油气井出砂是指油气井在生产过程中，由于地质条件、开采方式、措施等多种综合因素，使井底附近地层的岩石结构发生变化，从而产生在被地层流体携带的地层中的离散砂或流砂中。 是进入井筒或地表，从而对油气井的正常生产造成一系列不利影响的过程或现象。 不同类型的油气藏，如中高渗透松散砂岩油藏、非常规/低渗透油藏压裂、深层碳酸盐岩油气藏、煤层气、天然气水合物、地热井、注水井、储气库，都面临着挑战。 准确预测出砂量的问题及技术要求。
出砂预测是油气井防砂的基础和条件。 对于尚未完全开发的疏松砂岩油气藏区块，利用系统的出砂预测技术评价油气田的出砂量非常重要。 无论从生产安全还是节约成本的角度，预测无砂生产的最大产量都是非常重要的。 不必要的防砂措施会增加完井成本，降低油气井产量。 准确预测最大出砂临界生产压差对防砂措施的制定至关重要。 包括是否可以出砂、出砂程度、各种因素对出砂的影响、防砂的必要性和时机等的论证和判断。这些论证非常有利于早期的科学决策。油田开发，规避投资风险，有助于筛选合理的防砂方法和技术。 出砂预测技术正在发挥重要作用，并日趋成熟。
根据测井资料获取大面积地层岩石力学参数
地层岩石力学参数和原始地应力是油气井出砂机理分析和系统出砂预测的依据和依据； 也是高压一次充填防砂和端筛筛管压裂防砂防砂工艺参数设计和施工工艺模拟所需要的最基础数据。 准确获取地层岩石力学参数是油气井出砂预测和防砂设计的基础和依据。
地层岩石力学参数一般通过室内岩心力学试验获得。 通过岩石力学试验了解地层岩石的力学性质是必要的，也是非常重要的。 但是存在如下几个问题：
(1) 费时费力，如果测试结果的数据相关性不好，结果参数的可靠性就差；
(2)松散砂岩油气藏普遍胶结强度差，取芯、储芯困难； 人工岩心不能代表地层条件；
(3)少量的测试结果不能代表整个块或层的一般特性，测试结果的代表性较差。
(4) 尤其是对整个区块地层出砂量的预测，需要大面积的水平和垂直方向的岩石力学参数； 然而，传统的岩石力学试验无法满足这一要求。
针对这一问题，发展了一套基于测井资料反演地层岩石力学参数的理论和方法。 基于测井资料获取地层岩石力学参数具有以下特点：
(1)测井资料是反映地层岩石特征的第一手资料；
(2)资料齐全、易取，每口井都有测井资料；
(3) 测井数据虽有波动，但其主线响应可靠；
(4)便于预测砂体的纵向分布和层状统计；
(5)结合岩石力学试验结果，便于对预测结果进行修正。
这套技术可以基于有限的测井数据类型获取全套岩石力学强度参数和弹性变形特征参数。 如果当地有岩石力学实验数据，可以进行数据拟合，提高结果的可靠性。 这套技术适用于现场数据缺失的各种情况。 由于测井资料的纵向分布特征，可以预测岩石力学参数沿井深的分布特征，可进一步用于地应力分析、出砂预测、压裂设计与分析、高压充填等防砂设计与分析等
原位主应力预测技术
原始地应力是指人工开挖扰动前地层岩石的自然应力，又称初始应力或内应力。 地应力一般用三个主应力表示，即竖向主应力σv、水平最大主应力σH和水平最小主应力σh。
这套技术以测井资料为基础，可以计算分析地层主应力和主应力梯度随深度的变化规律。 还可以根据小型压裂试验数据计算出最大、最小水平应力结构系数。 这套技术适用于现场数据缺失的各种情况。
生产条件下近井应力预测技术
原地层钻进后，地层应力集中，地层应力分布发生改变。 井筒周围任一点的地层应力已不能简单地用三个主应力来表示，而需要用柱坐标中的三个应力来表示。 以井筒轴线为柱坐标的纵轴，井筒周围地层中任一点可用三个坐标（h，r，θ）表示，该点的应力状态可用三个应力表示：
(1)垂直应力，垂直井柱坐标中沿垂直方向的一点的应力；
(2)径向应力，垂直井柱坐标中一点沿井轴径向的应力；
(3)切向/周向应力，垂直井柱中一点在切向沿井轴坐标系上的应力。
这套技术是根据原位主应力、井底压力等基础数据，计算实际生产条件下井筒周围垂向应力、径向应力和切向应力随深度、半径和角度的变化。
系统出砂预测的概念
系统性出砂预测的概念是基于多层次的出砂预测工作提出的，它是指根据地层特征参数，从不同层次对油气层或油气井的出砂规律进行系统的预测和评价。流体物性参数，为防砂工艺决策乃至开发方案决策提供依据。
系统出砂预测包括定性经验出砂预测、出砂临界压差及产量预测、实际生产条件下的出砂半径预测、出砂量和出砂速度预测四个层次。 以上四项内容由浅入深，作品难度由浅入深。
定性经验砂产量预测
定性经验产砂预测是系统产砂预测的第一层次，常用于新区??产砂预测。
产砂经验预测方法主要是根据岩石的物理性质、弹性参数和现场经验对易出砂地层进行定性预测。 由于该方法简单实用，被广泛应用于新的领域。 目前比较成熟的经验出砂预测方法主要有声波时差法、出砂指数法、斯伦贝谢比值法和组合模量法等，主要是通过测井资料分析、室内岩心测试、统计分析现场数据和必要的计算来预测地层是否可能出砂。
对于定性的经验性出砂预测，单点预测意义不大。 预测出砂评价指标的垂直分布更具有实用性。
出砂临界生产压差/产量预测
出砂临界生产压差是指油气井开始出砂时的生产压差和产量。 临界压差的预测对于制定防砂技术发展方针和决策具有重要意义。 出砂临界生产压差预测是系统出砂预测的第二层次。
出砂临界生产压差是指随着井底流动压力的降低，地层岩石结构在某一特征位置刚刚开始破坏，导致出砂时的生产压差。 这种压差对应的产量称为出砂临界产量。 出砂临界生产压差的预测主要是先建立井筒或射孔周围地层岩石在弹性变形条件下的应力分布，进而得到井筒壁或井壁表面的应力分布。射孔，然后采用合适的破岩判据 就可以计算出砂的临界生产压差。
借助测井资料得到的岩石力学参数分布数据，可以得到出砂指标垂向分布曲线。
实际生产条件下出砂半径预测
出砂半径是指在实际生产条件下，井筒附近地层被破坏带的半径，即出砂半径。 最先出砂多来自井筒附近，出砂范围由内向外逐渐扩大。 产砂半径预测是系统产砂预测的第三个层次。
出砂半径预测是根据气井实际生产情况，预测气井出砂情况，主要包括应力分布预测和出砂半径计算。 地层出砂前，整个地层发生弹性变形，整个采油区为弹性变形带； 对于产砂地层，在井筒周围的产砂区，地层发生塑性破坏，因此存在塑性带，整个地层分为塑性带和弹性带两部分。 塑性区的半径即为产砂半径。
出砂率/出砂量预测
出砂率预测是预测油气井在不同生产条件下的出砂浓度或出砂率。 根据油气井生产历史、当前生产条件、地层岩石和流体物性，预测当前和未来不同生产条件（如产量、压力）下的含砂量。
产砂率预测是系统产砂预测的第四个层次。 出砂率预测对指导未来合理制定采矿防砂方案具有重要作用。 预测结果可用于指导矿业政策的制定，确定今后是否需要采取防砂措施，指导采取何种防砂措施。
出砂率预测是一个新课题，该技术的理论研究刚刚起步，离现场应用要求还有一段距离。 中国石油大学（华东）油气井防砂工作室目前正在进行这方面的研究。
平面和纵向产砂规律预测及产砂宏观调控图
基于测井资料，大规模采集目标区块平面和垂向岩石力学参数，预测出砂预测指标三维分布，制作宏观出砂控制图，指导出砂和出砂宏观决策控制在整个街区。
动态产砂规律预测
一般情况下地应力分布规律，利用测井资料或岩心实验参数预测出砂量属于静态预测，其结果仅代表储层开发初期地层出砂情况。 生产实践表明，松散砂岩油藏的临界压差和采油速度随出砂时间、地层压力降低、含水率升高和热采过程中地层温度的变化而变化。 本文以稠油热采油藏为例，通过研究岩石强度参数随含水饱和度的变化规律、地层压降对地应力的影响规律及油藏热应力预测地应力分布规律，得出临界建立了水库动态出砂条件。 预测模型和方法。 基于典型热注油藏资料，分析动态出砂临界条件及其变化规律。 结果表明，储层出砂临界压差随地层压力降低而减小，即地层压力降低会加剧出砂； 出砂临界压差随含水量和含水饱和度的增加而减小。 敏感性低于初始含水饱和度较低的气藏； 出砂临界压差随储层温度升高而减小。 对于注热开采稠油油藏，出砂风险最大的时期是注热-井-采转换阶段，即生产转产初期。 此时应缓慢、逐步增加产量，直至正常生产。
储层微观出砂目视预测及砂型表征
微观出砂模拟是在颗粒尺度上模拟出砂过程和机理，同时考虑储层的微观结构和胶结强度。 其基本原理是考虑岩石微观粒径分布、晶间胶结强度分布、孔隙的非均质性和随机性，研究建立包括微观地应力场在内的颗粒级三维显微结构的随机描述方法。 -喉咙结构分布。 ，并建立物理模型。 在此基础上，以裸眼孔和射孔孔为初始模型，以胶结颗粒剥落运移判别、出砂孔隙三维展开模型、多场多场为核心技术手段，开展出砂过程。储层骨架与孔隙耦合等。微观可视化数值模拟。 基于可视化数值模拟，研究孔隙液化、蚯蚓状洞穴和连续塌陷三种微观出砂机制的边界条件，形成一套新的基于微观的出砂临界条件、出砂速度和出砂粒度出砂过程模拟定量预测理论与方法。
以上技术和计算模型已集成到系统平台中，欢迎交流合作。
