机械防砂发展趋势
目前机械防砂发展主要表现在以下几个方面：
(1) 对于出砂严重、生产压差大的直井、小斜度油井，多采用绕丝筛管砾石充填防砂；而对于出砂不太严重或大斜度井、水平井则采用滤砂管防砂。
(2)砾石充填趋向于正循环挤压充填，尤其是高压大排量挤压充填。
(3)以水作携砂液的低密度水充填发展较快，这是因为水充填砾石充填层密实，防砂效果好。
(4)专门适用于水平井裸眼井或套管井的新型滤砂管不断出现，由于其工艺简单、施工方便而日益受到现场欢迎。
二、化学防砂技术
化学防砂大致可分三类：一类是树脂胶结地层砂。可以用成品树脂注入地层，也可以在地层中合成树脂来胶结地层砂；第二类是人工井壁。人工井壁种类很多，如预涂层砾石、树脂砂浆、水带干灰砂、水泥砂浆、乳化水泥、树脂核桃壳等。这些人工井壁材料都要通过管柱泵送到产层，并挤入套管以外的孔穴中去，形成密实充填，使地层恢复或部分恢复原始应力。待这些充填材料凝固，形成具有一定强度的挡砂屏障后，再把井筒中多余的充填物钻洗掉，使油、气井具备开井生产条件；第三类是其它化学固砂法，这一类方法制约条件多，使用不广泛，主要有以下几种：焊接玻璃固砂法、氢氧化钙固砂法、四氯化硅固砂法、水泥-碳酸钙混合液固砂法、聚乙稀固砂法和氧化有机化合物固砂法。
总的来说，化学防砂适用于渗透率相对均匀的薄层段，但由于化学防砂对地层渗透率有一定伤害作用，成功率不如机械防砂，还存在老化现象，相对成本较高等缺点，应用程度运不如机械防砂广泛。
由于化学防砂具有以下优点：
(1) 化学防砂后油井，井筒中不留任何机械物体，这就十分适用于多层完井作业中的上部地层的完井处理；
(2) 修井作业简单，无须套铣、打捞之类的工艺程序；
(3) 地层砂胶结防砂作业可以在无钻机或修井机的情况下进行，可利用原生产油管，无须起下作业，而直接进行胶结处理；
(4) 粉细砂地层的化学胶结防砂效果优于机械效果。
1国外化学防砂技术
国外化学防砂方法种类繁多，化学胶结剂从有机到无机物，胶结机理各有不同，并形成了配套的施工工艺。
a树脂液胶结地层砂
用于油井防砂的树脂主要有呋喃树脂、环氧树脂、酚醛树脂、脲醛树脂以及它们的混合物，国外多采用呋喃树脂防砂。呋喃树脂除了大量应用于常规油井防砂外，也用于气井防砂和热采井防砂。在美国加州Bakersfield的克恩河油田热采井中成功地使用了一种改性呋喃树脂防砂，结果表明，油井生产时间大大延长，在不降低总产量的情况下很大程度地减少了出砂量和作业费用。
b人工井壁防砂
这类方法主要有树脂砂浆、树脂涂层砂、水泥砂浆、水泥—碳酸钙和液、乳化水泥浆等，树脂涂层防砂现尤为受欢迎。
另外，国外化学防砂还有有机物氧化聚合固砂、热法固砂、SiCl4固砂、Ca（OH）2固砂、胶乳固砂以及焊接玻璃固砂等。其中美国加州用焊接玻璃固砂法出砂严重的含页岩及粘土砂岩油井防砂，效果良好，特别适用于注蒸汽驱类油井防砂。
c高能树脂液充填固砂技术
目前的化学固砂砂技术，由于受到地层不均质性、层间矛盾的影响，各层位树脂吸收不均匀。据国外资料统计，防砂井段超过5m以上，防砂效果普遍不好。为此提出一种高能驱替树脂液固砂技术。
其原理是利用火药爆燃产生30MPa的巨大能量，使不均质地层来不及反应，强制吸收， 0.02～1秒之内将树脂液均匀顶替进入各层位。因而防砂效果好，适用长井段防砂。 其施工过程是首先预处理地层，注入树脂液，油管氮气过平衡加压，然后点燃气体发生器，产生高于地层破裂压力的气体，将树脂液挤入地层，最后酸处理催化固化树脂。
2国内化学防砂技术
a树脂液胶结地层砂
环氧树脂、酚醛树脂、脲醛树脂、呋喃树脂等都已成功地用于油井防砂，除直接网地层注入树脂液外，还可以使树脂在地下合成进行防砂，如：酚醛溶液地下合成防砂就是将加有催化剂的苯酚与甲醛按一定比例混合均匀后注入地层，在地层温度下逐渐形成树脂并粘附于砂子表面，固化后使地层砂胶结牢固，从而防止出砂。
b人工井壁防砂
国内人工井壁防砂方法主要有树脂砂浆、树脂涂层砂、树脂核桃壳、水泥砂浆、水带干灰砂、乳化水泥浆等。由于受到核桃壳货源的限制，已很少采用树脂核桃壳防砂；而水泥砂浆防砂因强度低、有效期短故应用已较少；水带干灰砂、乳化水泥浆曾被广泛采用，但由于防砂后堵塞较严重，其重要地位现已被其它方法取代。
被广泛应用的涂层砂有环氧树脂涂层砂、酚醛树脂涂层砂以及可耐高温的有机硅—树脂涂层砂等。近几年来，酚醛树脂涂层砂以低廉、高效的优势，在国内树脂涂层防砂中得到了最为普遍的使用。
目前，国内已形成了多种化学防砂方法并存的局面，树脂溶液胶结涂层砂和树脂层砂防砂应用较广，新型的化学防砂方法也不断出现，如塑料粉末滤砂管等，这就为不同油田不同区块的油井防砂提供了行之有效的防砂方法。
c高强度固砂技术
工艺原理
LH-Ⅴ高强度固砂剂是采用多种高效的无机及有机固体粘结剂，配以各种添加剂，经数道工序精制而成的粒度为0.03～0.06mm的粉剂产品。将该产品配成水基悬浮液注入地层，在一定温度下与地层砂砾表面反应并形成共价键，最终生成立体网状结构的固结物。该固结物具有极高的强度和较大的渗透率，在井筒周围形成一个滤砂层，阻止地层砂流入井筒，从而达到防砂目的。
固砂剂主要成分及作用机理分析
固砂剂的主要成分是M树脂、固化剂、偶联剂、二氧化锆及氧化钙。其作用机理是比较复杂的，经查阅有关文献资料，结合固砂剂的结构和组成特点，
我们对其作用机理进行了初步研究分析。 ①树脂固砂作用机理
M树脂中含有大量的羟基和不饱和双键，具有较强的化学活性，在水中易发生离解，生成带正电荷的有机官能团，与带负电的地层砂能很好地亲和，牢固地吸附在砂砾表面。在一定温度下，与砂砾交联固化成为一道坚固的挡砂层。该树脂本体的耐温性和抗压强度也较好，在250℃仍可达5MPa以上，优于其他类型树脂材料，是较为理想的防砂粘结剂。 ②无机化学反应作用机理
二氧化锆和氧化钙的加入具有双重作用。第一可以作为树脂的填料，填料粒子的活性表面与树脂大分子链相结合形成交联结构，能显著降低收缩应力和热应力，大幅度提高粘结体系的抗压强度和耐温性。其次，二氧化锆作为交联剂，与氧化钙、地层砂发生化学反应并形成坚硬粘结体，与固化后的树脂组成一个牢固的立体网状结构。这是整个防砂体系能耐350℃高温的关键，确保了在注汽条件下仍具有很好的防砂性能。 ③偶联剂的作用
偶联剂的加入有三种作用。其一，能与树脂产生物理亲和及缠绕作用，提高树脂本体强度；其二，偶联剂的无机基团与砂砾分子结构相似，易向砂砾表面迁移，同时有机官能团水解，与砂砾表面的羟基反应形成新的共价键；其三，偶联剂中的有机官能团覆盖于固砂体表面，表现出很强的疏水性，从而提高整个体系的耐水性。
高强度固砂剂能特点
外观：灰白色粉末； 相对密度（堆积）：0.90～0.92g/cm3； 粒度：0.03～0.06mm； 抗压强度：＞8.0MPa； 保持地层渗透率：＞80%； 固化温度：120～350℃； 固化后耐温：350℃； 固化时间：24～48h。
化学防砂发展趋势
近年来，国外兴起了多种新型的化学防砂方法，如高能树脂液充填固砂、微生物固砂等，资料数据表明效果不错。对于蒸汽吞吐和蒸汽驱类油井，国外正在研究耐高温性能更好的树脂和其它化学胶结剂。从总体来看，根据防砂需要，研究价廉、实用、高效的新型化学防砂方法成为开发疏松砂岩油田的必然趋势。
三、复合防砂工艺技术
所谓复合防砂就是将机械防砂和化学防砂结合起来，以控制油气井出杀的一种防砂工艺技术。该方法综合运用了化学与机械防砂固砂挡砂的原理，阻止地层砂随生产油气流采出而堵塞井筒，达到防砂目的。
复合防砂在国外是针对防砂难度大的粉细砂岩油藏和采液量大，生产压差的油井而提出的。文献中查到的复合防砂方法只有涂层砾石加绕丝筛管砾石充填和树脂溶液加绕丝筛 管砾石充填，其他方法目前未见详细报道。
国内复合防砂工艺主要同样是针对粉细砂岩油气层，单纯用化学或机械防砂方法不能有效地防砂以及在采液强度特别高、生产之差较大的情况下研究出来的。目前已在胜利、青海、大港油田获得大面积推广应用。目前常用的复合防砂工艺主要是涂料加砂滤砂管和涂料砂加滤砂管砾石充填两大类，应用较多的有：
涂料砂+双层预充填筛管
涂料砂+激光割缝衬管 涂料砂+金属棉滤砂管 涂料砂+绕丝筛管+砾石充填 涂料砂+割缝衬管+砾石充填
复合防砂工艺特点、适用范围及现场应用：
(1) 工艺特点：挡砂精度高、防砂效果好，要以阻挡0.07mm以上的粉细砂；可承受较高采液强度和较大生产压差；施工成功率高，防砂有效期长，平均有效期达3年以上；施工复杂，作业成本高，后期处理较难。
(2) 适用范围：非均质性严重的细砂岩及粉细砂防砂；出砂特别严重的油、气、水井防砂；油、气、水井的中后期防砂；产液（气）量大，采液强度较高的油、气、水井防砂；薄层、夹层多的油气井防砂；常规井、热采井防砂。
复合防砂工艺技术在胜利、青海、大港油田获得了大面积推广，主要应用于粉细砂油气井和稠油热采井。特别是胜利孤东油田，复合防砂应用较为广泛。目前胜利海上埕岛油田CB22D-2井也进行了复合防砂施工，该井地层砂粒度中值0.09mm，防砂后生产效果良好。
发展趋势
(1) 虽然国内目前复合防砂种类繁多，但从应用效果看，树脂溶液或涂料砂加绕丝筛管砾石充填效果最好，因此该方法应用前景看好。
(2) 对于中后期污染比较严重的油井，防砂配套工艺是保证复合防砂成功的有效手段。这些配套工艺包括施工液过滤、补孔、酸化解堵、混气排。
复合射孔防砂技术
复合射孔防砂技术是利用复合射孔器在对套管射孔的同时，将防砂材料推进射孔炮眼中，完成防砂作业。复合射孔器结构包括弹壳、主装药、药型罩、防砂金属纤维、前仓、推进剂等主要部分组成。当由弹壳、主装药、药型罩组成的聚能射孔弹起爆后，形成的高温、高压射流穿透套管在油层中射孔。由于射流速度很高，它经过的途径周围就形成一个负压区，射孔弹中的爆炸产物迅速膨胀，再加上前仓中助推剂爆炸，使射孔枪身内部压力急剧升高，在这两种因素的共同作用下，多孔介质防砂金属纤维填料从前仓中推出，充填于射流打出的地层孔道中，并牢固地固结在射孔孔道内，使射孔防砂一次完成。
复合射孔防砂技术特点： 射孔防砂一次完成，施工简单，作业周期短；
射孔孔眼在ф16～18mm，射孔孔眼深≥380mm；
防砂过滤层渗透率大于32μm2，可在350℃注汽环境中长期工作；
抗压能力强，填充塞可承受内外流体压差11～15MPa 不脱落；
井筒内不留任何遗留物，便于油井后期的措施作业，降低了油井的生产成本。
四、压裂防砂工技术
最早开始考虑将压裂与防砂二种工艺结合起来应用于中、高渗透疏松砂岩这一想法出
现在本世纪60年代的委内瑞拉，但由于常规压裂技术应用于中、高渗透性油藏的限制和不利影响，直到1984年Smith等人首次发表了以充填宽缝为主要目的的“端部脱砂压裂”技术，才使中、高渗油藏的压裂防砂进入一个新时期，近十年来得到不断完善和发展。从发展趋势看，今后中高渗透层压裂防砂作业量比低渗油层增长要快。
1国外压裂防砂技术
中高渗透油藏压裂防砂作用机理
均质未压裂地层井底流体的流入模式为标准径向流，不同等压线为以井底为圆心的大小不等的同心圆。油井压裂以后，流体沿着具有高导流能力裂缝的方向流动，且流动阻力非常小，因此，地层流体流入井底不再是径向流动，而是变成简化为垂直于裂缝的直线流和沿裂缝直线流入井底的直线流，又称为“双线性流动模式”。如图5-1。
压裂防砂方法的划分与选择
美国哈里巴顿公司根据地层渗透率大小、岩石胶结强度、油井出砂史及伤害程度等，划分出四种基本工艺措施：绕丝筛管砾石充填（Gravel pack）、压裂充填（Fracpac）、防砂压裂（Optifrac）和低渗透油层增产压裂（Fractnre）。所适用地层条件变化趋势是：渗透率从大到小，地层强度从软到硬，出砂程度从强到弱。
端部脱砂压裂
如前所述，形成具有高导流能力的“短宽裂缝”是中高渗透油藏压裂防砂成功的关键。因此，不论是单纯的防砂压裂还是比较复杂的防砂压裂（压裂+机械防砂），都必须采用可产生“短宽裂缝”的压裂工艺新方法——“端部脱砂压裂”。如图5.2所示。
常规压裂在整个施工过程中，裂缝长、宽、高一般都是不断增长的，因而井底压力是基本稳定的；而端部脱砂压裂在脱砂前裂缝增长规律及压力特征同常规压裂，但在开始出现脱砂后，缝长和缝高不再增长，只有缝宽增长较快，井底压力开始按一定速度稳步升高。
压裂液
目前国外已开发研制出50多种压裂液，可大致分为如下几种体系：线性溶胶、硼交联压裂液、有机金属交联压裂液、磷酸脂铝交联的油基液、炮沫压裂液等。
对中高渗透层，硼交联的羟丙基瓜胶的伤害程度最低，液体流动后渗透率可恢复到实验前的40～70%。故在中高渗透油藏的压裂防砂中，HPG为首选压裂液，在深度和温度不是很大的井，也可用HEC线性溶液。
国外压裂防砂发展趋势
(1) 从压裂防砂技术本身而言，“端部脱砂”技术仍是其发展方向，以进一步提高“短宽裂缝”生成质量和充填防砂效果。
(2) 在国外，压裂防砂现场应用数量大、范围广，目前已从陆上向海上油气井发展，工艺技术日益成熟，施工经验更加丰富。
2国内压裂防砂
据调查，目前国内有胜利油田、辽河油田和大庆油田进行了压裂防砂工艺技术研究，大庆油田压裂防砂规模较小，属小型压裂防砂。胜利油田在河口采油厂和桩西采油厂已累计施工100多口井，先向裂缝充填涂料砂，施工后期再尾追部分涂料砂封口。辽河油田1999年