疏松砂岩油藏是胜利油田的主力油藏,但该类油藏埋藏浅,成岩性差,胶结疏松,开发过程易出砂。因此,为保证油田正常生产,普遍采用防砂措施,年均工作量2200井次左右,是保证胜利油田高效开发的基础工程之一。随着开发过程的深入,含水升高及采液强度加大导致油井出砂不断加剧,对防砂技术提出了更高的挑战。为此,重点围绕疏松砂岩动态出砂规律预测、井口出砂监测及配套防砂技术开展系统深入的研究,对保障此类出砂油藏效益开发具有重要意义。综合利用室内实验、数值模拟以及现场应用相结合的方法开展研究。首先,开展室内实验研究了不同含水阶段疏松砂岩波速及强度变化规律,开展数值模拟研究分析了区域地应力场分布规律,建立近井渗流场及应力场耦合数学模型,进而,形成了动态出砂预测和动态出砂界限精细描述方法,并研发了《油井出砂动态预测软件》,实现了岩石参数、区域应力场、井周应力场及出砂影响因素动态变化规律的实时分析;其次,研发了井口出砂实时监测系统,针对预测及监测中出砂轻微-中等油藏,研制了高强度形状记忆聚合物（SMP）自膨胀筛管,提高防砂针对性及适用性,实现了现场出砂的精准监测及预防,最终,形成了疏松砂岩出砂动态预测理论-监测技术。主要研究内容和研究结果如下:在油井出砂动态预测理论方面,首先,创新了天然疏松砂岩取心工具,提高天然岩心收获率50%左右,在此基础上,开展岩石力学实验研究,获得不同含水率影响下的纵波波速和岩石强度参数变化规律,拟合建立了疏松砂岩波速及强度参数动态模型,为井周应力场分析及出砂预测提供动态数据支撑。其次,发展了区域地应力场约束优化反演模拟方法,在几何模型构建、网格剖分及边界载荷优化方面实现了创新,分别运用参数化建模、混合网格法、最速下降法,提高了模拟精度和计算效率,获得了目标区域应力场分布规律,模拟误差仅为5.6%,为后续出砂界限精细描述奠定了基础。再次,考虑储层渗透率各向异性、启动压力梯度等因素影响,基于广义达西定律创新了油水两相渗流模型,结合井周弹性区和塑性区应力场模型,建立井周流固耦合模型,优化核心算法,模拟分析了生产压差及内聚力等因素影响下井周应力场变化规律。最后,在岩石参数、区域应力场和井周应力场动态变化规律基础上,创新了动态出砂预测及动态出砂界限精细描述方法,在出砂预测方面,考虑储层压力亏空、生产压差、含水率及储层纵波波速动态变化等关键因素影响,创新引入“出砂影响因子”,建立了出砂动态预测模型;出砂描述方面,综合考虑井周流固耦合效应及储层强度参数变化的影响,建立了动态临界生产压差、出砂半径及出砂速率描述模型,定量分析了储层压力、生产压差及含水率等对动态出砂界限的影响,实现了出砂静态预测向出砂动态精细描述的突破。研究结果表明:随生产压差增大,储层近井应力状态由弹性转为塑性,近井眼区域出现塑性区,塑性区内呈现“应力松弛”现象,且生产压差越大,塑性区半径越大,油井出砂越严重;随内聚力降低,同样的生产制度下,储层近井应力状态由弹性转为塑性,内聚力越小,塑性区半径越大,油井出砂越严重;随储层压力降低、含水率上升及生产压差增大,出砂临界生产压差逐渐降低,出砂半径及出砂速率则逐渐增大。现场应用表明模型计算精度高,可为不同开发阶段油井防砂参数优化提供依据。在油井出砂监测方面,分析了出砂信号产生机理和信号基本特征,构建了砂粒碰撞理论模型、超声波信号套管传递模型及超声波管壁侵蚀监测模型,在此基础上,优化设计了监测系统信号采集及数据解释等关键模块,研发了井口出砂实时监测装置,并对测试弯管壁厚、测试时机和测试程序进行了优化,提高了现场监测针对性和监测精度,出砂监测精度达到0.01 g/s,壁厚变化监测精度达到0.5 mm。针对预测及监测出砂轻微-中等油藏,优选蒽醌作为交联剂、NBR作为增韧剂,合成了高强度SMP聚苯硫醚材料,定量评价了MFI、DSC、DMA等性能指标,其形状记忆回复性能达到99%;在此基础上,优化加工工艺,创新研制了SMP自膨胀防砂筛管,并对筛管泡孔结构影响因素及防砂性能进行评价,形成了SMP自膨胀防砂配套技术。