机械防砂工艺技术及影响防砂效果因素的研究

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1、机械防砂工艺技术及影响防砂效果因素的研究[摘要]防砂费用高，且油井产量降低、甚至导致停产等问题仍未解决。尽管防砂工艺不断改进和完善，其缺点日趋减少，但仍会不同程度地减低油井产量。携砂生产通过制定有效的出砂管理制度，根据油层出砂不同状况，采用防、排砂泵进行携砂采油，并在此基础上确定经济合理、环境允许的砂处理方法。这样不仅可节约大量的热采、防砂材料及施工费用，而且能提高产能。[关键词]防砂工艺机械防砂防砂效果中图分类号：TE358.1文献标识码A文章编号1.机械防砂工艺应用情况1.1泵下悬挂滤砂管防砂适用于一般出砂井即油层骨架结构未遭到破坏的出砂井。适用于中、粗砂岩地层。类似于防、排砂泵，不针

2、对油层防砂。主要用来阻止油层骨架内的浮砂大量进入泵筒，减少卡泵的可能性。该种防砂方式具有施工简单、价格低廉的优点，缺点是过流通道小，在轮次生产末期冷凝的原油裹胁泥砂级易将筛管糊死，有效期短。（1）绕丝筛管――泵挂绕丝管防砂技术7该种筛管的制造方法是：在均匀分布于圆周的筛竿上或开孔的金属衬管上，缠绕某种截面的钢丝并焊牢，留出一定的缝隙作为筛孔。（2）金属纤维管金属纤维管挡砂过程是：当携砂流体通过护管流经滤体进入中心管时，油砂被挡在滤体之外，从而达到防砂目的。因为金属纤维有很高的弹性，不同的生产压力会形成不同的孔喉通道，不同粒径的地层砂会通过相应的孔喉通道进入井筒。根据油层的地质情况可压制相应

3、的金属棉，使之具备良好的挡砂能力。该工艺具有渗透性高、抗压强度高、耐高温、流通面大、施工工艺简单、作业周期短等特点。（3）陶瓷滤砂管――防砂器技术将高分子材料在高温高压下形成的结晶微孔颗粒，按防砂设计要求压制烧结成具有一定孔隙度和渗透性的防砂过滤器。由于具有琉璃、光滑的微结晶微孔能产生多层次过滤，较大地提高了防砂效果。主要用于砂粒粒度中值在0.1mm以上出砂井的防砂，用。（4）割缝筛管机械割缝工艺的突破促进了割缝管逐步发展成为一种成熟的防砂工艺。它可有效地避免绕丝筛管“乱丝”现象对筛管防砂性能的损坏，并且性能优良、价格便宜。1.2筛管完井预防砂7是一种先期防砂技术。应用在储层胶结过于疏松，

4、钻井取芯判断可能严重出砂的新井。这种防砂工艺是钻井时用悬挂器将7”防砂筛管正对油层挂接在套管上。防砂机理是在筛管外形成防砂砂拱，阻止骨架砂的排出。优点是渗流面积大，对高粘原油生产影响不大，有效期长；缺点是筛管强度低，损坏后处理难度大。1.3封隔器悬挂大直径滤砂管―管内绕丝筛管防砂技术用耐热封隔器将5”或51/2”大直径滤砂管悬挂固定在油层部位，将流体中的砂粒阻挡在滤砂管外，在滤砂管和套管壁之间形成由粗砂到细砂的滤砂层，从而达到防砂目的。该工艺早期采用的是绕丝筛管，主要针对粒径中值在0.26mm以上的出砂井。虽然这种防砂工艺的防砂理念、设计方法是成熟的，但早期应用的绕丝筛管加工精度不高，不能

5、适应不断开发的新区块防砂的需要，并且施工复杂，投入成本高。封隔器悬挂机械管柱防砂是机械防砂重要的组成部分，在对防砂筛管优选后，可解决严重出砂井早期的防砂问题。1.4挤压砾石充填防砂技术应用可行性研究7热力采油注汽温度高，防砂必须采用耐高温系统。砾石充填是严重出砂井最有效、最可靠的防砂工艺。但由于高温注汽井的特定条件，又使砾石充填系统与常规井存在一定的技术区别。在注蒸汽的高温条件下，会对充填的砾石和地层砂产生严重的溶蚀，理论上应选用耐高温、低溶蚀的新型防砂充填材料，如镀镍砂、树脂覆膜砂、高含铝陶粒等。但鉴于成本太昂贵，无法推广。2.机械防砂效果影响因素2.1筛管缝宽缝宽的选择是防砂成功的关键

6、。机械防砂管柱缝宽的选择是以出砂井出砂粒径中值d50为依据。同时应考虑到每一区块、每一单井出砂粒径中值也有所不同，现场应用中应在粒径分析基础上选择合适规格的防砂管柱。2.2筛管过流面积过流面积是在满足防砂要求的前提下衡量筛管适应性的一个重要指标。不同的原油粘度对筛管过流面积有不同的要求。防砂效果好、过流面积大的筛管可较好地满足稠油生产井防砂的需要。因此高粘原油出砂井在应用筛管防砂时应考虑在保证强度的前提下尽量采用过流面积大的防砂管。而过流面积的大小与筛管长度和外径有直接的关系。防砂管越长，外径越大，过流面积越大，油流阻力也越小，由防砂而导致的对油井产能的伤害也越小。因此，设计中对筛管长度和

7、直径优化是增大过流面积的一个较好的方法。建议在高粘出砂井中优先选择大直径防砂管，并根据油层长度、跨度以及油井出砂量进行优化设计。2.3防砂管设计和加工水平7防砂管设计和加工水平是影响防砂筛管效果的决定性因素。科学技术的进步推动机械防砂工艺经历了不断丰富和完善的过程。机械防砂管柱由早期的绕丝筛管发展到目前大量应用金属纤维管、激光或等离子割缝筛管和沉砂器；防砂工艺由早期的管内绕丝筛管防砂、泵挂筛管防砂发展到筛管先期防砂技术、