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摘 要：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。
关键词：压裂 防砂 问题 发展
一、概述
目前应用的防砂工艺技术主要分为：机械防砂和化学防砂工艺技术两大类。机械防砂技术分为：先期防砂工艺技术和后期防砂工艺技术。这类防砂工艺措施，主要是防治粒径大小0.15㎜的地层砂。化学防砂工艺技术主要分为：地层固砂和人工井壁防砂工艺技术。这主要是防治粒径小于0.15mm以下的地层砂。其中压裂防砂工艺技术，是人工井壁防砂工艺技术的一种特殊防砂工艺技术。特殊之处就在于，即起到防止地层出砂的同时，又能对油层进行相应改造。这样可以弥补油井因采取防砂工艺措施，对油层渗透率造成的影响。
压裂防砂工艺技术从理论上讲，油井防砂后即能达到防砂的目的，又能保持油井的产液量，这主要是 由于裂缝的存在，相当于扩大了井筒半径，增加了渗流面积，渗流阻力比压裂防砂前大幅度降低，所以产液量也要比施工前有相应的提高，或保持原有的产液量。
技术原理是：利用高压车组产生的压力和携砂液具有的携砂能力，将树脂预包砂及支撑砂，充填携带到地层及地层微裂缝中。树脂预包砂进入地层微裂缝和亏空井段后，在地层温度下交联固化、胶结固化成具有一定强度和渗透率的人工井壁，形成一定厚度的防砂屏障。胶结的树脂预包砂起到人工井壁的作用，发挥防砂效果，从而保证油井的正常生产。①注入前置液，通过高压车组产生的压力，使地层形成微裂缝或裂缝，为后续的支掌砂进入地层形成一定的通道，给加砂工艺创造有利条件。②选择合适的施工压力，向地层内填入支撑砂，使地层形成连通性好、渗透性高的裂缝油藏。③树脂预包砂充填近井地带，形成具有一定强度和参逶率的防砂屏障，从而达到防砂的目的。
压裂防砂中携砂液按配液材料和液体性质分为：水基压裂液、油基压裂液、乳化压裂液、泡沫压裂液、酸基压裂液、醇基压裂液；按耐温性能分类：低温压裂液（20-60℃）、中温压裂液（60-120℃）、高温压裂液（120-180℃）
压裂防砂设备及作用。进行压裂防砂现场施工时，需要整套的压裂防砂设备。压裂设备主要包括压裂车（或压裂泵机组）、混砂车、砂罐车、供液罐（或储罐车）、管汇车（或高低压管汇）、仪表车、平衡车、压裂井口及其它井口附件等。作业施工时，混砂车自供液罐吸入液体，由运砂车输入砂子，混合搅拌后，送到压裂车压裂泵吸入口，压裂泵将混合液升压后，由井口注入井底，对油层进行压裂、填砂。此外，还配有平衡车、仪表车、消防车以及作业机等。平衡车是用来平衡上封隔器的压力。作业机用来进行必要的起升作业等。在这些设备中，压裂车和混砂车是压裂施工中的关键设备。这些设备的性能和工作好坏是影响油井压裂效果的重要因素。
二、压裂防砂现场施工常见问题及处理方法
1.压不开裂缝
主要表现为压力随注入量的增加急速上升，并且很快达到施工压力上限，这时应立即停车，分析原因后再行施工。岩性异常致密，渗透率极低，吸水能力极小，应采取其它措施后再试压、压裂；井筒与地层连通性不好。如射孔不完善或未射孔，应补孔后压裂；
管柱下井有误，尾管过油层；封隔器类型错误；管柱有异常节流（死油、蜡、杂物等）
2.砂堵
携砂液携砂能力差，交联不好；或压裂液未交联；砂比过高，提得过快；携砂液滤失较大，特别是裂缝性储层，滤失难以预测；造缝不充分，前置液量不充足；储层、岩性等未知原因。
3.压力突然较大幅度下降
管柱断脱，上部断脱：泵压突降，套压猛升，井口有较大振动声响，油管上顶；封隔器卡距间断脱：泵压波动，可能井口上顶，套压上升，停泵后再缓慢起泵，油套连通。
4.套压上升
封隔器密封不严或未座封；油管损坏，有破裂处；丝扣损坏，有破裂处；固井质量不合格，有管外窜槽处。
三、压裂防砂技术特点和适用范围
技术特点：（1）该项技术即改善了油流通道，又起到了防砂的作用，具有压裂和防砂的双重工艺技术效果。（2）一是可以控制油井地层出砂。二是防止填入的支撑砂随油流流入井筒。（3）该技术形成了多级防砂屏障，防砂效果明显。（4）小型压裂和大型人工井壁防砂工艺技术相结合，增加了工艺技术效果上的互补性。
适用范围（1）压裂防砂作为一种防砂新技术，适宜各类出砂油井，尤其是適宜以下几类油井：检泵周期短，出细粉砂严重，其他防砂措施难以奏效的油井；油层低渗，油井供液不足或油井有高产史，因地层伤害导致产量大幅度下降，并出砂的油井；地层骨架胶结疏松、地层坍塌、因出砂亏空严重的油井；
四、压裂防砂发展趋势
压裂防砂已经从室内走向现场，现场应用前景广阔。 “端部脱砂”技术的基础上，在施工工艺上有所发展。在保证有足够渗流能力的前提下，井底留塞比候凝钻塞油井充填层更高强度和更好的防砂效果。
目前机械防砂发展主要表现在以下几个方面： （1） 对于出砂严重、生产压差大的直井、小斜度油井，多采用绕丝筛管砾石充填防砂；而对于出砂不太严重或大斜度井、水平井则采用滤砂管防砂。 （2）砾石充填趋向于正循环挤压充填，尤其是高压大排量挤压充填。 （3）以水作携砂液的低密度水充填发展较快，这是因为水充填砾石充填层密实，防砂效果好。 （4）专门适用于水平井裸眼井或套管井的新型滤砂管不断出现，由于其工艺简单、施工方便而日益受到现场欢迎。
近年来，国外兴起了多种新型的化学防砂方法，如高能树脂液充填固砂、微生物固砂等，资料数据表明效果不错。对于蒸汽吞吐和蒸汽驱类油井，国外正在研究耐高温性能更好的树脂和其它化学胶结剂。从总体来看，根据防砂需要，研究价廉、实用、高效的新型化学防砂方法成为开发疏松砂岩油田的必然趋势。
复合防砂发展趋势：虽然国内目前复合防砂种类繁多，但从应用效果看，树脂溶液或涂料砂加绕丝筛管砾石充填效果最好，因此该方法应用前景看好。对于中后期污染比较严重的油井，防砂配套工艺是保证复合防砂成功的有效手段。这些配套工艺包括施工液过滤、补孔、酸化解堵、混气排。
关键词：压裂 防砂 问题 发展
一、概述
目前应用的防砂工艺技术主要分为：机械防砂和化学防砂工艺技术两大类。机械防砂技术分为：先期防砂工艺技术和后期防砂工艺技术。这类防砂工艺措施，主要是防治粒径大小0.15㎜的地层砂。化学防砂工艺技术主要分为：地层固砂和人工井壁防砂工艺技术。这主要是防治粒径小于0.15mm以下的地层砂。其中压裂防砂工艺技术，是人工井壁防砂工艺技术的一种特殊防砂工艺技术。特殊之处就在于，即起到防止地层出砂的同时，又能对油层进行相应改造。这样可以弥补油井因采取防砂工艺措施，对油层渗透率造成的影响。
压裂防砂工艺技术从理论上讲，油井防砂后即能达到防砂的目的，又能保持油井的产液量，这主要是 由于裂缝的存在，相当于扩大了井筒半径，增加了渗流面积，渗流阻力比压裂防砂前大幅度降低，所以产液量也要比施工前有相应的提高，或保持原有的产液量。
技术原理是：利用高压车组产生的压力和携砂液具有的携砂能力，将树脂预包砂及支撑砂，充填携带到地层及地层微裂缝中。树脂预包砂进入地层微裂缝和亏空井段后，在地层温度下交联固化、胶结固化成具有一定强度和渗透率的人工井壁，形成一定厚度的防砂屏障。胶结的树脂预包砂起到人工井壁的作用，发挥防砂效果，从而保证油井的正常生产。①注入前置液，通过高压车组产生的压力，使地层形成微裂缝或裂缝，为后续的支掌砂进入地层形成一定的通道，给加砂工艺创造有利条件。②选择合适的施工压力，向地层内填入支撑砂，使地层形成连通性好、渗透性高的裂缝油藏。③树脂预包砂充填近井地带，形成具有一定强度和参逶率的防砂屏障，从而达到防砂的目的。
压裂防砂中携砂液按配液材料和液体性质分为：水基压裂液、油基压裂液、乳化压裂液、泡沫压裂液、酸基压裂液、醇基压裂液；按耐温性能分类：低温压裂液（20-60℃）、中温压裂液（60-120℃）、高温压裂液（120-180℃）
压裂防砂设备及作用。进行压裂防砂现场施工时，需要整套的压裂防砂设备。压裂设备主要包括压裂车（或压裂泵机组）、混砂车、砂罐车、供液罐（或储罐车）、管汇车（或高低压管汇）、仪表车、平衡车、压裂井口及其它井口附件等。作业施工时，混砂车自供液罐吸入液体，由运砂车输入砂子，混合搅拌后，送到压裂车压裂泵吸入口，压裂泵将混合液升压后，由井口注入井底，对油层进行压裂、填砂。此外，还配有平衡车、仪表车、消防车以及作业机等。平衡车是用来平衡上封隔器的压力。作业机用来进行必要的起升作业等。在这些设备中，压裂车和混砂车是压裂施工中的关键设备。这些设备的性能和工作好坏是影响油井压裂效果的重要因素。
二、压裂防砂现场施工常见问题及处理方法
1.压不开裂缝
主要表现为压力随注入量的增加急速上升，并且很快达到施工压力上限，这时应立即停车，分析原因后再行施工。岩性异常致密，渗透率极低，吸水能力极小，应采取其它措施后再试压、压裂；井筒与地层连通性不好。如射孔不完善或未射孔，应补孔后压裂；
管柱下井有误，尾管过油层；封隔器类型错误；管柱有异常节流（死油、蜡、杂物等）
2.砂堵
携砂液携砂能力差，交联不好；或压裂液未交联；砂比过高，提得过快；携砂液滤失较大，特别是裂缝性储层，滤失难以预测；造缝不充分，前置液量不充足；储层、岩性等未知原因。
3.压力突然较大幅度下降
管柱断脱，上部断脱：泵压突降，套压猛升，井口有较大振动声响，油管上顶；封隔器卡距间断脱：泵压波动，可能井口上顶，套压上升，停泵后再缓慢起泵，油套连通。
4.套压上升
封隔器密封不严或未座封；油管损坏，有破裂处；丝扣损坏，有破裂处；固井质量不合格，有管外窜槽处。
三、压裂防砂技术特点和适用范围
技术特点：（1）该项技术即改善了油流通道，又起到了防砂的作用，具有压裂和防砂的双重工艺技术效果。（2）一是可以控制油井地层出砂。二是防止填入的支撑砂随油流流入井筒。（3）该技术形成了多级防砂屏障，防砂效果明显。（4）小型压裂和大型人工井壁防砂工艺技术相结合，增加了工艺技术效果上的互补性。
适用范围（1）压裂防砂作为一种防砂新技术，适宜各类出砂油井，尤其是適宜以下几类油井：检泵周期短，出细粉砂严重，其他防砂措施难以奏效的油井；油层低渗，油井供液不足或油井有高产史，因地层伤害导致产量大幅度下降，并出砂的油井；地层骨架胶结疏松、地层坍塌、因出砂亏空严重的油井；
四、压裂防砂发展趋势
压裂防砂已经从室内走向现场，现场应用前景广阔。 “端部脱砂”技术的基础上，在施工工艺上有所发展。在保证有足够渗流能力的前提下，井底留塞比候凝钻塞油井充填层更高强度和更好的防砂效果。
目前机械防砂发展主要表现在以下几个方面： （1） 对于出砂严重、生产压差大的直井、小斜度油井，多采用绕丝筛管砾石充填防砂；而对于出砂不太严重或大斜度井、水平井则采用滤砂管防砂。 （2）砾石充填趋向于正循环挤压充填，尤其是高压大排量挤压充填。 （3）以水作携砂液的低密度水充填发展较快，这是因为水充填砾石充填层密实，防砂效果好。 （4）专门适用于水平井裸眼井或套管井的新型滤砂管不断出现，由于其工艺简单、施工方便而日益受到现场欢迎。
近年来，国外兴起了多种新型的化学防砂方法，如高能树脂液充填固砂、微生物固砂等，资料数据表明效果不错。对于蒸汽吞吐和蒸汽驱类油井，国外正在研究耐高温性能更好的树脂和其它化学胶结剂。从总体来看，根据防砂需要，研究价廉、实用、高效的新型化学防砂方法成为开发疏松砂岩油田的必然趋势。
复合防砂发展趋势：虽然国内目前复合防砂种类繁多，但从应用效果看，树脂溶液或涂料砂加绕丝筛管砾石充填效果最好，因此该方法应用前景看好。对于中后期污染比较严重的油井，防砂配套工艺是保证复合防砂成功的有效手段。这些配套工艺包括施工液过滤、补孔、酸化解堵、混气排。