水平井防砂技术的现状与发展趋势

引言

水平井由于具备接触储层面积较大特性，成为了油气田开发中的一种关键方式，然而水平段地层出现出砂的情况时，很容易引发井筒堵塞以及设备磨损的问题，对开采的效率以及井筒的使用年限产生影响。防砂技术借助阻挡地层砂流入井筒的手段，确保生产能够稳定地进行，该技术的性能和开发的经济性有着直接的关联。伴随油气开发朝着复杂区块不断推进，现有的防砂技术遭遇了诸如适应性、成本控制等方面的全新挑战。故而，对水平井防砂技术现有的状况加以梳理，对其发展的方向展开探索，对于提高油气开发的水准有着十分关键的意义。

一、水平井防砂技术的当前状况

（一）机械防砂技术

机械防砂借助物理屏障阻拦砂子，是应用程度最为广泛的防砂方式。筛管防砂由于具备结构不复杂、适应能力较强的特点而被大量运用，其涵盖了割缝筛管、绕丝筛管以及复合筛管等类型。割缝筛管具备成本不高的优点，然而其抵抗堵塞的能力存在一定限度；绕丝筛管在渗透性以及阻拦砂子的精准度方面表现良好，适合用在细粉砂这种类型的地层；复合筛管把多种材料的长处进行了整合，在疏松砂岩储层中能够取得较好的效果。此外，砾石充填防砂是通过填充砾石形成过滤砂子的层面，这种方式阻拦砂子的效果较为可靠，但是施工过程比较复杂，且对水平段的长度存在一定要求。

（二）化学防砂技术

化学防砂方法借助药剂构建固结体，以此稳固地层砂，通常而言，存在树脂固砂以及水泥浆固砂等两种方式。树脂固砂在注入地层后，会发生固化进而形成胶结层，这种方式比较适合用于低渗透的薄层砂岩；水泥浆固砂能够形成人工井壁，其挡砂的强度相对较高，但是容易对储层造成损害，适用于严重出砂的非主力井段。这项技术在施工方面较为便捷，适用于水平段曲率较大的场景，然而其有效持续时间较短，并且对地层流体的敏感性有着较高的要求。

（三）复合防砂技术

复合防砂通过整合机械防砂与化学防砂两者的优点，构建协同工作的体系。就如筛管和树脂的组合方式，先是利用树脂对地层砂进行胶结处理，再下入筛管，将其当作二次防护屏障，这样极大地增强了可靠性，并显著降低了堵塞发生的风险。

二、水平井防砂技术所存在的问题

（一）复杂地层的适应能力明显欠缺

在具有非均匀特质、泥质含量偏高的储层环境中，现有的技术与之适配程度欠佳。在混合砂构成的地层中，机械筛管经常会遇到挡砂精准度不够亦或是渗透率不高的状况；在孔隙较大的地层内采用化学防砂方法时，药剂容易出现泄漏的问题。

（二）成本与效益间的平衡存在难度

在机械防砂的范畴内，如复合筛管、砾石充填等方式呈现出成本高昂、施工周期漫长的状况。与之相对，化学防砂具备施工简便的优势，然而却存在药剂消耗量大、有效期限短暂的问题，这就导致需要频繁地进行施工操作，从长期的效益角度来看，并不理想。

（三）后期维护及修井作业存在困难

在实施防砂措施后，一旦出现堵塞状况或者防砂措施丧失功效，那么进行修井作业的困难程度会显著超过直井。当机械筛管发生堵塞现象时，采用常规的冲洗手段很难让其恢复原本的渗透性；如果化学固砂层有局部破裂的情况出现，补注的药剂就难以实现均匀扩散，进而容易引发二次出砂问题。

三、水平井防砂技术的发展趋向

（一）实现高效运作与维持低成本状态

在未来，防砂技术会更着重于达成性能提升与成本控制之间的平衡。从某方面来看，要凭借材料方面的创新让防砂工具的性能得到优化，如开展对具备高强度、抗腐蚀特性的新型筛管材料的研发工作，使其抗堵塞能力以及使用时长得以提升；从其他方面来看，要对施工工艺进行简化，减少作业的步骤，压缩施工所需要的时间

（二）智能化与精准化

智能化技术的融入会促使防砂技术朝着精准化的方向迈进。借助在防砂工具内植入传感器的方式，对筛管内外的压力差、出砂量等参数进行实时的监测，再联合大数据分析判定防砂系统的运转状态，进而达成早期预警以及动态调整；研制能够自适应的防砂装置，依照地层压力的变动自动对过滤精度加以调节，在确保挡砂成效的同时让产能损失有所降低。

（三）环保与可持续化

伴随绿色开发观念的逐步深入，防砂技术会愈发关注环保特性与可持续特质。开展可降解化学固砂剂的研发工作，使其在达成防砂任务后能够自然分解，防止对储油层产生不可逆转的损害，降低后续环保处理方面的费用；开展对可重复使用的防砂工具的探寻工作，例如可回收的筛管，在井眼修复工作完成或者开发作业结束后进行回收并再次利用，达成资源的循环运用。

四、结论

目前水平井防砂技术主要涵盖机械防砂、化学防砂以及复合防砂，尽管在不同的地质状况下，这些防砂技术各具备一定优势，然而也存在着一些问题。例如，对复杂地层的适应能力不够充分，成本处于较高水平，并且后期维护工作也面临着较大困难。在未来，伴随油气开发需求的逐步升级，防砂技术将会朝着高效化、智能化以及环保化的方向迈进。首先，通过对材料和工艺进行创新，能够提升防砂技术性能的同时降低成本；其次，凭借智能化手段，可以实现精准的防控；最后，依靠环保材料和技术，能够切实践行绿色开发的理念。这些发展方向将为水平井的高效且稳定开采，提供更为可靠的保障。

参考文献：

[1]梁中杰.油田水平井钻井技术现状与发展趋势探究[J].中国石油和化工标准与质量,2019,39(21):185-186.

[2]王利军,刘传刚,王丙刚,王晓,刘超.海上油田水平井控水完井技术现状及发展趋势[J].石油矿场机械,2017,46(01):86-89.

[3]李长坤.浅析油田水平井钻井技术现状与发展趋势[J].石化技术,2016,23(06):284.