收稿日期:2007 01 20
专利项目:本装置已获国家实用新型专利(ZL 200420040117.4)
作者简介:范玉斌(1970 ),男,山东高唐人,技师,2006年毕业于中国石油大学石油工程专业,主要从事海洋石油工程技
术及管理工作。
文章编号:1001 3482(2008)09 0091 04
新型抽砂防砂工艺技术研究与应用
范玉斌,安茂吉,王 涛,张 乐,吴志民,李新晓,韩宗峰
(胜利石油管理局井下作业公司,山东东营257077)
摘要:从抽砂、防砂的理论研究出发,利用研制的专利产品 冲砂转换装置,初步探索出了抽砂、防砂工艺技术。在冲砂后起钻时依靠单向皮碗的抽汲作用,将聚集在近井地带的地层砂抽出,改善
地层砂砾运移造成的地层堵塞,使井筒附近流体渗流通道增大,起到一定的防砂作用,为后续的防砂提供了良好的防砂环境,使防砂一次成功率和施工进度大大提高。关键词:抽砂防砂;渗流通道;防砂环境;后续防砂中图分类号:T E358.1 文献标识码:B
Study of New Sand Washing and Sand Prevention Technology and Its Application
FAN Yu bin,AN M ao ji,WANG Tao,ZH ANG Le,WU Zhi min,
LI Xin xiao,H AN Zong feng
(Sheng li Oilf ield D ow nhole Op er ation Co.,D ongy ing 257077,China)
Abstract:T his paper intro duces a new technolog y o f sand w ashing and sand prevention using pa tented sand w ashing cro ssover assembly w hich is based on conventional method.T he sand w hich is accumulated in the near w ellbore area w ill be mo ved by using sw abbing action of the unidir ec tional leather cup.T his action can improve the flow matr ix o f the near w ellbo re ar ea and enhance the sand prev ention effect.
Key words:sand w ashing and sand preventio n;flow m atrix ;conditio n o f sand prevention;succee
ding sand prevention
油、气井防砂方法很多,但都是在油井出砂后,或者根据区块特性、油井的声波时差等资料来分析判断该油井出砂情况,会出现防砂效果不理想的情况,防砂一次成功率低、有效期短。探索抽砂、防砂工艺的最初目的并不是为了油井防砂,而是为了抽出井筒及近井地带聚集的地层砂,减小地层堵塞,为地层流体更好流入井筒提供新的通道。因此,抽砂防砂工艺不单独作为油井防砂的一种方法,只是作为一种其他防砂方法的前期清理油层通道的方法,但也起到防砂的作用,能延长油井的生产周期,故称
为抽砂防砂。
1 防砂现状及特点
目前,防砂方法可分为砂拱防砂、机械防砂[1]
、化学防砂、热力焦化防砂、复合防砂5大类。其共同特点是防砂都经过2道工序:一是把井筒内的砂子冲出;二是再用各种方法把井筒外的油层重新打开,开辟新的油路通道[2]。没有一种方法是把近井地带聚集砂抽出一部分,以减少油流通道障碍,达到延长油井生产周期的目的。
2008年第37卷 石油矿场机械
第9期第91页 OIL FIELD EQUIPMENT 2008,37(9):91~94
2 抽砂防砂工艺的理论研究
2.1 砾岩的结构特点
调查了胜利油田部分井的砂岩图片。永92井,砾岩,2977.42m;永921井,含碳质纹层砂岩,2853.3m;永922井,包卷层理砂岩,2805.9m;盐18井,粒序层理砂岩,2863.2m 。从结构特点可以看出,所有砾石都由一定数量的比较大的钙质岩石支撑,产生游离砂后,还剩有颗粒比较大的砾石,并非整体全部是细小颗粒。2.2 砾石的游离运移特点
对于出砂严重的油井,随着生产时间的延长,井筒附近就会产生大量的聚集砂,主要包括充填砂、骨架砂、渗流砂、弱胶结附着的颗粒砂、砂穴蹦落砂等。充填砂聚集在井筒附近,有的能形成砂桥或结胶,对骨架细砂等其他类型的砂起到防砂的作用;而骨架砂等其他类型的砂则是油层被破坏后形成的自由砂,它是原油运移通道的障隘,它能堵塞原油运移通道孔隙
[3]
。当油井正常生产时,对于复合防砂井,由
于井筒和炮孔周围都充满了充填(物)砂,颗粒大的砂就很难、很慢地运移到井筒附近;但是,对于颗粒远小于充填砂的骨架自由砂或其他类型的砂也就能慢慢随原油渗流到充填砂当中,甚至流到防砂管中;对于只用滤砂管防砂的油井来说,井筒环空和炮孔周围都充满的大部分是骨架自由砂。无论是哪种情况的砂,都随着油井匀速泵抽原油,用很长的时间(1~3a 或更长)渗流到井筒或井筒外壁附近。部分砂流入井筒或随原油抽出地面后,油层由于其地层性质(均质性和非均质性)的不同,会在井筒外壁附近形成不同的砂体空洞,如空洞式、长带式、契子式等[1]
。当井筒和防砂管内砂满后,其渗透性还能足以使油井泵继续生产时,在油井套管周围所形成的空洞将后移,而各种砂将进一步堆积在井筒套管外壁,然后慢慢以井筒套管为中心向四周堆积,最终导致油井停井。
砂体空洞的后移使各种砂进一步运移堆积在井筒套管外壁,这些砂粒的运移堆积降低了井筒附近的油层孔隙与吼道的渗透性。当油井再次作业时,最好的办法就是再次压裂充填,重新打开地层裂缝,用砾石充填这些空洞来提高地层的渗透性。但是,这样并没有从根本上解决问题,井筒附近聚集的自由砂没有及时得到清理,不久会再次堵塞原油运移通道孔隙,并且远处的骨架自由砂也会慢慢渗流而来,聚集到井筒套管外壁,长此以往,井筒附近的砂
会越聚越多,严重威胁油井正常生产。
3 抽砂防砂工艺技术
3.1 工具的研制
传统的油井作业一般都是把井筒内的砂子冲完后就开始下生产完井管柱,而聚集在井筒附近的自由砂得不到清理。井筒附近脱离结胶的自由砂,在油井生产后不久又很快进入井筒,从而使油井生产周期缩短。笔者和有关工程技术人员研制了一种冲砂、抽砂、防砂工具 冲砂转换装置,并获得了国家专利(专利号:ZL 200420040117.4)。利用冲砂转换装置把前期油井生产出来而被挡在井筒附近的自由砂再次抽到井筒内,并再次冲出,使井筒周围原油流通缝隙和孔吼通道清洁通畅,从而确保了抽砂、防砂的有效性。
3.1.1 设计依据[4]
a) 液体动力学连续性方程为
v 1A 1= v 2A 2
(1)冲砂水力计算公式为
Q min =36 10-3Fv min
(2)砂粒从井底上升到地面所需的时间为
t =H /v
(3)
式中,F 为上返截面积,m m 2
;v 1、v 2为液体在截面积为A 1、A 2流道内的流速,m/s;A 1、A 2为液体在流道内流速变化v 1、v 2前后的流通截面积,m m 2; 为液体密度,g/cm 3;Q min 为冲砂时要求的最低泵排量,m 3/h;v min 为保持砂粒上升所需的最低流速,m/h;t 为砂粒从井底上升到地面所需的时间,s;H 为井筒内砂面深度,m;v 为砂粒上升速度,m/s 。
由此可知,要想提高冲砂液的冲击效率,必须尽可能地提高泵的排量,减小上返时的截面积,保持较高的上返速度。转换装置的设计就是在一定的泵速下,减小上返面积,提高液体流速。根据冲砂过程中,砂粒从井底上升到地面所需的时间可知,速度v 越大,砂粒上返用的时间越短。
b) 根据压力计算式
p =F /S
当p 一定时,F 和S 成反比,即S 变小,F 变大。使用冲砂转换装置时,冲击力明显有2次变化:!冲砂液由油套环形空间经转换装置转入笔尖时,p 一定,S 由大变小,而F 则由小变大,所以,冲砂液由油套环空经笔尖冲出出口时的冲击力变大,冲砂能力增强;?冲砂液经笔尖冲出出口后,S 又由小变大,p 不变。经转换装置转入转换装置以上油管时,
#
92#石油矿场机械 2008年9月
S 又一次变小,F 变大,所以,冲砂液的携砂能力增强。
从以上可知,冲砂液的冲击力变大,以及冲液的携砂能力变大,都会提高它的流速,减少液体在井筒中的滞留时间和漏失量,提高冲砂速度和效率。
3.1.2 工作原理
从套管泵入冲砂液,冲砂液经油套环形空间到达转换装置时,由于转换装置上皮碗的单向密封作用,液体不能再继续沿油套环形空间流下,迫使冲砂液沿转换装置上的转换孔流下,通向油管自笔尖冲下,冲砂液冲起砂形成携砂比极高的携砂液,完成反进正冲洗过程。携砂液继续沿转换装置下油套环形空间上返,上返至转换装置时,由于皮碗的密封作用,不再继续上返,只通过转换装置下方的转换孔转
进油管,沿油管上返至井口,完成携砂液由油套环形空间转进油管返出地面的过程。
3.1.3 结构及基本参数
主要由上下接头、密封、转换、扶正4部分组成[5],转换器基本参数如表1。
a) 上接头是Rc 212
接箍,下接头是R 2公
螺纹。
b) 密封部分采用单级单向皮碗密封。c) 转换部分下转换孔口截面积保证不小于 50.8m m(2英寸)油管内截面积。
d) 扶正块设在转换器的上部和下部,上下扶正器可把皮碗夹在中间,既可扶正还可减小皮碗的磨损。扶正器外径为 150mm,径向长为150~200mm 。
表1 转换器基本参数
长度/mm 缸体最大外径/mm 皮碗直径/mm 适用套管内径/mm 中心通道内径
/mm
皮碗密封压力/M Pa
连接螺纹工作温度/?
455
140
163
159.4
上 62.0
下 47.5
15
上Rc 2
12
下R 2-20~120
3.2 现场应用
a) 用冲砂转换装置冲完井筒内的地层砂,在起钻时只拆掉出口管线,此时井筒液体全满,冲砂转换装置完全没入液体中;在上提过程中,冲砂转换装置就象一只活塞,产生一定的抽汲作用,而它的抽汲程度则随着起钻上提速度的不同而发生变化。可根据需要,在最上一根油管接箍装一丝堵,来加大抽汲力度。由于油井生产时出砂是由于匀速泵抽产生的,而起钻上提速度的变化正好对井筒外壁砂的抽汲有很大的扰动作用,就容易把聚集在井筒外壁的砂抽出。
b) 当把冲砂转换装置完全提出油层后,再次下探砂面。若出砂,则再次做冲砂、抽砂施工,反复几次,就可把以前所有聚集在井筒附近的自由砂抽出。油井投产后,井筒远处的砂不会快速运移到井筒内[6]。
经过这样的抽汲抽砂,使井筒周围原油流通通道缝隙清洁通畅,把以前所有聚集在井筒附近的自由砂抽出,为后续防砂提供了良好的防砂环境,从而达到延长油井防砂的效果。冲砂、抽砂、防砂施工工艺如图1。
3.3 工艺特点
a) 利用装置上的单向皮碗,在起钻时有抽汲
作用;可在冲砂管柱的顶部装丝堵,增大抽砂力度。
b) 集冲砂、抽砂和防砂的三重功效于一体。c) 工艺施工简单,成本低。
d) 适用范围广泛,适用于各类出砂井。
图1 冲砂、抽砂、防砂施工工艺
#
93# 第37卷 第9期 范玉斌,等:新型抽砂防砂工艺技术研究与应用
4 结论
1) 抽砂防砂工艺技术具有冲砂、抽砂和防砂的三重功效,但它的主要作用不在于为油、气井防砂,而主要是抽出近井聚集的地层砂,疏通油流通道,改善地层砂堵塞污染,从而提高产能。
2) 该技术目前只在胜利埕岛油田投入使用,起到了快速安全冲砂和抽砂的作用,也为后续防砂打下良好的基础。同时缩短了施工周期,成功率明显提高,应用前景比较好。
参考文献:
[1] 吴志勇.弹性筛管防砂技术[J].石油矿场机械,2007,36(7):86 89.
[2] 吴志勇,白宪宽.油井细粉砂防砂工艺技术研究与应用[J].石油矿场机械,2007,36(8):80 83.
[3] 常方瑞,游兴友.高压充填工艺技术研究及矿场应用[J].油气地质与采收率,2002,9(4):77 79.
[4] 袁恩熙.工程流体力学[M ].北京:石油工业出版社,2002.
[5] %井下作业技术数据手册&编写组.井下作业技术数据手册[K ].北京:石油工业出版社,2000.
[6] 万仁溥,罗英俊.采油技术手册:防砂技术[K ].北京:
石油工业出版社,2000.
收稿日期:2007 12 29
作者简介:杜新忠(1975 ),男,山东德州人,工程师,1998年毕业于山东理工大学机械设计与制造专业,现从事采油装备
的研究工作。
文章编号:1001 3482(2008)09 0094 03
单螺杆抽油泵3/2线形初步探讨
杜新忠,贾吉冉,杨成永,刘秀英
(德州联合石油机械有限公司,山东德州253007)
摘要:提出了单螺杆抽油泵3/2结构形式,通过与1/2和2/3结构的比较,分析了3/2结构在单螺杆抽油泵性能上的优点,并对3/2结构中涉及到的技术问题进行了研究。关键词:单螺杆抽油泵;3/2线形;探讨
中图分类号:T E933.302 文献标识码:B
Discussion for Three/Double Thread Progressive C avity of S ingle Screw Pump
DU Xin zhong,JIA Ji ran,YANG Cheng y ong,LIU Xiu ying
(Dez hou United Petro leum M achinery Co.,L td.,Dez hou 253007,China)
Abstract:T he structur e of three/do uble thread pro gressive cavity of single screw pum p (PC pump)was intro duced.By com pariso n o f the structures betw een one/do uble and doublel/three thread PC pumps,their features of perform ance w ere analyzed.Som e technical points concerning their structures w ere studied.
Key words:sing le screw pump;three/double thr ead;discussion 地面驱动的单螺杆抽油泵,由于其独特的工作原理和诸多特点,特别适用于稠油井、高含砂井、高含气井的开采,在我国各大油田都被作为一种重要的采油设备,甚至在有些油田已经被全面采用。随
着油层开采状况的变化及螺杆泵抽油工艺的不断完善,螺杆泵采油井将日渐增加[1 2]
。但在实际应用中,螺杆泵存在一些不足之处:!偏心较大(由此造成橡胶衬垫耐油性能较差,运动不平稳,安全系数较
2008年第37卷 石油矿场机械
第9期第94页 OIL FIELD EQUIPMENT 2008,37(9):94~96
油气田用各种防砂筛管及工艺技术简介 防砂筛管是为了解决油气井开发中油气井出砂问题和水平井组不射孔开发问题而研发的产品。我公司现有激光割缝防砂筛管、打孔筛管、金属棉防砂筛管、TBS防砂筛管、螺旋筛管、V缝自洁防砂筛管以及弹性防砂筛管等各种规格型号的产品，并已批量应用于全国各油田的防砂井和水平井生产中。与目前国内外水平井使用的完井方式相比，各油田水平井产要是以筛管、打孔衬管、射孔三种完井方式为主。由于绝大多数水平井是砂岩油藏和稠油油藏，稠油防砂问题是水平井开发的主要矛盾之一，因此以筛管完井占主导地 位。 用于防砂完井防砂的筛管主要有 金属棉筛管、TBS筛管割缝筛管、弹性筛管、螺旋筛管、V缝自洁防砂筛管 筛管防砂完井的发展历程及性能评价 1、1996年以前 防砂完井技术试验阶段，主要以金属棉筛管完井防砂为主。 金属棉筛管防砂完井后井眼尺寸小，不利于注汽热采、采油生产和后期作业。防砂材料强度不足、不均匀，容易堵塞和损坏（击穿）。 2、1996～2002年间 开发并应用了TBS筛管。TBS筛管是以打孔套管为基管，将金属纤维过滤单元烧结在基管上，单层管结构，内径大，可防细砂，解决了金属棉筛管内径小、堵塞和强度低的问题。 TBS筛管存在问题：过滤单元易脱落、加工工艺性差。 3、2002年以后 由于机械加工工艺的进步，割缝筛管加工成本降低，近几年来在辽河油田应用的最多，主要适用于粗砂、分选性好的油藏。
存在问题：不能防止细砂，缝隙易冲蚀变大、缝型为单一直缝抗压强度低。 4、2005年以后 割缝筛管防砂完井技术推广应用阶段和弹性筛管现场试验阶段 高强度弹性筛管进入现场，显示出明显的优势。 解决了TBS过滤单元脱落的问题，防砂材料采用弹性金属纤维，渗透性能好，抗堵塞性能高，扩大了防砂范围。截止到目前在辽河油田的水平井上应用了32井次。 目前水平井最主要的防砂完井筛管是弹性筛管和割缝筛管。 目前水平井筛管完井方式主要有两种： A、95/8″套管内悬挂7″筛管。 B、7″套管下接7″筛管，上部固井。
机制砂生产质量控制指导书 参考文献： DB50/5030-2004 《机制砂、混合砂应用技术规程》（重庆市建设委员会，2004年版） DB24/016-2010 《山砂混凝土技术规程》（贵州省建设厅，2010年版）GB/T14684-2011 《建筑用砂》北京：中国标准出版社，2005年版 JGJ52-2006 《普通混凝土用砂质量标准及检验方法》北京：中国建筑工业出版社，2006版 TB10424-2010《铁路混凝土施工质量验收标准》中国铁道出版社 2011年版 一、机制砂质量控制指标 1、机制砂的粗细程度按细度模数分为粗、中、细三级，其细度模数应符合以下规定： 粗砂：3.7～3.1 中砂：3.0～2.3 细砂：2.2～1.6 2、机制砂的颗粒级配应处于下表中任何一个区内，除4.75mm和0.60mm 筛档上外，细骨料的实际颗粒级配与下表所列的累积筛余相比允许稍有超出分界线，但超出总量不应大于5% 表1
3、含粉量限制 表2 4、含泥量与泥块含量限制 表3 5、碱骨料反应及碱活性对用于桥梁涵洞等结构物的机制砂，应检验其碱活性，检测结果应符合TB10424-2010《铁路混凝土工程施工质量验收标准》，若有潜在危害，且属碱－碳酸盐反应时，不应做混凝土集料；且属碱－硅酸盐反应时，应采取抑制措施或限制使用。 6、有害物的限制机制砂中的轻物质、云母、有机质、炭化物及碳酸盐
等有害物质含量应满足下表规定: 表4 二、机械设备 1、破碎设备 根据我标段的实际情况，建议采用现代国产机制砂生产流水线设备生产，其优点：节能降耗，提高产量，低成本，低强度，占地面积小，稳定运行，智能控制，符合“十二五”期间，国家环保号召的要求，也是现代砂石料企业主的追求。 2、输送设备 皮带输送机是最常用的一种原料输送设备。这是由于皮带输送机输送速度快，而且是连续的，生产率高；它可以沿一定斜度把骨料送到几十米高处；皮带输送机输送平稳，没有噪音，消耗功率小，工作可靠，维修简单，所以是最理想的输送设备之一。 3、电气设备 条件允许的情况下应具备单独变压器，备用电源。每个独立控制单元设置一电压表监视电源电压。对于11KW及以上的电动设备设置电流表监视其运行情
本科生毕业设计（论文） 论文题目：油井防砂工艺技术研究 学生姓名：××× 学号： 系别：石油工程系 专业年级： 指导教师：
目录 第一章绪论 .................... 错误！未定义书签。 1. 研究的目的和意义....................................................................................... 错误！未定义书签。 2. 国内外研究现状........................................................................................... 错误！未定义书签。 3. 研究的目标、技术路线及所完成的工作................................................... 错误！未定义书签。 3.1 研究的目标......................................................................................... 错误！未定义书签。 3.2 技术路线............................................................................................. 错误！未定义书签。 3.3 本文所完成的工作............................................................................. 错误！未定义书签。第二章出砂原因和出砂机理 ...... 错误！未定义书签。 1. 出砂因素....................................................................................................... 错误！未定义书签。 1.1 地质因素............................................................................................. 错误！未定义书签。 1.2 开采因素............................................................................................. 错误！未定义书签。 1.3 完井因素............................................................................................. 错误！未定义书签。 2. 油层出砂机理............................................................................................... 错误！未定义书签。 2.1 剪切破坏机理..................................................................................... 错误！未定义书签。 2.2 拉伸破坏机理..................................................................................... 错误！未定义书签。 2.3 微粒运移............................................................................................. 错误！未定义书签。第三章稠油井防砂及配套工艺技术研究错误！未定义书 签。 1. 孤岛油田稠油热采区块开发概况............................................................... 错误！未定义书签。 2. 稠油热采一次防砂工艺的研究................................................................... 错误！未定义书签。 2.1 稠油热采一次防砂工艺防砂机理..................................................... 错误！未定义书签。 2.2 割缝管防砂工艺的研究..................................................................... 错误！未定义书签。 3. 配套工艺技术研究....................................................................................... 错误！未定义书签。 3.1 高温防砂剂强度及耐温性能的研究................................................. 错误！未定义书签。 3.2 射孔工艺............................................................................................. 错误！未定义书签。 3.3 深部处理油层技术............................................................................. 错误！未定义书签。 4. 现场应用效果分析....................................................................................... 错误！未定义书签。 5. 小结............................................................................................................... 错误！未定义书签。第四章结论及建议 .............. 错误！未定义书签。 1. 结论............................................................................................................... 错误！未定义书签。 2. 建议............................................................................................................... 错误！未定义书签。致谢 ............................ 错误！未定义书签。 参考文献 ........................ 错误！未定义书签。
收稿日期:2007 01 20 专利项目:本装置已获国家实用新型专利(ZL 200420040117.4) 作者简介:范玉斌(1970 ),男,山东高唐人,技师,2006年毕业于中国石油大学石油工程专业,主要从事海洋石油工程技 术及管理工作。 文章编号:1001 3482(2008)09 0091 04 新型抽砂防砂工艺技术研究与应用 范玉斌,安茂吉,王 涛,张 乐,吴志民,李新晓,韩宗峰 (胜利石油管理局井下作业公司,山东东营257077) 摘要:从抽砂、防砂的理论研究出发,利用研制的专利产品 冲砂转换装置,初步探索出了抽砂、防砂工艺技术。在冲砂后起钻时依靠单向皮碗的抽汲作用,将聚集在近井地带的地层砂抽出,改善 地层砂砾运移造成的地层堵塞,使井筒附近流体渗流通道增大,起到一定的防砂作用,为后续的防砂提供了良好的防砂环境,使防砂一次成功率和施工进度大大提高。关键词:抽砂防砂;渗流通道;防砂环境;后续防砂中图分类号:T E358.1 文献标识码:B Study of New Sand Washing and Sand Prevention Technology and Its Application FAN Yu bin,AN M ao ji,WANG Tao,ZH ANG Le,WU Zhi min, LI Xin xiao,H AN Zong feng (Sheng li Oilf ield D ow nhole Op er ation Co.,D ongy ing 257077,China) Abstract:T his paper intro duces a new technolog y o f sand w ashing and sand prevention using pa tented sand w ashing cro ssover assembly w hich is based on conventional method.T he sand w hich is accumulated in the near w ellbore area w ill be mo ved by using sw abbing action of the unidir ec tional leather cup.T his action can improve the flow matr ix o f the near w ellbo re ar ea and enhance the sand prev ention effect. Key words:sand w ashing and sand preventio n;flow m atrix ;conditio n o f sand prevention;succee ding sand prevention 油、气井防砂方法很多,但都是在油井出砂后,或者根据区块特性、油井的声波时差等资料来分析判断该油井出砂情况,会出现防砂效果不理想的情况,防砂一次成功率低、有效期短。探索抽砂、防砂工艺的最初目的并不是为了油井防砂,而是为了抽出井筒及近井地带聚集的地层砂,减小地层堵塞,为地层流体更好流入井筒提供新的通道。因此,抽砂防砂工艺不单独作为油井防砂的一种方法,只是作为一种其他防砂方法的前期清理油层通道的方法,但也起到防砂的作用,能延长油井的生产周期,故称 为抽砂防砂。 1 防砂现状及特点 目前,防砂方法可分为砂拱防砂、机械防砂[1] 、化学防砂、热力焦化防砂、复合防砂5大类。其共同特点是防砂都经过2道工序:一是把井筒内的砂子冲出;二是再用各种方法把井筒外的油层重新打开,开辟新的油路通道[2]。没有一种方法是把近井地带聚集砂抽出一部分,以减少油流通道障碍,达到延长油井生产周期的目的。 2008年第37卷 石油矿场机械 第9期第91页 OIL FIELD EQUIPMENT 2008,37(9):91~94
龙源期刊网 https://www.doczj.com/doc/2316007363.html, 油井防砂工艺 作者：崔浩 来源：《环球市场信息导报》2013年第02期 疏松砂岩油藏分布范围广、储量大，这类油藏开采中的主要矛盾之一是油井出砂。因此，油井防砂工艺技术的研究和发展对疏松砂岩油藏的顺利开发至关重要。国内防砂工艺技术的发展已有数十年的历史，辽河油田在油气井防砂方面也作了大量的工作，丰富和提高了国内防砂工艺技术水平。目前已形成机械防砂工艺、化学防砂工艺和复合防砂工艺三大体系的油气水井防砂工艺技术。 各种防砂方法应用概况。辽河油田疏松砂岩油藏储量大、类型多、分布广、防砂工作量大，防砂井次呈上升趋势。随着含水的上升和采液强度的提高，出砂井数越来越多，如何应用更先进的防砂工艺技术，提高防砂效果显得尤为重要。 各种防砂方法的比较。从统计结果分析，目前，在应用规模上，高压挤压砾石充填防砂工艺是2828井次，其次是复合防砂698井次和管内循环充填防砂687井次；对防砂效果来说，由于范围大，井数多，工作量大，大部分采油厂都未做这项工作，许多资料都是临时收集，其准确性及可信度较难把握，很难统计出准确的结果。 通过调研发现，辽河油田防砂工艺技术已实现了由单一的生产维护措施到防砂增产措施的转变；由单项工艺技术到配套集成技术系列的转变；工艺向油藏深入，不断提高工艺与油藏适应性的转变。通过数据统计分析及调研走访，发现了防砂工艺技术在应用实施、质量管理、监督监控、人员素质等方面存在着各种各样的问题。为了进一步提高辽河油田防砂工艺水平，最大程度提高中高渗透疏松砂岩油藏的采出程度，提高该类油藏油井的防砂免修期，降低油田的防砂作业成本，需建立完善的防砂市场监督管理体系，制定科学的技术规范，为辽河油田剩余油开发，挖潜上产，油气当量重上三千万提供有效的保障措施。 高含水油井。主要特点是油井采油强度高、生产压差增大，出砂加剧；注水开发使地层胶结物不断溶失，导致地层骨架破坏，出砂加剧，含水上升，影响油井生产；套变套损井逐年增多，据不完全统计，每年套损套变井按照正常生产井的20%速度递增。 海上油田。海上油田同时射开层数多、井段长、层间物性差异大，多年的高速强采使层间矛盾更加突出，单一的滤砂管防砂工艺和笼统的高压充填已不能满足海上提速提液的开发需求。 难动用区块稠油粉细砂岩油藏防砂难度大。稠油疏松砂岩区块，携砂力强，防砂注汽后，一方面放喷速度过快，易冲蚀挡砂屏障。另一方面粉细砂运移，导致油井产能迅速降低。
油水井防砂工艺 一、油水井出砂原因 油水井出砂是由近井地带岩层结构破坏引起的，与地层应力和地层强度有关。地层应力包括地层结构应力（如弹性、塑性应力）、地层孔隙压力、上覆岩层压力流体流动时拖拽力和生产压差。地层被钻穿后，井壁岩石的原始应力平衡状态被破坏，并且在整个采油过程中保持最大应力。因此在一定的外部条件下井壁的岩石首先发生变形和破坏。根据出砂内外因素分为地质因素和开发因素： 地质因素 （一）地层胶结疏松 地层流体在生产压差条件下向井眼方向发生渗流，致使岩石颗粒之间的胶结物发生运移，地层结构破坏，引起地层出砂，当其它条件相同，地层渗透率越高，岩石强度越低，地层越容易出砂。 （二）地层构造变化 地层在构造上发生急剧变化的区域，例如在断层多、裂缝发育、地层倾角大及边水活跃的地区，由于地层岩石原始应力状态被复杂化，容易引起地层出砂。 开发因素 （一）在地层流体渗流过程中，大部分有效压头消耗在井壁附近，因此，井壁岩石渗流冲刷作用最大，也容易变形和破坏。 （二）不恰当的开发速度及采油速度的突然变化、注水井急剧放压等原因造成地层压力梯度发生急剧变化，致使岩层结构破坏引起出砂。 （三）频繁的增产措施会破坏地层岩石的结构，引起地层出砂。 （四）油井出水时，泥质胶结物水化膨胀并分散成细小颗粒，在地层压差作用下随着油水流线向井眼方向运移，造成油水井出砂、出泥。 （五）在油水井生产过程中，油气层孔隙压力总体上是不断下降的，而上覆岩层对地层颗粒即其胶结物的有效应力则是不断增加的，致使颗粒之间的应力平衡被破坏，胶结力下降引起地层出砂。 （六）在注水开发油田时，当油田含水量上升，为维持原油产量必须提高采液速度，加大地层流体对岩石颗粒的拖拽力。引起油层出砂。 （七）当井壁附近的岩石结构破坏到一定程度，就会出现流砂现象，这时即使压差很小，大批沙子也会无控制流出。
浙江省交通建设工程 机制砂生产（干法）及机制砂混凝土技术指南 浙江省交通运输厅 二〇一六年一月
目次 前言................................................................................ I II 1 总则 (1) 2 规范性引用文件 (2) 3 术语和定义 (3) 4 机制砂的料源选择 (4) 5 机制砂的生产设备 (5) 5.1 一般规定 (5) 5.2 生产设备配置 (5) 6 机制砂的生产工艺 (7) 6.1 一般规定 (7) 6.2 生产工艺 (7) 6.3 环境保护 (10) 7 机制砂的质量标准 (11) 7.1 规格与类别 (11) 7.2 技术要求 (11) 7.3 质量检验 (13) 8 机制砂混凝土配合比设计 (14) 8.1 原材料选择 (14) 8.2 配合比设计基本要求 (15) 8.3 普通混凝土配合比设计原则 (15) 8.4 高性能混凝土配合比设计原则 (16) 8.5 试验室试配与调整 (17) 8.6 配合比现场验证 (19) 8.7 工艺性试验验证 (19) 9 机制砂混凝土的施工控制 (20) 9.1 一般规定 (20) 9.2 混凝土施工和易性控制 (20) 9.3 混凝土浇筑过程质量控制 (21) 9.4 混凝土结构裂缝的预防措施 (22) 9.5 混凝土结构表面质量控制 (22) 9.6 混凝土结构力学与耐久性能控制 (23) 附录A（规范性附录）机制砂混凝土外加剂相容性快速试验方法 (24) 附录B（资料性附录）机制砂生产（干法）常用生产设备技术参数 (26) 附录C（资料性附录）机制砂生产规模及相应配置（干法） (27) 附录D（资料性附录）机制砂生产参考设备配置及工艺流程图 (28) 附录E（资料性附录）机制砂混凝土配合比设计案例 (33)
机制砂生产机械的对比及分析 随着天然砂资源的日益短缺，不合理的开采对环境造成了严重破坏，因此国家和各地政府开始严格限制或禁止开采天然砂，于是积极推广使用机制砂石成为砂石行业乃至混凝土行业产业结构转型升级的主要发展方向和产业主体。 河北金隅鼎鑫水泥有限公司原有一条生产线利用本企业的自有矿山生产粗骨料，由于产品成品率低、质量差、附加值低、资源综合利用率低，无法满足企业日益增长的环境和效益要求。为了解决以上问题，需要将原生产线的废弃尾料进行二次利用，将其中2.5mm以上的石粉分离出来并制成机制砂，因此需要寻找一种适用于本企业现状的机械设备进行机制砂的生产。 1 机制砂生产机械 目前，机制砂的主要生产工艺有湿法水洗制砂和干法制砂两种。在机制砂发展早期，湿法制砂工艺较多，但湿法制砂需耗费大量的水资源，且水污染问题严重，而且水洗后机制砂中的微细石粉随水流失，导致使用其搅拌的混凝土易出现泌水等问题。随着国家环保要求标准的提高和混凝土行业的发展，湿法水洗制砂工艺基本退出了机制砂行业。 传统的干法制砂工艺有锤式破碎机制砂、反击破碎机制砂、圆锥破碎机制砂以及以上破碎机组合使用的制砂工艺，但均有着产品含粉量过高、粒形差、级配不合理、成品率低、设备磨损大等缺陷，也基本退出了机制砂市场。
目前国内制砂企业主要使用新型干法制砂工艺，包括双轴锤式破碎机制砂工艺、立轴破碎机制砂工艺、对辊破碎机制砂工艺3种。 1.1 双轴锤式破碎机制砂 双轴锤式破碎制砂工艺是在传统单轴锤式破碎机基础上发展起来的一种破碎制砂工艺，其制砂主机设备主要由机体、破碎板、上转子、下转子、摆锤、旋转驱动装置、筛板等组成。该机在工作过程中2个转子相对运转，进入破碎腔的物料首先由第一个转子上的锤头进行打击破碎并获得一定动能后撞向第二个转子，由于第二个转子与物料飞来的方向相反，此时第二个转子对物料的打击速度等于2个速度的叠加，物料经如此多次的循环打击而破碎后经篦条的缝隙排出。通过调整下方的篦条缝隙，调整产品的粒度和级配。 （1）优点：其2个转子相对运转带动破碎腔内物料相互撞击，物料反复碰撞形成了石料在破碎腔内的自粉碎，极大地降低了锤头及耐磨部件的消耗。破碎腔内物料被2个转子相互沿切线方向抛出，形成反复相互高速撞击，所以破碎比大，产量高，成品率高，最大产能可达250t/h。同时，由于产量大和设备结构简单，其单位机制砂产品电耗低，运营成本低。 （2）缺点：由于该工艺只是通过调整篦条缝隙来调整产品的粒度、颗粒级配和细度模数，调整时需更换篦条，耗时较长；且仅更换篦条对级配和细度模数调整幅度有限，产品质量的可控性不高，一般只能生产Ⅲ类砂，因此使用此工艺的机制砂生产企业不多。 1.2 立轴破碎机制砂
国内外防砂决策及工艺技术调研报告 1.出砂机理理论基础 1.1地层出砂的影响因素 油层出砂是由于井底附近地带的岩层结构破坏所引起的，它是各种因素综合影响的结果，这些因素可以归结为两个方面，即地质条件和开采因素，其中地质条件是内因，开采因素是外因。 1.1.1内因—砂岩油层的地质条件 (1)应力状态 砂岩油层在钻井前处于应力平衡状态。垂向应力大小取决于油层埋藏深度和上覆岩石的密度；水平应力大小除了与油层埋藏深度有关外，还与油层构造形成条件及岩石力学性质和油层孔隙中的压力有关。钻开油层后，井壁附近岩石的原始应力平衡状态遭到破坏，造成井壁附近岩石的应力集中。在其它条件相同的情况下，油层埋藏越深，岩石的垂向应力越大，井壁的水平应力相应增加，所以井壁附近的岩石就越容易变形和破坏，从而引起在采油过程中油层出砂，甚至井壁坍塌。 (2)岩石的胶结状态 油层出砂与油层岩石胶结物种类、数量和胶结方式有着密切的关系。通常油层砂岩的胶结物主要有粘土、碳酸盐和硅质、铁质三种，以硅质和铁质胶结物的胶结强度最大，碳酸盐胶结物次之，粘土胶结物最差。对于同一类型的胶结物，其数量越多，胶结强度越大。 油层砂岩的胶结方式主要有三种(图9-1)，一是基底胶结，砂岩颗粒完全浸没在胶结物中，彼此互不接触或接触很少，其胶结强度为最大，但由
于其孔隙度和渗透率均很低，很难成为好的储油层；二是接触胶结，胶结物的数量不多，仅存于岩石颗粒接触处，其胶结强度最低；三是孔隙胶结，胶结物的数量介于基底胶结和接触胶结之间，胶结物不仅存在于岩石颗粒接触处，还充填于部分孔隙中，其胶结强度也处于基底胶结和接触胶结之间。 图1-1 油层砂岩胶结方式示意图 a—基底胶结；b—接触胶结；c—孔隙胶结 容易出砂的油层岩石主要以接触胶结方式为主，其胶结物数量少，而且其中往往含有较多的粘土胶结物。 (3)渗透率的影响 渗透率的高低是油层岩石颗粒组成、孔隙结构和孔隙度等岩石物理属性的综合反应。实验和生产实践证明，当其它条件相同时，油层的渗透率越高，其胶结强度越低，油层越容易出砂。 1.1.2外因—开采因素 (1)固井质量 由于固井质量差，使得套管外水泥环和井壁岩石没有粘在一起，在生
防砂新工艺的研究及效果 目录 第1章前言 (1) 第2章防砂新工艺的探索 (2) 2.1 疏松砂岩油藏出砂机理探讨 (2) 2.1.1 胶结强度的影响 (2) 2.1.2 地应力的影响 (2) 2.1.3 开采条件 (3) 2.2 目前防砂工艺原理及问题 (4) 2.2.1 防砂影响因素 (4) 2.2.2 防砂失败影响因素 (4) 第3章新工艺防砂机理 (6) 3.1 高压预充填 (6) 3.2 涂料砂人工井壁防砂 (6) 3.3 金属绕丝筛管复合防砂 (6) 3.4 射流泵排砂工艺 (6) 第4章防砂新工艺的现场试验及效果 (8) 4.1 选井 (8) 4.2 现场试验情况及效果评价 (8) 第5章排砂采油井的管理应注意的事项 (14) 第6章结论 (15) 致谢 (16)
第一章前言 滨南油区部分油藏胶结疏松，容易出砂。目前的绕丝管内砾石充填防砂投产取得了较好的效果，但是还存在粉细砂防不住、筛管损坏防沙失效和不能进行分层注水、分层测试及分层改造等问题。本课题主要对疏松砂岩油藏的出砂机理和目前的防砂工艺进行研究，探索高压预填砂、涂料防砂、人工井壁防砂、金属绕丝管复合防砂和射流泵排砂等新的防砂工艺机理，优选油井进行了防砂新工艺的现场实验，以注水开发的常规井和注蒸汽吞吐的稠油热采井为导向，在尚林地区和单家寺油田展开实验，取得了较好的效果。
第二章防砂新工艺的探索 2.1 疏松砂岩油藏出砂机理探讨 滨南油区的各个油藏虽然差异很大，但出砂的原因基本类似。油层出砂是由于井底近井地带的岩层结构遭到破坏所引起的，即剪切破坏和拉伸破坏。它与岩石的胶结强度、应力状态和开采条件有关。 2.1.1 胶结强度的影响 岩石的胶结强度取决于胶结物的种类、数量和胶结方式。通常砂岩的胶结物主要为粘土、碳酸盐和硅质三种。其中以硅质胶结物的强度为最大，粘土胶结最差。对于同一类型的胶结物，其数量越多，则胶结强度越大，反之越小。胶结方式不同，岩石的胶结强度也不同，岩石的胶结方式可分为： （1）基底胶结：当胶结物的数量大于岩石颗粒数量时，颗粒完全浸没在胶结物中，彼此互不接触或接触很少。这种砂岩的胶结强度最大，但由于孔隙度、渗透率均很低，所以很难成为好的储油层。 （2）接触胶结：胶结物数量不多，仅存在于颗粒接触的地方。这种砂岩胶结强度最低。 （3）孔隙胶结：胶结物数量介于上述两种胶结类型中间。胶结物不仅在颗粒接触处，还充填于部分孔隙中。胶结强度也处于上述两种方式的强度之间。 滨南易出砂的油层主要以接触胶结方式为主，其胶结物数量少，而且胶结物中粘土含量较高。但这种储油层孔隙大、渗透性好。如单二块油层是以稠油为胶结物，所以油层严重出砂。 2.1.2 地应力的影响 地应力是决定岩石原始应力状态及其变形破坏的主要因素。钻开岩层前，岩石在垂向和侧向地应力作用下处于平衡状态。垂向地应力大小取决于油层深度和岩石比重，侧向地应力除与地层深度有关外，还与岩石的力学性质及岩石中的流体压力有关。钻井后近井地带的应力平衡遭到破坏，射孔使井筒周围岩石产生不同程度的损坏，水泥环松动、炮眼周围地应力作用使岩石剪切破坏，颗粒压碎造成出砂，这与过低的井底压力或过大的生产压差有关在生产过程中，井壁岩石都将保持最大的应力值。以上是影响油层出砂的内在因素。
项目名称：压裂防砂技术研究与实验 负责单位：吐哈油田分公司开发事业部 承担单位：吐哈油田分公司吐鲁番采油厂 吐哈石油勘探开发指挥部钻采工艺研究院 2003年9月
,. 负责单位负责人：金志鹏 承担单位负责人：周自武刘建伟 承担单位具体负责人：王宇宾刘兆江
目录 一、问题的提出 (3) 二、油井出砂状况机理分析与评价 (6) 三、压裂防砂技术原理及特点 (9) 四、国内外技术状况 (10) 五、压裂防砂工艺技术研究 (12) 六、适合压裂防砂的支撑剂优选 (18) 七、低伤害压裂液的研究与优选 (20) 八、前期压裂防砂现场试验总结分析 (24) 九、压裂防砂试验下部工作安排 (27)
一、问题的提出 吐哈油田雁木西油田和鲁克沁稠油油田都存在一个共同的问题，即油井出砂严重，影响了正常生产。雁木西油田储层中孔低渗，岩性以细砂岩为主，中孔细喉道，平均孔径58.2m m，孔吼直径均值8.04m m，胶结疏松。投产初期油井自喷产能低，出砂较严重，储层出砂造成了严重的地层伤害。采用烧结防砂筛管防砂后，见到了较好的防砂效果，但不能完全满足防砂稳产要求。同时，采用防砂管防砂其有效期一般都不长，粉细砂在井筒中逐渐堆积，使油井产量越来越低。鲁克沁稠油油田表现更加突出，由于地层出砂的影响，油井采油时率低，检泵周期很短，采用TBS防砂管有效期短，地层产能下降快。 以鲁2井为例，鲁2井是鲁克沁区块的一口探井，试油时曾大量出砂，其中目前生产层（2341～2377m）共出砂0.56m3，日产稠油23.3m3/d。而其上层（2290～2320m）出砂达4.3 m3，日产稠油13.8m3/d，日产水16.4m3/d。试油时累计出砂5.0m3。1998年挤水泥封堵（2290～2309.37m），1998年9月投产2341～2377m，产量一直在18m3/d以上，不出砂。生产15个月之后，掺稀泵泵压偏高，于1999年12月25日进行第一次检泵作业。发现单流阀入口4孔中有3孔被胶皮、碎石、油泥等杂质严重堵塞。投
国内外防砂技术现状与发展趋势 概述 疏松砂岩油藏分布范围广、储量大，这类油藏开采中的主要矛盾之一是油井出砂。因此，油井防砂工艺技术的研究和发展对疏松砂岩油藏的顺利开发至关重要。目前国外在油气井防砂方面主要以机械防砂为主，约占防砂作业的90%，随着油田的进一步开发，现在又相继研究开发各类型的滤砂管、可膨胀性割缝筛管和压裂防砂、过油管防砂等防砂工艺技术。化学防砂六十年代在美国墨西哥湾地区曾占据防砂作业的主导地位，但由于机械防砂的完善和发展，其主导地位逐渐被取代。进入九十年代后，性能较好的固砂剂不断出现，化学防砂的前景又趋看好。 国内防砂工艺技术的发展已有数十年的历史，辽河油田、胜利油田、大港油田在油气井防砂方面也作了大量的工作，丰富和提高了国内防砂工艺技术水平。目前已形成机械防砂工艺、化学防砂工艺和复合防砂工艺三大体系的油气水井防砂工艺技术。其中辽河油田防砂中心，研制开发了复合射孔防砂技术，为国际领先水平。随着辽河油田稠油开发比重的增加，辽河油田的出砂情况变得越来越复杂，防砂治理工作难度也越来越大，辽河油田结合油井出砂特点，开展了防砂基础理论及试验研究，主要包括：出砂机理分析、防砂数据库和出砂预测软件的建立、防砂机具性能评价研究。先后研制开发了机械、化学、复合型防砂工艺技术近20项，主要有TBS筛管防砂技术、MC-Ⅰ组合式筛管防砂技术、塑料筛管防砂技术、激光割缝筛管高压砾石充填深部防砂技术、压裂防砂技术、复合射孔防砂技术、焦碳人工井壁防砂技术、泡沫树脂液防砂技术、乳液树脂固砂技术、桃壳人工井壁防砂技术、高温固砂技术、携砂采液技术、低压井冲砂技术。 一、机械防砂 目前机械防砂主要化分两类：一类是下入防砂管柱挡砂，如割缝衬管、绕丝筛管、胶结成型的滤砂管、双层或多层筛管等。这类防砂方法简单易行，但效果差，寿命短。原因是防砂管柱的缝隙或孔隙易被进入井筒的细地层砂所堵塞。另一类是下入防砂管柱后再进行充填，充填材料多种多样。最常用的是砾石，还可用果壳、果核、塑料颗粒、玻璃球或陶粒等。这种防砂方法能有效地把地层砂限制在地层内，并能使地层保持稳定的力学结构，防砂效果好，寿命长。 相对来说，机械防砂对地层的适应能力强，无论产层厚薄、渗透率高低，夹层多少都能有效的实施；在老油井作业中，还可起到恢复地层应力的作用，从而延长生产周期，使出砂井能得到充分的利用。加上机械防砂成功率高，相对成本较低等优点，目前应用十分广泛。 1国外机械防砂技术 国外油气井防砂工艺技术研究起步较早，最初采用限产的方法来控制油气井出砂，1932年开始采用砾石充填方法。目前国外在油气井防砂方面主要以机械防砂为主，其中绕丝筛管砾石充填经过不断的完善和发展，到八十年代已发展成为一项较成熟的技术。如美国的贝克—休斯公司、道威尔—斯伦贝谢公司、哈里巴顿公司、沙龙公司、雪弗龙公司等都拥有自己专门的防砂器材、施工设备和施工工艺，从砾石充填工具、封隔器、滤砂管、泵送设备到施工液体、化学药剂、技术咨询、现场服务等形式一条龙服务。随着油田的进一步开发，为满足各种类型的油气井防砂需求，现在国外又相继研究开发出各种类型的滤砂管和多种防砂工艺技术。
封隔高压一次充填防砂技术及应用 摘要：管内外充填是当前砾石充填防砂技术的发展趋向，封隔高压一次充 填正是这样的一种防砂技术。介绍了高压充填技术原理、工具结构及工作原理、 施工程序，阐述了排量、压力等主要参数设计方法，介绍了在Turkmenistan油 田A层以及单层老井、多层大井段井、新井新层、斜井和粉细砂岩井的应用效 果。该技术防砂有效期长，施工简单，施工周期短，充填效果好，能避免二次 充填对油层的污染，能起到一定的解堵作用，便于后期处理，经济效益显著，值 得推广应用。 关键词：封隔；高压；砾石充填；防砂； 油井出砂是石油开采遇到的重要问题之一，每年要花费大量的人力物力进行防治和研究。出砂不仅会导致油井减产或停产及地面、井下设备腐蚀；甚至会使套管磨损、油井报废。 随着油田的持续开发，注水不断加强，单井产液量不断上升，老油井的防砂越来越困难。粉细砂出砂油藏、稠油出砂油藏的开发，出砂斜井的增多又给防砂技术提出了新的课题。目前胜利油田已发展了各式各样的防砂技术，最具代表性的有金属绕丝筛管砾石充填防砂、敷膜砂防砂、复合防砂等。这些技术对疏松砂岩油藏的开发起到了重要的作用，但都有局限性。绕丝筛管砾石充填防砂在砂粒较粗、分选较好的地层使用，成功率高、有效期长，但由于充填砾石厚度小，难以挡住粉细砂，且在生产、作业过程中，充填层易被破坏，丧失防砂功能；敷膜砂防砂由于胶结强度高、挡砂效果好、不占井筒空间而得到广泛应用，但敷膜砂充填形成的人工井壁，与出砂岩层胶结部位脆弱，易老化，不利于大泵提液，防砂有效期短；复合防砂是一种很好的防砂方法，但成本高，施工复杂，液量降幅大。针对上述情况，胜利油田有限公司胜通新科技开发中心研制出一种封隔高压一次充填防砂技术，采用FS—115（150）封隔高压一次充填工具与割缝筛管配套，携砂液以大排量将砾石带到油气井产层管外空洞和筛管与套管的环形空间，经沉积、压实，形成高效能挡砂屏障，达到防止油层出砂目的。该技术采用高压大排量进行管内外砾石充填防砂，即砂砾不仅充填套筛环空，同时还充填套管外的射孔眼和空洞。现场应用结果表明，该技术施工简单、周期短、防砂有效期长，充填效果好。 一、封隔高压一次充填防砂技术介绍 1．封隔高压一次充填防砂技术原理
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油气田用各种防砂筛管及工艺技术简介 防砂筛管是为了解决油气井开发中油气井出砂问题和水平井组不射孔开发问题而研发的产品。我公司现有激光割缝防砂筛管、打孔筛管、金属棉防砂筛管、 TBS防砂筛管、螺旋筛管、 V缝自洁防砂筛管以及弹性防砂筛管等各种规格型号的产品, 并已批量应用于全国各油田的防砂井和水平井生产中。与当前国内外水平井使用的完井方式相比, 各油田水平井产要是以筛管、打孔衬管、射孔三种完井方式为主。由于绝大多数水平井是砂岩油藏和稠油油藏, 稠油防砂问题是水平井开发的主要矛盾之一, 因此以筛管完井占主导地位。 用于防砂完井防砂的筛管主要有 金属棉筛管、 TBS筛管割缝筛管、弹性筛管、螺旋筛管、 V 缝自洁防砂筛管 筛管防砂完井的发展历程及性能评价 1、 1996年以前 防砂完井技术试验阶段 , 主要以金属棉筛管完井防砂为主。 金属棉筛管防砂完井后井眼尺寸小, 不利于注汽热采、采油生产和后期作业。防砂材料强度不足、不均匀, 容易堵塞和损坏( 击穿) 。
2、 1996～间 开发并应用了TBS筛管。TBS筛管是以打孔套管为基管, 将金属纤维过滤单元烧结在基管上, 单层管结构, 内径大, 可防细砂, 解决了金属棉筛管内径小、堵塞和强度低的问题。 TBS筛管存在问题: 过滤单元易脱落、加工工艺性差。 3、以后 由于机械加工工艺的进步, 割缝筛管加工成本降低, 近几年来在辽河油田应用的最多, 主要适用于粗砂、分选性好的油藏。
存在问题: 不能防止细砂, 缝隙易冲蚀变大、缝型为单一直缝抗压强度低。 4、以后 割缝筛管防砂完井技术推广应用阶段和弹性筛管现场试验阶段 高强度弹性筛管进入现场, 显示出明显的优势。 解决了TBS过滤单元脱落的问题, 防砂材料采用弹性金属纤维, 渗透性能好, 抗堵塞性能高, 扩大了防砂范围。截止到当前在辽河油田的水平井上应用了32井次。 当前水平井最主要的防砂完井筛管是弹性筛管和割缝筛管。 当前水平井筛管完井方式主要有两种: A、 95/8″套管内悬挂7″筛管。
新井防砂工程设计2010年09月19日
井底部挤压充填防砂工程设计(以此方案为准) 一、基本数据： 表1、井基本数据表 表2、曙4-H108射孔井段数据
表3、井生产数据表 二、生产现状 该井去年7月检泵开井后初期日产液13.9吨左右，日产油5.6吨左右，含水60%左右，进入去年12月含水开始上升，产油量开始下降，到本月8日，含水上升到86%，日产油下降到1.8吨，分析砂埋底部出油层，要求作业冲砂测压检泵。该井无地层压力资料。产液性质为:油、天然气、水混合液。该井09年6月取样化验原油粘度为316.8mPa.S。硫化氢含量为0，投产以来历次作业都没有硫化氢显示。临井不含硫化氢。该井与注水井曙4-9-更4井和曙4-9-003井油层连通较好，曙4-9-更4井和曙4-9-003井目前均停注,油套压均0MPa。其邻井地层压力为：曙4-9-003井01年9月测17.7MPa，曙4-9-3井93年12月测8.28MPa。曙4-9-更4井、曙4-9-4井、曙4-9-04井均无地层压力资料。其相邻井油气水层段为：曙4-9-003井1026.9-1062.8m、曙4-9-3井922.6-952.8m。曙4-9-更4井980.2-1017m，曙4-9-4井980.4-1027.8m、曙4-9-04井973.8-1017.6m，距井东100米有厂房，西60米有高压线、稻田，南50米有稻田，北100米有住宅。 三、方案设计 该井投产以来已小修作业7次，造成作业频率较高的原因为地层出砂，建议该井下精密复合滤砂管进行管内逆向砾石挤压充填防砂。 该井2010年9月20日作业冲砂190m，发现1183.56米套管变形，为恢复该井产能，对井段1094.6-1183.56m选用逆向砾石挤压充填防砂。
浅谈机制砂的应用 砂是水泥混凝土的重要原材料之一，在混合料中起骨架和填充的作用，对新拌混凝土的性能有着重要影响。随着我国基础建设步伐的日益加快以及环保意识的增强，很多地方砂供不应求，砂荒现象时有发生。因此，应用机制砂代替天然砂已经成为混凝土行业可持续发展的必然选择。然而，机制砂独特的级配及粉料含量，使混凝土出现了一些天然砂混凝土不曾有过的性能特征，按照天然砂的使用方法应用机制砂，会使混凝土出现诸多不良现象，工程质量事故时有发生，导致很多人谈砂色变，对机制砂产生抵触心理，宁愿花高价从其他地方购买河砂，也不愿意使用本地物美价廉的机制砂。机制砂的推广困难重重，究其根源，还是经验主义作祟，没有正确的机制砂使用观念，因此，笔者收集归纳了国内科研机构对机制砂的研究及部分工程机制砂应用的经验总结，希望能为机制砂的市场化贡献一点微薄之力。 天然河砂经过河水常年的摩擦腐蚀，表面十分光滑棱角较少。机制砂是由碎石机械加工而来，因此表面粗糙，棱角较多，砂粒相互咬合，流动阻力大，会显著增大混凝土的用水量，且多为粗砂，为典型的“两头多，中间少”级配分布，这些性能会直接影响到机制砂混凝土的和易性和强度，特殊的级配分布使新拌混凝土尤其是低强度等级的混凝土和易性差，容易离析。 机制砂生产过程，会不可避免的产生一部分小粒径的颗粒组分，我们把其中小于75um的部分称为石粉，这是河砂与机制砂最本质的区别，石粉与被加工母岩的矿物组成及化学成分完全相同。河砂中的
泥粉对混凝土各方面的性能都会产生不利影响，而石粉对混凝土的性能却有着正负两方面的影响，适当的石粉掺量，可以显著改善混凝土的和易性，通过提高混凝土密实度从而大幅度提高混凝土的强度及耐久性。湖北三峡大学的王青教授研究了7种石粉含量对泵送机制砂混凝土拉、压强度的影响，并借助SEM和XRD等测试分析技术从原材料和不同石粉掺量混凝土微细观结构演化特征入手，探究了石粉对混凝土强度的影响机理，分析得出，在含量适当范围内，石粉具有填充、形态、吸水、晶核和活性等效应，有利于混凝土强度的增长，且中低强度泵送机制砂混凝土其最佳石粉掺量范围为22%-25%。 济南大学的范教授通过电通量法，快冻法测试了不同石粉含量对混凝土氯离子渗透性、抗冻融性能的影响，并对比测试了天然砂和机制砂混凝土的收缩，发现机制砂混凝土的抗氯离子渗透性随石粉含量的增加而增加，机制砂混凝土的抗冻性比天然砂差，但复配适量的引气剂既可以提高机制砂混凝土的工作性，不影响机制砂混凝土的强度，还可以显著提高机制砂混凝土的抗冻性。 根据笔者调查发现，在实际的混凝土生产中，由于机制砂生产厂家生产工艺、仪器设备、技术水平、母岩来源等的参差不齐，使得机制砂在材料进场的原材检测中，经常出现颗粒级配，石粉含量等参数指标波动较大，严重影响新拌混凝土的使用性能。在这种客观因素下，如果我们把机制砂作为全部的细骨料来投入使用，混凝土的状态会很不稳定，增大拌合楼的搅拌负担，影响混凝土的质量。因此，在实际应用中，细集料都是由机制砂和天然砂混合组成的，通过混合得到的