出砂的影响因素
出砂的影响因素
出砂的概念：出砂是指油气水井在生产过程中，由于生产压差过大、砂岩油气层岩石胶结疏松等原因，使地层砂流入井筒，堵塞油气通道，造成油气井停产的现象。
出砂的影响因素
（1）岩石强度。
岩石强度是油气井出砂的关键影响因素，地层胶结越疏松越容易出砂。此外，油气层出砂与岩石①胶结物种类、②数量和③胶结方式有关。
①砂岩的胶结物主要包括：铁质、硅质和黏土。胶结砂岩更容易受外界因素影响、发生结构破坏。硅质铁质碳酸盐胶结物的强度最大,
粘土胶结最差。
②数量：一般来说胶结物含量高则不易出砂
③胶结方式：基底胶结时砂岩颗粒完全浸没在胶结物中，相互之间不接触或接触很少的，虽然胶结强度最大，但由于基底胶结物的渗透率和孔隙度都比较低，不会成为好的储油层；接触胶结胶结物的数量不多，其胶结物仅存于岩石颗粒接触的地方，胶结强度最低；孔隙胶结胶结物的数量介于基底胶结和接触胶结之间的，其胶结物不仅仅存在于岩石颗粒的接触处，还充填于部分孔隙中，由于交接数量的原因，因此胶结强度也在基底胶结与接触胶结之间。接触胶结方式，胶结物数量少，往往含有较多的粘土胶结物，因此容易出砂的油层岩石主要以接触胶结为主。
（1）基底胶结 （2）接触胶结（3）孔隙胶结（4）杂乱胶结
阻力、弯曲应力等附加力作用。井眼曲率半径越小，附加力越大。在短曲率半径水平井中可使用柔性钻杆钻进。但在没有柔性套管的情况下，普通套管
（2）地层孔隙压力。随着地层孔隙压力的下降，井壁岩石所受的应力就会增大，地层出砂的可能性就会随着增大。
当油层未打开时,Pp保持不变，岩层处于稳定状态.随着开采进行，地层压力Pp下降.若为衰竭式开采方式,地层压力会急剧下降。因上覆岩层压力不变,地层压力的下降将导致岩石颗粒上的有效应力越来越大，当大到超过地层强度时，岩石骨架就会遭受破坏,地层颗粒被流体携带至井底，引起出砂。
（3）流体黏度。地层流体黏度越大，越容易出砂。流体的黏滞性在出砂过程中表现出两种特性：一是悬砂、携砂；二是携砂流体对砂体的冲刷和剥蚀。流体黏度升高，携砂、悬砂能力增强、流动过程中的拖曳力增大，对砂体的冲刷和剥蚀就更加严重，最终导致出砂加剧。溶解气含量对原油黏度也有影响，在油藏开采过程中，应尽量保持地层压力高于饱和压力、防止由于脱气改变原油性质、使流体黏度增大，造成出砂。从图5可以看出，流体粘度越高，临界出砂速度越低。
这是由于高粘度流体对沙粒的剪切力大、拖曳力大、剥蚀和运移沙粒的能力越大的缘故。图6表示流体流速越大，出砂越明显。
（4）含水率。油气井含水率的变化，可能会影响储层胶结强度，从而导致出砂的可能性增大。含水率过高导致岩石强度降低的机理包括：
①表面能减少，岩石内含水饱和度增加将使表面能降低同时颗粒间载聚力也将减小，因此岩石单轴抗压强度降低。
②毛细管压力，毛细管压力是岩石的一种内聚力，含水饱和度越高则毛细管压力越小。
③化学作用，粘土矿物表面携带负电，这些负电能够吸附水分子层和孔隙中的自由水携带的阳离子，这些阳离子和岩石颗粒结合并不牢固，当地层水性质改变可能发生离子交换。
油气田开发过程中随着油气的不断采出，必然出现油水同时采出的情况，由于含水率增高所带来的影响最终会反应为油藏岩石强度降低，出砂临界压差减小，导致出砂严重。
（5）钻完井作业。钻井井斜、固井质量和完井方式等都对出砂有影响。固井质量不好，在生产中形成高低压层的窜通，使井壁岩石不断受到冲刷，加之水与气（包括注入水）的侵入，黏土夹层膨胀，岩石胶结遭到破坏，导致油气井出砂。
气侵还会导致空化作用，空化作用加速了岩石的破坏，产液携带着空泡在流经压强较高的区域时，空泡发生溃灭。由于空泡在溃灭时，产生很大的瞬时压强，不仅使岩石表面破坏，发生“空蚀”，而且气泡破裂产生的瞬时高压，还可能使砂粒启动而进入井眼。
井眼倾斜将增大井眼与主应力轴之间的夹角，使剪切应力增大。由于剪应力显著集中，沿井眼倾斜方向有剪切和滑动的趋势，从而影响出砂量。根据等效塑性应变准则,岩石失效和出砂主要与岩石内的塑性应变有关,因此,对比相同地层、不同井斜角条件下,井眼相同位置处的塑性应变,可以直观地了解井眼倾角对井壁及其周围地层稳定性和出砂的影响。
在给定的应力和地层条件下:
①当井斜角在0°～45°时,随着井斜角增加,井壁内塑性区范围和塑性区塑性应变最大值都不断增加,出砂趋势增大
②当井斜角在45°～90°时,随着井斜角增加,井眼内最大塑性应变逐渐减小,出砂趋势减小。
（6）增产措施。不适当的增产措施（酸化和压裂等）也会造成地层胶结强度下降，从而引起出砂量的变化。
（7）生产制度。生产制度的变化（生产压差或生产速度过大、井下压力激动等），使微粒运移，也会造成地层出砂。油井开采条件相同时，生产压差越大，近井地带的液流冲刷作用越明显，而当生产压差一定时，地层是否会出现出砂，与生产压差出现的方式有关。生产压差突然出现，就会对井壁产生较大的冲击，容易破坏地层的结构，导致出砂问题