海拉尔探区地层出砂预测及防砂工艺的应用

[摘 要]以往试油中，预测地层是否出砂，只能依靠邻井是否有出砂史来预测，不能依据地层的具体物性来预测，使得防砂带有相当的盲目性，造成了一些工程事故。本文经过对预测地层出砂图版在海拉尔探区几口井的应用，证明用声波时差、岩石密度预测地层是否出砂简单可靠，提供了一种简便直观的判断地层是否出砂的新方法，使得防砂具有了针对性，避免了防砂的盲目性，减小了施工成本和工人的劳动强度。

[关键词]试油出砂；原因；预测；防砂

油井出砂是疏松砂岩油藏试油过程中常见的问题之一，它是指由于油井开采和试油等各种综合因素造成井底附近地带的岩层结构破坏，导致部分脱落的地层砂随油层流体一起流入井筒，从而对油井开采和试油造成一系列不利影响的过程或现象。出砂即造成了砂埋油层、井筒砂堵、卡抽子、卡管柱、井壁坍塌、套管损坏等一系列损害，又延长了试油周期，增加了工人劳动强度，提高了试油成本。

一、油层出砂的地质、工程原因

一般而言，地层出砂没有深度界限，试油中地层是否出砂不但与地层岩石的物性及其中含有的流体类型有关，而且与试油的工艺方法、措施有关，归纳起来有以下原因：

1.地层构造应力状态发生变化，井壁附近的岩石应力集中，造成岩石变形和破坏。

2.地层岩石的胶结状态，以接触胶结为主的油层岩石胶结物最少，而且其中往往含有较多的黏土胶结物，最容易出砂。

3.地层孔隙度、渗透率的影响，油层的孔隙度、渗透率越高，其胶结强度越低，油层越容易出砂。

4.地层流体物性、产量，流体黏度越高，产液量越大油层越容易出砂。

5.油层流体液性，水可以引起部分胶结物的溶解，导致岩石强度降低，水层更易出砂。

6.工作制度的影响，生产压差越大油层越容易出砂，另外生产压差、抽汲参数的突变也容易引起或加剧地层出砂。

7.地层压力下降，地层压力下降过大将导致岩石发生塑性变形，破坏岩石结构，引起地层出砂。

8.蒸汽吞吐开采的影响，注蒸汽过程中，注入的蒸汽和热水对以黏土为主要胶结物的油层有溶解和软化作用，引起地层出砂。

9.不合理的工程措施、修井作业也可以引起地层出砂。

在试油过程中导致油层出砂的工程原因很多，我们可以采取适当的工艺方法加以预防、避免。

二、影响岩石声波时差的因素

1.岩石声波速度随着岩石弹性的增大而增大，岩石的声波速度随着岩石密度的增大而增大，既岩石的声波时差随着岩石密度的增大而减小。

2.岩石胶结疏松，岩石的孔隙度相应的增大、密度也相应地减小，既随着沉积岩孔隙度、渗透率的增大声波速度线形地减小，既岩石的声波时差随着岩石孔隙度、渗透率的增大而增大。

3.岩石的声波时差随着岩石埋藏深度的增加而减小，反之随着岩石埋藏深度的减小而增大。

4.砂岩的声波时差随着胶结物中钙质含量的增多而减小，随着胶结物中泥质含量的增多而升高。

三、预测地层出砂图版在海拉尔探区的应用

过去只能依靠邻井是否有出砂史（即使有出砂史相当一部分总结也未反映）来预测待试层是否出砂；如果是新区的井，由于没有邻井或邻井资料较少，无法参考邻井是否有出砂史，使得防砂带有相当的盲目性，造成了一些工程事故。自预测地层出砂图版建立以来就可以根据测井数据预测地层是否可能出砂，由图版可知判断地层出砂的测井数据指标为声波时差大于等于285μs/m，岩石密度低于等于2.33g/cm3；并且声波时差越大，岩石密度越低，泥质含量越高地层越易出砂。

例1、巴X2井 第C7－1层：k1n130、29号层，井段1814.6～1807.4m，厚度5.2m。30号层声波时差292μs/m，岩石密度2.23g/cm3；29号层声波时差279μs/m，岩石密度2.27g/cm3。由于该层的测井数据符合地层出砂的特征，因此，在试油设计中要求下入MFE（Ⅱ）防砂测试管柱。

由于施工前预测该层可能出砂，施工时下入MFE（Ⅱ）防砂测试管柱，防止了砂卡管柱事故的发生。

四、结论

1.利用测井数据即可以判断地层是否有可能出砂，提供了一种简便直观的判断地层是否出砂的新方法，使得防砂带有相当的针对性，避免了防砂的盲目性，并可以事先在设计中加以考虑，使施工单位做好防砂的各种准备，即防止了砂卡事故的发生，又减小了施工成本和工人的劳动强度。该方法可在探井、开发井中全面应用，具有相当可观的经济效益和社会效益。

2.将待试层的测井声波时差与岩石密度点在出砂预测图版上，若点落在出砂区，则地层在条件合适时将可能出砂；若待试层的测井声波时差与岩石密度点落在不出砂区，则地层不出砂。如果声波时差越大，岩石密度越低，加之测井孔隙度高、渗透率大、泥质含量高，地层出砂的可能性更高。

3.目前的常规防砂测试、排液管柱具有较好的防砂、防卡功能，而跨隔防砂测试、排液管柱的防砂、防卡功能不理想，有待今后加以改进。