階段。

　　(1)早期的試驗摸索階段:主要通過控制油井產量來穩定流體產出速度，在射孔炮眼處通過自然過濾堆積形成穩定的砂橋，進而阻止砂粒迸入井筒，這種方法一般也稱為自然砂橋控砂技術，其技術關鍵是控制好油層流體流速不能超過破壞砂橋的"臨界流速"。

　　(2.)防砂技術發展階段:20世紀70年代開始，經過研究探索形成了一套以化學防砂為主的固砂方法。

　　(3)防砂技術成熟階段:20世紀70年代，形成了一套以機械防砂為主導、機械一化學復合防砂技術。

　　(4)防砂技術的嶄新發展階段:20世紀90年代隨著新材料的出現、新加工工藝水平的提高，出現了新型復合防砂技術;隨著近年來開發工作者認識觀念更新，又出現了防排結合的綜合治砂技術。

　　2.2防砂方法根據防砂原理和工藝特點，目前各種防砂方法的主要技術特點如下。

　　2·2·1機械防砂

　　機械防砂分兩類：第一類是現場應用比較普遍的防砂管柱防砂技術，主要是采取在采油泵下掛接如繞絲篩管、割縫襯管、雙層或多層篩管、各種防砂器等，原理是利用上述防砂管柱阻擋住地層砂，防止進人采油泵內。優點是簡便易行，可以有效的防止中粗砂巖油層所出的大砂徑砂。不足是對出細砂的井易造成堵塞，使采油泵不進液，而且壽命相對短。第二類機械防砂是第一類機械防砂方法的發展進步，它采取先下入防砂管柱后再進行充填，充填物常用礫石，還可用陶粒、果殼等。由于該類防砂方法應用較早，技術逐步完善提高，目前被認為是防砂效果最好的防砂方法之一。按照完井方法不同又可分為用于裸眼完井的裸眼井礫石充填和用于射孔完井的套管井管內礫石充填防砂方法。技術原理是將篩管或割縫襯管下入井內防砂層段，然后用流體攜帶經過優選的合適粒徑的礫石，將其充填于篩管和油層或套管之間。形成一定厚度的礫石層，利用其阻止油層砂流入井內的防砂方法。充填的礫石粒徑選擇依據油層砂的粒徑進行匹配。油層中砂粒被阻擋于礫石層之外，通過自然選擇堆積在礫石層外形成一個由粗到細的砂拱，既有良好的流通能力，又能有效阻止油層出砂。管內礫石充填施工常與大直徑高孔密射孔技術相結合，以便提高成功率。

　　總體看充填防砂具有施工可靠、成功率高、費用適中，而且目前已成功用于水平井的防砂的優點，缺點是不適用于防止細粉砂地層的出砂，且施工后井內流有物件，在對油層壓裂改造等措施時常需大修取出。

　　總之，機械防砂對地層的適應性強，無論產層薄厚、滲透率高低、夾層多少均可，缺點是不適應于細粉砂地層和高壓地層防砂。

　　2·2·2 化學防砂

　　化學防砂是向地層擠入一定量的化學劑充填于地層孔隙中，以達到充填和固結地層，提高地層強度的目的。一般分為人工膠結地層和人造井壁兩種防砂方法。前者是向地層注入各類樹脂或各種化學固砂劑，直接將地層固結，它對疏松油層出砂特別適用。后者是把具有特殊性能的水泥、樹脂、預涂層礫石、水帶干灰砂或化學劑擠入井筒周圍地層中，這些物質凝固后形成一層既堅固又有一定滲透性和強度的人工井壁，達到防止油層出砂的目的，人工井壁法對由于出砂造成套管外油層部位坍塌所造成的虧空井防砂比較適宜。

　　總之，化學法防砂前題條件要求固井質量好，不能有套管外串槽現象，射孔炮眼暢通，它適用于滲透率相對均勻的薄層段地層防砂，而層內差異大的厚層化學防砂施工由于注入劑錐進不均和重力作用易造成固結不均，影響防砂效果。化學防砂還可適用于合采井上部地層防砂。化學防砂優點是施工后井內無遺留物，并可用于異常高壓井層的防砂;缺點是對地層滲透率有一定傷害，特別是重復施工時。另外注入劑存在老化現象，使其有效期有限，成功率不如機械防砂，化學防砂不適用于裸眼井防砂。

　　2.2.3 復合防砂

　　主要是吸取機械防砂和化學防砂的成功經驗，將兩者優勢結合起來相互補充，一方面通過化學防砂在近井地帶形成一個有一定滲透率固結良好的屏障帶，再利用機械防砂形成二次擋砂屏障。

　　3.目前防砂新進展

　　隨著新材料新工藝的出現和防砂觀念的發展，目前防砂發展趨勢具有四個轉變:即由單一防砂方法向復合防砂轉變;由被動防砂向主動防砂轉變;由后期防砂向先期防砂轉變;由井筒留工具防砂向井筒不留工具防砂轉變。這里介紹幾種新型的防砂技術:

　　3.1　壓裂充填防砂技術

　　它主要是針對中高滲透疏松砂巖油層防砂。隨著這類油藏開發時間的延長，由于油層膠結物被長期沖刷溶蝕，油層膠結強度變低，加之油藏進入開發中后期，一般都要提高采油速度來實現穩產，采油速度加大致使油層出砂加劇。為了兼顧防砂和增產雙重目的而將壓裂與礫石充填防砂兩者結合在一起。原理是通過人工壓裂在油層內形成短而寬的高導流裂縫(脫砂壓裂)，降低流動阻力，從而增加產能，另外在井底形成雙線形性流模式，降低流體的流速和攜砂能力，減緩出砂。裂縫內礫石充填支撐帶又具有多級分選過濾功能的人工井壁的作用。這種防砂技術實現了擋砂、濾砂、增加產能的目的。

　　這種礫石充填防砂有兩種方法，一是隨壓裂施工同地層尾追涂層礫石;二是可以采取套管內礫石充填工藝。

　　3·2 　纖維復合防砂技術

　　它是近年來國外最新發展起來效果較好的一種新型防砂技術，采取將纖維復合體擠入井筒附近地層，由于纖維柔軟，不易流動，纖維復合體將在套管外形成環形過濾帶，達到類似充填篩管防粗砂同樣的效果。其優勢是井筒不留工具、擋砂能力強、有效期長，并且能增加產能，特別是對防細粉砂效果好，也可防治小于0.03mm為粉塵。其機理一方面軟纖維穩砂機理:帶有支鏈、具有正電性的軟纖維，帶正電支鏈吸附細粉砂。使之成為細粉砂的結合體，使細粉砂的臨界流速增大。另一方面硬纖維擋砂機理:通過特制的硬纖維一般為彎曲、卷曲、螺旋型，互相勾結形成穩定的三維網狀結構，將砂粒束縛于其中，形成較為牢固的過濾體，達到類似充填篩管同樣的效果。纖維復合體能夠解除儲層原有的損害，將徑向流變為擬線性流，改善油氣的流動條件;減小近井壓力梯度和解除近井地帶污阻壓降，從而達到增產與防砂的雙重目的。技術關鍵是纖維材質的優選和注入纖維長短、粗細、注入濃度的確定。

　　3.3　射孔一充填一體化防砂技術

　　將射孔總成和礫石充填有機結合，用一趟管柱下入井內油層段，射孔后進行礫石充填或壓裂充填施工。特點是簡化施工過程，縮短作業時間，減少對地層傷害。這種技術對水平井防砂也具有一定優勢。

　　3.4　防排結合的治砂技術

　　隨著人們防砂理念的更新，石油界對防砂的觀念發生了很大變化，防砂已經由過去的單純防砂向排砂、防排結合方面發展。對于出砂井，地層所出的砂分為游離砂和地層骨架砂，現在認為地層產出游離砂并不可怕，它反而能起到疏通地層孔隙、喉道作用，對提高油井產能有利。真正要防的是地層骨架砂的產生，因為一旦地層出骨架砂，就可能導致地層坍塌，使油層一方面造成堵塞和滲透性降低，另一方面使地層強度減小，致使井套變和報廢。因此有效的防砂和合理的排砂的技術思路被提出來。特別是20世紀90年代以來，隨著稠油油藏應用出砂冷采技術的成功，使防排砂技術逐步發展起來，并廣泛應用。借鑒稠油油藏應用經驗，稀油油藏也應用了此項技術，主要是選取排量與地層供液能力相匹配的螺桿泵排砂生產，因螺桿泵具有耐砂磨、運行平穩、攜砂能力強的優勢。螺桿泵排砂生產對于地層出細粉砂的油藏意義更大，因為這類油藏的油井采取機械防砂時易管柱造成堵塞，而采取化學防砂時如何有效地控制滲透率降低又很難。國內稀油出砂油藏應用的成功典范是新北油田，該油田自1995年以來試驗應用螺仟泵排砂生產，并且逐步與其它各類機械防砂和化學防砂技術有機的結合，形成了一套成熟的綜合防排砂配套技術，取得了顯著效果。

　　4.結論

　　油水井防砂技術經過油藏工作者的長期實踐和總結，已經逐步得到完善和發展，各種控砂防砂理念的多元化也豐富了防砂手段，進一步推動了防砂技術的進步，防砂技術也由過去常規的維護性措施演化成防砂與增產同步的進攻性配套措施。今后應繼續深入開展研究和推廣應用力度，特別是要對不同開發階段油層出砂的機理、出砂預測開展深入研究，以便增加防砂工作的主動性，使防砂技術不斷滿足現場生產需要。