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1、機械防砂工藝技術及影響防砂效果因素的研究[摘要]防砂費用高，且油井產(chǎn)量降低、甚至導致停產(chǎn)等問題仍未解決。盡管防砂工藝不斷改進和完善，其缺點日趨減少，但仍會不同程度地減低油井產(chǎn)量。攜砂生產(chǎn)通過制定有效的出砂管理制度，根據(jù)油層出砂不同狀況，采用防、排砂泵進行攜砂采油，并在此基礎上確定經(jīng)濟合理、環(huán)境允許的砂處理方法。這樣不僅可節(jié)約大量的熱采、防砂材料及施工費用，而且能提高產(chǎn)能。[關鍵詞]防砂工藝機械防砂防砂效果中圖分類號：TE358.1文獻標識碼A文章編號1.機械防砂工藝應用情況1.1泵下懸掛濾砂管防砂適用于一般出砂井即油層骨架結構未遭到破壞的出砂井。適用于中、粗砂巖地層。類似于防、排砂泵，不針
2、對油層防砂。主要用來阻止油層骨架內的浮砂大量進入泵筒，減少卡泵的可能性。該種防砂方式具有施工簡單、價格低廉的優(yōu)點，缺點是過流通道小，在輪次生產(chǎn)末期冷凝的原油裹脅泥砂級易將篩管糊死，有效期短。（1）繞絲篩管――泵掛繞絲管防砂技術7該種篩管的制造方法是：在均勻分布于圓周的篩竿上或開孔的金屬襯管上，纏繞某種截面的鋼絲并焊牢，留出一定的縫隙作為篩孔。（2）金屬纖維管金屬纖維管擋砂過程是：當攜砂流體通過護管流經(jīng)濾體進入中心管時，油砂被擋在濾體之外，從而達到防砂目的。因為金屬纖維有很高的彈性，不同的生產(chǎn)壓力會形成不同的孔喉通道，不同粒徑的地層砂會通過相應的孔喉通道進入井筒。根據(jù)油層的地質情況可壓制相應
3、的金屬棉，使之具備良好的擋砂能力。該工藝具有滲透性高、抗壓強度高、耐高溫、流通面大、施工工藝簡單、作業(yè)周期短等特點。（3）陶瓷濾砂管――防砂器技術將高分子材料在高溫高壓下形成的結晶微孔顆粒，按防砂設計要求壓制燒結成具有一定孔隙度和滲透性的防砂過濾器。由于具有琉璃、光滑的微結晶微孔能產(chǎn)生多層次過濾，較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）割縫篩管機械割縫工藝的突破促進了割縫管逐步發(fā)展成為一種成熟的防砂工藝。它可有效地避免繞絲篩管“亂絲”現(xiàn)象對篩管防砂性能的損壞，并且性能優(yōu)良、價格便宜。1.2篩管完井預防砂7是一種先期防砂技術。應用在儲層膠結過于疏松，
4、鉆井取芯判斷可能嚴重出砂的新井。這種防砂工藝是鉆井時用懸掛器將7”防砂篩管正對油層掛接在套管上。防砂機理是在篩管外形成防砂砂拱，阻止骨架砂的排出。優(yōu)點是滲流面積大，對高粘原油生產(chǎn)影響不大，有效期長；缺點是篩管強度低，損壞后處理難度大。1.3封隔器懸掛大直徑濾砂管―管內繞絲篩管防砂技術用耐熱封隔器將5”或51/2”大直徑濾砂管懸掛固定在油層部位，將流體中的砂粒阻擋在濾砂管外，在濾砂管和套管壁之間形成由粗砂到細砂的濾砂層，從而達到防砂目的。該工藝早期采用的是繞絲篩管，主要針對粒徑中值在0.26mm以上的出砂井。雖然這種防砂工藝的防砂理念、設計方法是成熟的，但早期應用的繞絲篩管加工精度不高，不能
5、適應不斷開發(fā)的新區(qū)塊防砂的需要，并且施工復雜，投入成本高。封隔器懸掛機械管柱防砂是機械防砂重要的組成部分，在對防砂篩管優(yōu)選后，可解決嚴重出砂井早期的防砂問題。1.4擠壓礫石充填防砂技術應用可行性研究7熱力采油注汽溫度高，防砂必須采用耐高溫系統(tǒng)。礫石充填是嚴重出砂井最有效、最可靠的防砂工藝。但由于高溫注汽井的特定條件，又使礫石充填系統(tǒng)與常規(guī)井存在一定的技術區(qū)別。在注蒸汽的高溫條件下，會對充填的礫石和地層砂產(chǎn)生嚴重的溶蝕，理論上應選用耐高溫、低溶蝕的新型防砂充填材料，如鍍鎳砂、樹脂覆膜砂、高含鋁陶粒等。但鑒于成本太昂貴，無法推廣。2.機械防砂效果影響因素2.1篩管縫寬縫寬的選擇是防砂成功的關鍵
6、。機械防砂管柱縫寬的選擇是以出砂井出砂粒徑中值d50為依據(jù)。同時應考慮到每一區(qū)塊、每一單井出砂粒徑中值也有所不同，現(xiàn)場應用中應在粒徑分析基礎上選擇合適規(guī)格的防砂管柱。2.2篩管過流面積過流面積是在滿足防砂要求的前提下衡量篩管適應性的一個重要指標。不同的原油粘度對篩管過流面積有不同的要求。防砂效果好、過流面積大的篩管可較好地滿足稠油生產(chǎn)井防砂的需要。因此高粘原油出砂井在應用篩管防砂時應考慮在保證強度的前提下盡量采用過流面積大的防砂管。而過流面積的大小與篩管長度和外徑有直接的關系。防砂管越長，外徑越大，過流面積越大，油流阻力也越小，由防砂而導致的對油井產(chǎn)能的傷害也越小。因此，設計中對篩管長度和
7、直徑優(yōu)化是增大過流面積的一個較好的方法。建議在高粘出砂井中優(yōu)先選擇大直徑防砂管，并根據(jù)油層長度、跨度以及油井出砂量進行優(yōu)化設計。2.3防砂管設計和加工水平7防砂管設計和加工水平是影響防砂篩管效果的決定性因素。科學技術的進步推動機械防砂工藝經(jīng)歷了不斷豐富和完善的過程。機械防砂管柱由早期的繞絲篩管發(fā)展到目前大量應用金屬纖維管、激光或等離子割縫篩管和沉砂器；防砂工藝由早期的管內繞絲篩管防砂、泵掛篩管防砂發(fā)展到篩管先期防砂技術、
