油田防砂技术研究进展及应用实践

一、引言

防砂技术研究对疏松砂岩油藏开发具有关键意义，既能解决出砂导致的产能下降、设备磨损等问题，延长检泵周期、降低生产成本；又能通过个性化技术方案提高采收率。随着非常规油气开发，防砂技术创新对复杂储层高效开发尤为重要。新型材料和智能技术的应用可提升防砂效果并减少储层伤害，实现绿色高效开发，对保障油田稳产增产具有战略价值。

二、防砂技术机理及适应性分析

（一）机械防砂技术

机械防砂技术通过物理阻隔原理防治地层出砂，主要包括筛管防砂和砾石充填两类工艺。筛管防砂采用精密缝隙（ 0.1-0.3mm ）的绕丝或金属棉筛管阻挡砂粒，施工简便、成本较低；砾石充填通过在筛管环空充填特定粒径（地层砂中值 5-6 倍）砾石形成挡砂屏障，渗透率保留率达 85% 以上。新型优质筛管采用多层复合结构，抗堵性能提升 40% ，配合高密度充填（密实度 >90% ）可显著提升防砂效果。该技术特别适用于中粗砂岩储层（粒径 >0.1mm ），具有工艺成熟、见效快的优势，但对细粉砂需优化筛管参数和砾石级配以避免堵塞。

（二）压裂防砂技术

压裂防砂技术创新性地融合水力压裂与防砂工艺，通过端部脱砂、纤维增强或树脂涂覆支撑剂等方法，在提升储层导流能力的同时构建稳定挡砂体系。该技术特别适用于低渗疏松砂岩油藏，实践表明可延长检泵周期至 300 天以上并提高单井产量 20%-40% ，其成功实施关键在于施工参数优化和材料组合的精准调控。

（三）复合防砂技术

复合防砂技术有机整合机械筛管与化学固砂优势，采用精密筛管拦截粗砂（ >0.1mm ）配合缓释树脂固结细粉砂（ <0.05mm ），形成梯度防护体系。该技术在辽河油田应用中成效显著：防砂有效期达传统工艺2-3倍，检泵周期超 400 天，渗透率伤害控制在 12% 以内。新型智能系统融合光纤监测技术，实现动态调节防砂强度，虽单井成本 40-50 万元，但投入产出比达1:5，是应对复杂工况的创新解决方案。

（四）螺杆泵排砂技术

螺杆泵排砂技术通过优化泵体结构（导程比 1:6～1:8 ）和运行参数（转速 100-180rpm ），配合旋流除砂器（效率 ⩾85% ）和沉砂装置，实现砂粒的有效排出。该技术在含砂量 ⩽5% 的油井中表现优异，可稳定运行 200 天以上，排砂效率 90-95% ，系统效率保持 65% 以上，但需密切监测电流波动（ <15% ）和定子磨损情况。

三、辽河油田防砂技术应用案例

（一）区块概况

辽河油田马 19 东营区块位于兴隆台油田西南部，主要含油目的层是东营组马圈子油层，是兴隆台油田开发程度较低断块之一。含油面积10.9 平方千米，地质储量 1210.69 万吨，采收率 31.74% 。作为典型的疏松砂岩油藏，储层孔隙度高达 28% ，渗透率在 110-300mD 之间，泥质含量 5‰ ，砂粒中值直径 0.06-0.12mm_⨀ 。开发过程中面临严重的出砂问题，统计显示该区块出砂井比例达 62.7% ，平均单井年砂卡次数 2.3 次，严重制约了油田开发效益，亟需建立系统的防砂技术体系。

（二）出砂问题

马 19D 区块油藏埋深 1547-2230m ，胶结疏松导致严重出砂，34 口出砂井平均单次检泵出砂量 0.67m³ ，粒度中值 0.11mm_⨀ 。区块 152 口油井中开井仅 75 口（开井率 49.3% ），长停井 77 口（含出砂套坏 46 口、高含水 21 口等）。典型井马 159C 井 2024 年复产探得砂柱 4.5m ，现间开日产液 0.8m³ ；马 192-4-13 井砂厚达 357.02m 已关井。2024 年因出砂导致7 口分注井转笼统（3 口转大修）。

（三）防砂技术在区块应用效果

1、机械防砂技术在马 19D 区块的应用效果

机械防砂技术在辽河油田马 19D 区块应用效果显著，累计实施 22口井（筛管 12 口、砾石充填 8 口、复合 2 口），成功率 86.2% 。典型井马192-3-5（筛管）检泵周期 +240 天，稳产 4.9 吨 / 日；马 192-6-24（砾石充填）检泵周期 +310 天，产油6.3 吨/ 日。区块平均延长检泵149 天，单井日增油 0.4 吨，有效提升开发效益。该技术通过工艺优选，显著改善疏松砂岩油藏开发效果。

2、压裂防砂技术在马 19D 区块的应用效果

该技术通过端部脱砂工艺在裂缝端部形成致密挡砂带，配合纤维增强支撑剂（添加量 0.5% ），成功解决了区块出砂严重的问题。现场应用数据显示，实施压裂防砂的油井平均检泵周期从 120 天延长至 320 天，单井日产量提升 25%-40% 。典型井例马 192-7-16 井实施后，日产油从3.2 吨增至 4.1 吨，含水率稳定在 55% ，已持续稳定生产超过 300 天。该技术特别适用于区块内低渗透层（渗透率 <50mD ）的出砂治理，通过优化施工排量（ 3.5-4.5m³/min ）和砂比（ 18-22% ），在保证裂缝导流能力的同时实现了有效防砂。

3、复合防砂技术在马 19D 区块的应用效果

该技术创新性地结合了机械筛管挡砂与化学固砂的双重优势，通过精密筛管（缝隙 0.15mm ）拦截粗砂颗粒（ >0.1mm ），配合纳米改性树脂固结细粉砂（ <0.05mm ），形成梯度防砂体系。区块应用数据显示：实施复合防砂的油井平均检泵周期突破 400 天，较单一防砂工艺延长 2倍以上；防砂成功率提升至 92% ，单井日均增产 0.8 吨。典型井马 192-5-12 井应用后，日产油从 2.5 吨稳定提升至 4.3 吨，含水率维持在 60% 左右，持续生产已超过 420 天。解决了区块内粗细砂混杂的治理难题，投入产出比达1:6，为类似油藏的防砂治理提供了重要参考。

4、螺杆泵排砂技术在马 19D 区块的应用效果

该技术采用大导程转子（导程比 1:8）配合耐温定子橡胶（邵氏 A硬度 85），通过优化转速（ 120-150rpm ）实现砂粒的有效携带。现场应用表明，在含砂量 ⩽3% 的油井中，系统排砂效率达 92% 以上，平均运行周期延长至 280 天。典型井马 192-8-16 应用后，日产液从 6.5 方提升至9.8 方，检泵周期从90 天延长至320 天。

四、结论与建议

通过辽河油田马 19 东营区块的实践表明，针对不同出砂特征采取防砂策略选择效果显著。机械防砂（成功率 86.2% ）适用于中粗砂岩，压裂防砂（低渗层增产 25%-40% ）分别解决细粉砂和低渗透问题，复合防砂（检泵周期 400 天）则实现粗细砂协同治理，螺杆泵排砂（排砂效率 92% ）为中低含砂井提供经济方案。区块综合应用各类防砂技术后，平均检泵周期从 90 天延长至 300 天以上，采收率提升 5.3 个百分点，单井日均增油 0.4-0.8 吨。其中复合防砂投入产出比达 1:6，展现出最优经济效益。

下步工作推广 " 地质 - 工程一体化 " 设计，结合储层物性优化防砂参数（如筛管缝隙 / 砾石级配的数字化匹配）。现场管理措施，制定防砂井差异化管理制度（如复合防砂井每月光纤监测 1 次），建立防砂效果后评估体系，对螺杆泵排砂井实施" 电流- 载荷" 双参数监控。

参考文献

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