預(yù)充填金屬材料防砂篩管技術(shù)研究

葉西安

摘要：疏松砂巖油藏分布范圍廣、儲(chǔ)量大。國外主要分布于英國的北海、美國的墨西哥灣地區(qū)和洛杉磯盆地、印尼、尼日利亞、加拿大阿爾伯達(dá)重油區(qū)、委內(nèi)瑞拉、羅馬尼亞及俄羅斯的阿塞拜疆等地區(qū)，國內(nèi)主要分布于勝利、遼河、大港油田及渤海、南海等油田，這類油藏開采中的主要挑戰(zhàn)之一就是油井出砂。為了應(yīng)對出砂問題，本文重點(diǎn)論述了復(fù)合高強(qiáng)度防砂篩管和新型燒結(jié)金屬氈防砂篩管的特點(diǎn)，并通過防砂篩管參數(shù)計(jì)算，分析篩管流量-粘度關(guān)聯(lián)特性和流量-大氣壓關(guān)聯(lián)特性曲線，同時(shí)論述了施工工藝，對施工進(jìn)行了工藝設(shè)計(jì)。

關(guān)鍵詞：地層出砂;防砂篩管;關(guān)聯(lián)特性;工藝設(shè)計(jì)

1前言

油氣井出砂是砂巖油藏開采過程中的常見問題。對于疏松砂巖油藏，出砂是提高采油速度的主要障礙。我國疏松砂巖油藏分布范圍較廣，儲(chǔ)量大，產(chǎn)量占有重要的地位，油井出砂是這類油藏開發(fā)的主要問題。一些注水開發(fā)的砂巖油藏在開發(fā)初期油井并不出砂，但隨著含水上升油井開始出砂，并越來越嚴(yán)重，制約著油井的正常生產(chǎn)。遼河油區(qū)稠油埋藏淺、壓實(shí)作用弱、膠結(jié)疏松，易出砂，同時(shí)“四高一低”特點(diǎn)攜砂能力強(qiáng)，導(dǎo)致油井出砂普遍，嚴(yán)重影響油井正常生產(chǎn)。據(jù)遼河歡采油區(qū)127塊129口出砂井統(tǒng)計(jì)，其中出砂量大于5m3的井55口，占總砂井的42.6%。

對采油生產(chǎn)有極大的危害，如果得不到控制，油氣井出砂會(huì)越來越嚴(yán)重，致使油氣田不能有效開發(fā)。

油氣井出砂問題必須立足于早期預(yù)測，早期防治，不能任其發(fā)展;對已出砂地層要探究出砂機(jī)理，采取積極有效的防砂措施。由此看來，對出砂的研究是很重要的，也是亟待解決的問題。

2復(fù)合高強(qiáng)度防砂篩管

復(fù)合高強(qiáng)度是近年來開發(fā)的新一代防砂篩管，具有防砂施工工藝簡單，防砂效果好，強(qiáng)度高，滲透率高，操作方便的特點(diǎn)。纖維過濾材料在各種過濾材料中具有最高的滲透性。與原有的防砂技術(shù)相比，復(fù)合高強(qiáng)度篩網(wǎng)防砂技術(shù)具有以下表1特點(diǎn)：

3 新型燒結(jié)金屬氈防砂篩管

新型燒結(jié)金屬氈防砂篩管這種防砂篩管是在復(fù)合高強(qiáng)度篩管的基礎(chǔ)上優(yōu)化設(shè)計(jì)并制成加工而成的，主要是改變了防砂填料的設(shè)計(jì)方法和加工工藝。在制造過程中，采用了四層設(shè)計(jì)和燒結(jié)方法，將不銹鋼金屬纖維材料制成氈蓋。防砂層的厚度比復(fù)合高強(qiáng)度篩管的防砂層的厚度薄，外徑相應(yīng)地更小。但是，提高了耐用性并保持了高滲透率，這樣的設(shè)計(jì)能保障曲率半徑大，以及沖刷能力強(qiáng)的井的使用性，因?yàn)檫@增強(qiáng)了沖刷能力和通過能力，充分保障了下入施工的簡單和安全。

4 防砂篩管參數(shù)計(jì)算

金屬纖維防砂篩管和燒結(jié)金屬氈防砂篩管這兩種防砂篩管都有各自的優(yōu)勢，各有特點(diǎn)，能夠大幅度提高原油的過流面積，能夠大大降低原油的攜砂能力，有助于高滲透率地層的地層出砂，下入這樣的篩管能夠最大限度的提高原油的采收率，降低地層出砂，防止堵塞篩管和其他管道。篩管產(chǎn)量與粘度關(guān)系用達(dá)西定律計(jì)算，即下面的公式1所示：

按照設(shè)計(jì)生產(chǎn)壓差為0.15MPa，原油粘度為50～1200mPa.s，篩管滲透率為120μm2粗略估算流量隨粘度和流量隨大氣壓的關(guān)聯(lián)特性，該關(guān)聯(lián)特性是在假設(shè)是在理想條件下做出的，只用來直觀的表示兩者之間的關(guān)系。

5施工工藝

（1）防砂完井是屬于先期完井，要求泥漿具有不污染油層、易保證油井完井工藝為原則，要求使用無固相無般土泥漿體系，防止堵塞篩管。

（2）井眼要求，要求井隊(duì)鉆出井眼規(guī)則、無臺(tái)階、無狗腿、無縮徑。

（3）地質(zhì)上把油層卡準(zhǔn)，防止篩管下錯(cuò)位置，特別是防止離水層太近。套管重復(fù)段最好大于30m。

（4）工程上保證上部井眼固井質(zhì)量，特別是套管鞋處的固井質(zhì)量。

（5）如上部有水層干擾，建議采用超細(xì)水泥封堵。

施工工藝流程：

（1）送工具到井隊(duì)并仔細(xì)檢查所送工具在運(yùn)輸途中有無損壞。

（2）檢查井隊(duì)施工準(zhǔn)備情況，泥漿、井眼數(shù)據(jù)等。

（3）向地質(zhì)技術(shù)員要根據(jù)測井曲線確定的防砂井段。

（4）用雙穩(wěn)定器鉆具通井，循環(huán)處理泥漿，保證泥漿性能穩(wěn)定。

（5）丈量篩管等入井管柱。

（6）認(rèn)真連接篩管，送篩管入井。

（7）用水泥車丟手封隔器（丟手時(shí)，一定要按封隔器操作要求做）。

（8）起出上部鉆具，下入油管。

（9）裝好井口采油樹。

（10）用稀油替出井內(nèi)全部泥漿

6 總結(jié)

通過對復(fù)合高強(qiáng)度防砂篩管和新型燒結(jié)金屬氈防砂篩管的特點(diǎn)論述，分析了各自的特點(diǎn)和優(yōu)缺點(diǎn)，并且分析了防砂篩管的參數(shù)并進(jìn)行了模擬分析，編制了施工工藝方案，對油氣井防砂施工就行了有益的探索。

參考文獻(xiàn)

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