تولید ماسه در ابتدای بهره‌برداری از مخزن در ماسه سنگهایی با استحکام پایین پدید می‌آید و در ماسه سنگهای مستحکم، احتمال تولید ماسه در آینده وجود خواهد داشت.
حرکت ذرات ماسه به سمت چاه در حین تولید نفت و گاز را تولید ماسه می‌گویند. این پدیده زمانی رخ می‌دهد که سوراخ مشبک شده یا سازند استحکام کافی را در مقابل افت فشار جریان نداشته باشد. وقتی که نیروهای وارده بر مقاومت سنگ غلبه کنند سازند تخریب می‌شود یعنی اگر فشارهای وارد شده به ذرات ماسه بیشتر از استحکام آنها شود،ذرات ماسه حرکت می‌کنند و اصطلاحاً ماسه تولید می‌شود.
در ماسه سنگهایی با استحکام پایین، تولید ماسه در ابتدای بهره‌برداری از مخزن پدید می‌آید و در ماسه سنگهای مستحکم، احتمال تولید ماسه در آینده وجود خواهد داشت.
شکل ١-١- تصویر مغزه ماسه سنگ ضعیف (Unconsolidated sand)
پیامدهای تولید ماسه
مهمترین پیامد تولید ماسه کاهش تولید و حتی توقف تولید است. به طور کلی تبعات تولید ماسه به شرح زیر هستند:
١- کاهش مقدار تولید نفت: به دلیل کم شدن تراوایی قسمتهایی از محیط متخلخل مخزن که دانه‌های ماسه به تله افتاده است میزان تولید نفت کاهش می‌یابد. پر شدن ستون چاه از ماسه نیز سبب بسته شدن مسیر حرکت سیال توسط ذرات ریز ماسه شده و به دنبال آن تولید نفت کاهش می‌یابد.
٢- سایش تسهیلات سر چاهی و خطوط لوله: وقتی که ذرات ماسه همراه با سیال شروع به حرکت می‌کنند سبب ایجاد خوردگی و سایش لوله مغزی و همچنین تسهیلات درون چاهی و برون‌چاهی مانند پمپها، لوله‌ها، شیرها و جداکننده‌ها می‌شود. سرعت سیال محتوی ماسه سبب سایش داخلی تسهیلات و لوله‌های جریانی می‌شود بطوریکه در اثر خوردگی سایشی ناشی از تولید ماسه، اکثر شیرهای بهره‌برداری سر چاهها و شیرهای کنترل در چندراهه دارای نشت داخلی هستند و به همین دلیل تعویض آنها بعد از مدت کوتاهی که از کار کردن آنها بگذرد الزامی می‌شود.
شکل ١-٢- خوردگی کاهنده در یکی از چاههای میدان اهواز
٣-تجمع ماسه در مجموعه تفکیک: انتقال نفت همراه ماسه به واحدهای بهره‌برداری باعث تجمع ماسه در آنها می‌شود که در برخی موارد ظرفیت تفکیک را به شدت کاهش می‌دهد. بنابراین غالباً تعمیرات دوره‌ای تفکیک‌گرها برای تمیزسازی ناشی از ماسه، در نواحی که چاههای ماسه‌سنگی دارند، در فاصله زمانی کوتاه‌تری نسبت به مناطق دیگر اجرا می‌شود.٤- تجمع ماسه در ستون چاه: دلایل تجمع ماسه در ستون چاه موارد زیر هستند:
٤-١ : آسیب دیدگی سازند در ناحیه تولیدی در حین حفاری منجر به تولید ماسه و تجمع آن در ستون چاه در زمان راه‌اندازی اولیه می‌شود.
٤-٢: ضربه‌های ناگهانی در حین باز و بسته کردن چاه و یا تولید اضافی ناخواسته (اشکال در شیر کنترل و یا خوردگی کاهنده) سبب تولید ماسه و تجمع آن در ستون چاه می‌شود.
٤-٣: برخی از چاهها با حتی با پایین‌ترین دبی نیز ماسه تولید می‌کنند و موجب تجمع آن در ستون چاه می‌شوند که این امر سبب کاهش فشار جریانی سر چاه می‌شود.
عوامل مؤثر در تولید ماسه
عوامل گوناگونی ممکن است بر استحکام ماسه و حرکت آن در مخزن تأثیرگذار باشند. برخی از این عوامل که باعث تولید ماسه می‌شوند عبارتند از:
١- تأثیر آب بر تولید ماسه٢- نیروی مویینگی٣- حل شدن کربنات٤- اثر مواد و واکنشهای شیمیایی
تأثیرآب بر تولید ماسه
تولید ماسه همراه با آب در میدانهای نفتی به ویژه در مخازنی با ساختار ضعیف، مسئله معمول و متداولی است. "گنگ هان" در سال ٢٠٠٣ اثر آب بر استحکام سنگ را بررسی کرد. مطابق تحقیقات وی، با تولید آب از مخزن، تولید ماسه افزایش می‌یابد و با افزایش اشباع آب، استحکام سنگ مخزن کم می‌شود. از طرفی وجود آب، سبب انجام واکنشهای شیمیایی مانند هیدرولیز کوارتز می‌شود که این واکنشها هم به نوبه خود، استحکام سنگ مخزن را کاهش می‌دهند.
تحقیقات در این مورد نشان داده است که:
١- در ٢١ درصد موارد، تولید ماسه با آغاز تولید آب از مخزن همراه است.٢- در ٧٠ درصد موارد، تولید ماسه قبل از تولید آب از مخزن است.٣- در ٩ درصد مخازن تولید ماسه بیش از ١٠٠ روز پس از تولید آب از مخزن اتفاق می‌افتد.اما مشخص شد که میانگین مقدار تولید ماسه در طول مدت تولید آب از مخزن، بسیار بیشتر از مقدار تولید ماسه قبل از تولید آب است.
اثر آب بر انرژی سطحی سنگ
برای توصیف ارتباط بین استحکام پیوند و توانایی سنگ برای مقاومت در برابر تغییر شکل، کمیتی در مکانیک سنگ تعریف می‌شود که انرژی سطح نامیده می‌شود. مفهوم معادل انرژی سطح در مکانیک سیالات، کشش سطحی است.
مایعاتی مانند آب که سنگ را خیس می‌کنند، انرژی سطحی آن را کاهش می‌دهند. این امر سبب می‌شود که استحکام ماسه‌ها کم شود و احتمال کنده شدن آنها افزایش یابد. مثلاً انرژی سطحی کوارتز خشک ٤-١٠×١ ژول بر سانتیمتر مربع است، در حالی‌که در محیط آبی، این عدد به مقدار ٥-١٠×٧,١٥ ژول بر سانتیمتر مربع کاهش می‌یابد.
اثر آب بر رس موجود در سنگ مخزن
ذرات رس معمولاً تمایل به رسوب کردن در بین دانه‌های سنگ را دارند، به همین دلیل به صورت مستقیم بر کاهش استحکام سنگ تأثیری ندارند. اما وجود رس حتی به میزان کم، استحکام سنگ سیلیکات را بالا می‌برد. ولی هنگامی که سنگ حاوی رس با آب در تماس باشد میل به تورم موجود در رس، عامل مهمی در شکست سنگ خواهد بود. علاوه بر این، حجم رس متورم شده قطر مسیر جریان سیال و تراوایی را کم می‌کند. این پدیده سبب می‌شود نیروهای نفوذی برای ناپایدار کردن ماسه افزایش یابند. در نتیجه تولید ماسه به سرعت آغاز می‌شود. به ویژه هنگامی که کاتیون‌های حساس به رس در آب وجود داشته باشند.
اثر واکنشهای آب با سنگ مخزن
واکنشهایی که آب با سنگ مخزن انجام می‌دهد به صورت زیر تقسیم‌بندی می‌شوند:
١- هیدرولیز کوارتز: در محیطهای متخلخل ماسه سنگی، ماده معدنی اصلی کوارتز است. هنگام تماس آب و کوارتز ممکن است چندین واکنش اتفاق بیفتد. مثلاً واکنش نمکهای آهن فریک و یا آلومینیوم با کوارتزو سیلیکات که سبب کاهش انرژی سطحی و چسبندگی می‌شود. نوع معمول واکنش هیدرولیز در زیر نوشته شده است.
٢- حل شدن کربناتها: مواد معدنی کربناتی مانند گچ، آهک و دولومیت ممکن است در سنگ مخزن وجود داشته باشند، در نتیجه واکنش بین مواد دارای کلسیم و آب می‌تواند مانند واکنش هیدرولیز کوارتز بر استحکام سنگ اثر بگذارد. این واکنش می‌تواند سیمان، مواد سیمانی و نیز پیوندهای سیمانی را در خود حل کند و ساختار سنگ را از هم بپاشاند، پس می‌تواند ساختار منافذ و خواص سنگ را تغییر دهد.٣- واکنش آب با کلسیم:
٤- رسوب مواد شیمیایی آهن دار
٥- تورم شیل: پدیده‌ای بسیار پیچیده و قابل بحث است که گرادیان فشار را افزایش داده و در نتیجه نیروی تراوش(seepage force) افزایش می‌یابد.کشش هیدرودینامیکی یا نیروی تراوش عامل دیگری است که سبب تولید ماسه می‌شود. گرادیان فشار عامل تشدید نیروی تراوش است و دانه‌های جدا شده ماسه یا گروهی از دانه‌های ماسه را ناپایدار می‌کند. معادله نیروی تراوش به صورت زیر است:
معادله١-١
A: سطح مقطع دانه ه
اW: قطر دانه
S: ضریب شکل
شکل ١-٣- کشش هیدرودینامیکی یا نیروی تراوش
اثر نیروی مویینگی
علاوه بر کاهش استحکام سنگ به صورت فیزیکی یا شیمیایی در جریان سیال دو فازی در محیط متخلخل مانند آب و نفت، گاز و نفت یا گاز و آب، نیروهای مویینگی نیز سبب ضعیف شدن سنگ می‌شوند. برخی از محققان عقیده دارند که نیروی مویینگی نقش مهمی در تولید ماسه دارد. در مخازن هیدروکربنی شعاع ذرات ماسه معمولاً بین ٠,٠٥ تا ٠.٥ میلی متر است که سبب می‌شود بزرگی نیروی مویینگی در دامنه کیلو پاسکال بیان شود. از طرفی هرچه اندازه ذرات کوچکتر باشد تماس آنها بیشتر می‌شود و در نتیجه استحکام آنها افزایش می‌یابد. البته این نکته را نیز باید در نظر گرفت که مقدار نیروی مویینگی در طول زمان تغییر می‌کند.
اثر مواد و واکنشهای شیمیایی
مواد و واکنشهای شیمیایی نیز بر استحکام سنگ اثر می‌گذارند. با توجه به نوع ماده سیمانی عکس‌العمل مواد شیمیایی سبب ضعیف شدن ساختار سنگ می‌شود، زیرا مواد سیمانی بین ذرات را از بین می‌برد. مثلاً اگر در مواد سیمانی، رس وجود داشته باشد، ساختار سنگ مخزن به آب حساس خواهد بود و در صورت تماس با آب متورم می‌شود و ریزش می‌کند. سیال بکار برده شده در مخزن نیز بر استحکام سنگ مخزن و در نتیجه در تولید ماسه مؤثر خواهد بود. به عنوان مثال اسید کلریدریک که به عنوان سیال تحریک کننده در مخزن به کار می‌رود، استحکام سنگ مخزن را کاهش می‌دهد، به خصوص اگر ماده سیمانی مخزن از کربناتها باشد و ساختار در معرض اسید قرار بگیرد، ساختار سنگ به دلیل تولید ماسه ریزش خواهد کرد.
حد مجاز تولید ماسه
نحوه اندازه‌گیری میزان ماسه در نفت بدین صورت است که نمونه از سر چاه در ظرف مخصوصی گرفته و سپس توسط الک ویژه، ماسه از نفت جدا و وزن آن محاسبه می‌شود. در مناطق نفتخیزجنوب حد استاندارد تولید ماسه ٥ ق. د.م است و چنانچه میزان ماسه در حدود ٢٠ ق.د.م باشد از آن نیز صرفنظر می‌کنند، ولی چنانچه ماسه تولیدی بیشتر از ٢٠ ق.د.م باشد آنگاه دبی را کاهش می‌دهند تا ماسه بیشتری تولید نشود. شرکت شلمبرژه اعلام کرده است که تولید ماسه بیش از ٠,١ درصد حجمی، تولید ماسه محسوب می‌شود و باید مهار شود. به طور کلی حد مجاز تولید ماسه در چاههای مختلف به شرح زیر است:
١- چاه نفتی با جریان کم: ٠,١ درصدمایع یا ٦٠٠ پوند در هزار بشکه (kg/m٣ ١.٦٤)٢- چاه نفتی با جریان بالا: ٠,٠٠٢ درصد مایع یا ١٠ پوند در هزار بشکه (g/m٣ ٢٨)٣- چاه نفتی با جریان و GOR بالا ( GOR>١٠٠٠٠ Sfc/ Bbl) : که می توان گفت ٠,٠٠١ مایع یا ٥ پوند در هزار بشکه ( g/m٣ ١٤)
طبقه بندی تولید ماسه از لحاظ مقدار ماسه تولیدی
١- تولید ماسه‌گذرا : میزان این نوع تولید در شرایط ثابت تولید سیال مخزنی از چاه با گذشت زمان، کاهش می‌یابد. در واقع این نوع تولید ماسه از مخزن همیشگی نیست. این پدیده اغلب پس از عملیات مشبک‌کاری و یا اسیدکاری برای تحریک چاه در طول مدت تمیزسازی مشاهده می‌شود.
٢- تولید ماسه به صورت پیوسته: در بعضی از چاهها، تولید ماسه به صورت پیوسته است، یعنی همواره مشاهده می‌شود. میزان قابل قبول تولید ماسه به محدودیتهای عملیاتی مانند سایش تجهیزات، ظرفیت جداکننده‌های نفت و محل چاه بستگی دارد. مقدار قابل قبول ماسه تولیدی ٦ تا ٦٠٠ گرم بر متر مکعب نفت تولیدی و ١٦ کیلوگرم بر یک میلیون مترمکعب گاز تولیدی است. اما مقادیر بالاتری نیز مشاهده شده است. این نوع تولید ماسه بیشتر در مخازن غیر یکپارچه و مخازنی که هیچ سامانه‌ای برای مهار ماسه ندارند، دیده می‌شود.
٣- تولید انبوه ماسه: بدترین حالت عملیاتی وقتی است که مقدار بسیار زیادی ماسه تولید شود، این امر ممکن است سبب غیرفعال شدن ناگهانی چاه شود. این حالت به طور طبیعی وقتی اتفاق می‌افتد که تولید از مخزن بیش از اندازه شود. در این حالت، میزان ماسه تولیدی ممکن است به دهها مترمکعب برسد.
حرکت ذرات ماسه به سمت چاه در حین تولید نفت و گاز را تولید ماسه می‌گویند. این پدیده زمانی رخ می‌دهد که سوراخ مشبک شده یا سازند استحکام کافی را در مقابل افت فشار جریان نداشته باشد. وقتی که نیروهای وارده بر مقاومت سنگ غلبه کنند سازند تخریب می‌شود یعنی اگر فشارهای وارد شده به ذرات ماسه بیشتر از استحکام آنها شود،ذرات ماسه حرکت می‌کنند و اصطلاحاً ماسه تولید می‌شود.
در ماسه سنگهایی با استحکام پایین، تولید ماسه در ابتدای بهره‌برداری از مخزن پدید می‌آید و در ماسه سنگهای مستحکم، احتمال تولید ماسه در آینده وجود خواهد داشت.
شکل ١-١- تصویر مغزه ماسه سنگ ضعیف (Unconsolidated sand)
پیامدهای تولید ماسه
مهمترین پیامد تولید ماسه کاهش تولید و حتی توقف تولید است. به طور کلی تبعات تولید ماسه به شرح زیر هستند:
١- کاهش مقدار تولید نفت: به دلیل کم شدن تراوایی قسمتهایی از محیط متخلخل مخزن که دانه‌های ماسه به تله افتاده است میزان تولید نفت کاهش می‌یابد. پر شدن ستون چاه از ماسه نیز سبب بسته شدن مسیر حرکت سیال توسط ذرات ریز ماسه شده و به دنبال آن تولید نفت کاهش می‌یابد.
٢- سایش تسهیلات سر چاهی و خطوط لوله: وقتی که ذرات ماسه همراه با سیال شروع به حرکت می‌کنند سبب ایجاد خوردگی و سایش لوله مغزی و همچنین تسهیلات درون چاهی و برون‌چاهی مانند پمپها، لوله‌ها، شیرها و جداکننده‌ها می‌شود. سرعت سیال محتوی ماسه سبب سایش داخلی تسهیلات و لوله‌های جریانی می‌شود بطوریکه در اثر خوردگی سایشی ناشی از تولید ماسه، اکثر شیرهای بهره‌برداری سر چاهها و شیرهای کنترل در چندراهه دارای نشت داخلی هستند و به همین دلیل تعویض آنها بعد از مدت کوتاهی که از کار کردن آنها بگذرد الزامی می‌شود.
شکل ١-٢- خوردگی کاهنده در یکی از چاههای میدان اهواز
٣-تجمع ماسه در مجموعه تفکیک: انتقال نفت همراه ماسه به واحدهای بهره‌برداری باعث تجمع ماسه در آنها می‌شود که در برخی موارد ظرفیت تفکیک را به شدت کاهش می‌دهد. بنابراین غالباً تعمیرات دوره‌ای تفکیک‌گرها برای تمیزسازی ناشی از ماسه، در نواحی که چاههای ماسه‌سنگی دارند، در فاصله زمانی کوتاه‌تری نسبت به مناطق دیگر اجرا می‌شود.٤- تجمع ماسه در ستون چاه: دلایل تجمع ماسه در ستون چاه موارد زیر هستند:
٤-١ : آسیب دیدگی سازند در ناحیه تولیدی در حین حفاری منجر به تولید ماسه و تجمع آن در ستون چاه در زمان راه‌اندازی اولیه می‌شود.
٤-٢: ضربه‌های ناگهانی در حین باز و بسته کردن چاه و یا تولید اضافی ناخواسته (اشکال در شیر کنترل و یا خوردگی کاهنده) سبب تولید ماسه و تجمع آن در ستون چاه می‌شود.
٤-٣: برخی از چاهها با حتی با پایین‌ترین دبی نیز ماسه تولید می‌کنند و موجب تجمع آن در ستون چاه می‌شوند که این امر سبب کاهش فشار جریانی سر چاه می‌شود.
عوامل مؤثر در تولید ماسه
عوامل گوناگونی ممکن است بر استحکام ماسه و حرکت آن در مخزن تأثیرگذار باشند. برخی از این عوامل که باعث تولید ماسه می‌شوند عبارتند از:
١- تأثیر آب بر تولید ماسه٢- نیروی مویینگی٣- حل شدن کربنات٤- اثر مواد و واکنشهای شیمیایی
تأثیرآب بر تولید ماسه
تولید ماسه همراه با آب در میدانهای نفتی به ویژه در مخازنی با ساختار ضعیف، مسئله معمول و متداولی است. "گنگ هان" در سال ٢٠٠٣ اثر آب بر استحکام سنگ را بررسی کرد. مطابق تحقیقات وی، با تولید آب از مخزن، تولید ماسه افزایش می‌یابد و با افزایش اشباع آب، استحکام سنگ مخزن کم می‌شود. از طرفی وجود آب، سبب انجام واکنشهای شیمیایی مانند هیدرولیز کوارتز می‌شود که این واکنشها هم به نوبه خود، استحکام سنگ مخزن را کاهش می‌دهند.
تحقیقات در این مورد نشان داده است که:
١- در ٢١ درصد موارد، تولید ماسه با آغاز تولید آب از مخزن همراه است.٢- در ٧٠ درصد موارد، تولید ماسه قبل از تولید آب از مخزن است.٣- در ٩ درصد مخازن تولید ماسه بیش از ١٠٠ روز پس از تولید آب از مخزن اتفاق می‌افتد.اما مشخص شد که میانگین مقدار تولید ماسه در طول مدت تولید آب از مخزن، بسیار بیشتر از مقدار تولید ماسه قبل از تولید آب است.
اثر آب بر انرژی سطحی سنگ
برای توصیف ارتباط بین استحکام پیوند و توانایی سنگ برای مقاومت در برابر تغییر شکل، کمیتی در مکانیک سنگ تعریف می‌شود که انرژی سطح نامیده می‌شود. مفهوم معادل انرژی سطح در مکانیک سیالات، کشش سطحی است.
مایعاتی مانند آب که سنگ را خیس می‌کنند، انرژی سطحی آن را کاهش می‌دهند. این امر سبب می‌شود که استحکام ماسه‌ها کم شود و احتمال کنده شدن آنها افزایش یابد. مثلاً انرژی سطحی کوارتز خشک ٤-١٠×١ ژول بر سانتیمتر مربع است، در حالی‌که در محیط آبی، این عدد به مقدار ٥-١٠×٧,١٥ ژول بر سانتیمتر مربع کاهش می‌یابد.
اثر آب بر رس موجود در سنگ مخزن
ذرات رس معمولاً تمایل به رسوب کردن در بین دانه‌های سنگ را دارند، به همین دلیل به صورت مستقیم بر کاهش استحکام سنگ تأثیری ندارند. اما وجود رس حتی به میزان کم، استحکام سنگ سیلیکات را بالا می‌برد. ولی هنگامی که سنگ حاوی رس با آب در تماس باشد میل به تورم موجود در رس، عامل مهمی در شکست سنگ خواهد بود. علاوه بر این، حجم رس متورم شده قطر مسیر جریان سیال و تراوایی را کم می‌کند. این پدیده سبب می‌شود نیروهای نفوذی برای ناپایدار کردن ماسه افزایش یابند. در نتیجه تولید ماسه به سرعت آغاز می‌شود. به ویژه هنگامی که کاتیون‌های حساس به رس در آب وجود داشته باشند.
اثر واکنشهای آب با سنگ مخزن
واکنشهایی که آب با سنگ مخزن انجام می‌دهد به صورت زیر تقسیم‌بندی می‌شوند:
١- هیدرولیز کوارتز: در محیطهای متخلخل ماسه سنگی، ماده معدنی اصلی کوارتز است. هنگام تماس آب و کوارتز ممکن است چندین واکنش اتفاق بیفتد. مثلاً واکنش نمکهای آهن فریک و یا آلومینیوم با کوارتزو سیلیکات که سبب کاهش انرژی سطحی و چسبندگی می‌شود. نوع معمول واکنش هیدرولیز در زیر نوشته شده است.
٢- حل شدن کربناتها: مواد معدنی کربناتی مانند گچ، آهک و دولومیت ممکن است در سنگ مخزن وجود داشته باشند، در نتیجه واکنش بین مواد دارای کلسیم و آب می‌تواند مانند واکنش هیدرولیز کوارتز بر استحکام سنگ اثر بگذارد. این واکنش می‌تواند سیمان، مواد سیمانی و نیز پیوندهای سیمانی را در خود حل کند و ساختار سنگ را از هم بپاشاند، پس می‌تواند ساختار منافذ و خواص سنگ را تغییر دهد.٣- واکنش آب با کلسیم:
٤- رسوب مواد شیمیایی آهن دار
٥- تورم شیل: پدیده‌ای بسیار پیچیده و قابل بحث است که گرادیان فشار را افزایش داده و در نتیجه نیروی تراوش(seepage force) افزایش می‌یابد.کشش هیدرودینامیکی یا نیروی تراوش عامل دیگری است که سبب تولید ماسه می‌شود. گرادیان فشار عامل تشدید نیروی تراوش است و دانه‌های جدا شده ماسه یا گروهی از دانه‌های ماسه را ناپایدار می‌کند. معادله نیروی تراوش به صورت زیر است:
معادله١-١
A: سطح مقطع دانه ه
اW: قطر دانه
S: ضریب شکل
اثر نیروی مویینگی
علاوه بر کاهش استحکام سنگ به صورت فیزیکی یا شیمیایی در جریان سیال دو فازی در محیط متخلخل مانند آب و نفت، گاز و نفت یا گاز و آب، نیروهای مویینگی نیز سبب ضعیف شدن سنگ می‌شوند. برخی از محققان عقیده دارند که نیروی مویینگی نقش مهمی در تولید ماسه دارد. در مخازن هیدروکربنی شعاع ذرات ماسه معمولاً بین ٠,٠٥ تا ٠.٥ میلی متر است که سبب می‌شود بزرگی نیروی مویینگی در دامنه کیلو پاسکال بیان شود. از طرفی هرچه اندازه ذرات کوچکتر باشد تماس آنها بیشتر می‌شود و در نتیجه استحکام آنها افزایش می‌یابد. البته این نکته را نیز باید در نظر گرفت که مقدار نیروی مویینگی در طول زمان تغییر می‌کند.
اثر مواد و واکنشهای شیمیایی
مواد و واکنشهای شیمیایی نیز بر استحکام سنگ اثر می‌گذارند. با توجه به نوع ماده سیمانی عکس‌العمل مواد شیمیایی سبب ضعیف شدن ساختار سنگ می‌شود، زیرا مواد سیمانی بین ذرات را از بین می‌برد. مثلاً اگر در مواد سیمانی، رس وجود داشته باشد، ساختار سنگ مخزن به آب حساس خواهد بود و در صورت تماس با آب متورم می‌شود و ریزش می‌کند. سیال بکار برده شده در مخزن نیز بر استحکام سنگ مخزن و در نتیجه در تولید ماسه مؤثر خواهد بود. به عنوان مثال اسید کلریدریک که به عنوان سیال تحریک کننده در مخزن به کار می‌رود، استحکام سنگ مخزن را کاهش می‌دهد، به خصوص اگر ماده سیمانی مخزن از کربناتها باشد و ساختار در معرض اسید قرار بگیرد، ساختار سنگ به دلیل تولید ماسه ریزش خواهد کرد.
حد مجاز تولید ماسه
نحوه اندازه‌گیری میزان ماسه در نفت بدین صورت است که نمونه از سر چاه در ظرف مخصوصی گرفته و سپس توسط الک ویژه، ماسه از نفت جدا و وزن آن محاسبه می‌شود. در مناطق نفتخیزجنوب حد استاندارد تولید ماسه ٥ ق. د.م است و چنانچه میزان ماسه در حدود ٢٠ ق.د.م باشد از آن نیز صرفنظر می‌کنند، ولی چنانچه ماسه تولیدی بیشتر از ٢٠ ق.د.م باشد آنگاه دبی را کاهش می‌دهند تا ماسه بیشتری تولید نشود. شرکت شلمبرژه اعلام کرده است که تولید ماسه بیش از ٠,١ درصد حجمی، تولید ماسه محسوب می‌شود و باید مهار شود. به طور کلی حد مجاز تولید ماسه در چاههای مختلف به شرح زیر است:
١- چاه نفتی با جریان کم: ٠,١ درصدمایع یا ٦٠٠ پوند در هزار بشکه (kg/m٣ ١.٦٤)٢- چاه نفتی با جریان بالا: ٠,٠٠٢ درصد مایع یا ١٠ پوند در هزار بشکه (g/m٣ ٢٨)٣- چاه نفتی با جریان و GOR بالا ( GOR>١٠٠٠٠ Sfc/ Bbl) : که می توان گفت ٠,٠٠١ مایع یا ٥ پوند در هزار بشکه ( g/m٣ ١٤)
طبقه بندی تولید ماسه از لحاظ مقدار ماسه تولیدی
١- تولید ماسه‌گذرا : میزان این نوع تولید در شرایط ثابت تولید سیال مخزنی از چاه با گذشت زمان، کاهش می‌یابد. در واقع این نوع تولید ماسه از مخزن همیشگی نیست. این پدیده اغلب پس از عملیات مشبک‌کاری و یا اسیدکاری برای تحریک چاه در طول مدت تمیزسازی مشاهده می‌شود.
٢- تولید ماسه به صورت پیوسته: در بعضی از چاهها، تولید ماسه به صورت پیوسته است، یعنی همواره مشاهده می‌شود. میزان قابل قبول تولید ماسه به محدودیتهای عملیاتی مانند سایش تجهیزات، ظرفیت جداکننده‌های نفت و محل چاه بستگی دارد. مقدار قابل قبول ماسه تولیدی ٦ تا ٦٠٠ گرم بر متر مکعب نفت تولیدی و ١٦ کیلوگرم بر یک میلیون مترمکعب گاز تولیدی است. اما مقادیر بالاتری نیز مشاهده شده است. این نوع تولید ماسه بیشتر در مخازن غیر یکپارچه و مخازنی که هیچ سامانه‌ای برای مهار ماسه ندارند، دیده می‌شود.
٣- تولید انبوه ماسه: بدترین حالت عملیاتی وقتی است که مقدار بسیار زیادی ماسه تولید شود، این امر ممکن است سبب غیرفعال شدن ناگهانی چاه شود. این حالت به طور طبیعی وقتی اتفاق می‌افتد که تولید از مخزن بیش از اندازه شود. در این حالت، میزان ماسه تولیدی ممکن است به دهها مترمکعب برسد.
