防砂和筛管技术共34页文档
各种防砂筛管简介
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。
油田防砂筛管工艺技术
油田防砂筛管工艺技术作者：赵永仁来源：《中国科技博览》2014年第33期[摘要]出砂是油田开发中伴随的现象，机械防砂是延缓油井出砂的重要手段。
近年来机械防砂技术经历几次变化，在各油田的应用中也有优劣，实践表明油田防砂筛管技术具有良好的保护套管和防砂效果，为稠油、超稠油油藏出砂井正常生产创造安全、可靠的工作条件，具有良好的应用前景。
[关键词]出砂；防砂；筛管中图分类号：TE144 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2014）33-0063-01前言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。
常见的防砂筛管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。
国内油藏多进入开发中后期，出砂相对较重，不出砂的油田也开始逐步出砂，特别稠油油藏，更易出砂。
1 防砂筛管的演化1.1 金属棉筛管在九十年代周期前，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）。
1.2 TBS筛管九十年代后期，给你技术人员开发研制了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。
但是TBS筛管也存在问题，如过滤单元易脱落、加工工艺性差。
1.3 割缝筛管到21世纪后，由于国内机械行业加工工艺的进步，割缝筛管加工成本降低，使得割缝筛管得到成果的推广，这期间，辽河油田、胜利油田等相对应用的较多，主要适用于粗砂、分选性好的油藏。
割缝筛管存在问题是不能有效的防止细砂，缝隙易冲蚀变大、缝型为单一直缝抗压强度低。
1.4 弹性筛管在完善割缝筛管技术的基础上，近年来割缝筛管防砂完井技术得到大范围推广，并引入弹性筛管进行现场试验。
防砂技术
挤压充填防砂施工设计
③筛管长度： 生产筛管应完全覆盖出砂层段，再考虑到施工误
差，管内砾石充填防砂生产筛管的长度应超过生产层 射孔井段上、下界1.0～1.5m，裸眼完井生产筛管的长 度应超过扩眼产层段上、下界1.0m以上。
信号筛管缝隙和直径与生产筛管相同，长度一般 为1～2m。
挤压充填防砂施工设计
高压滑动井口 防砂补偿器 冲管吊卡
绕丝筛管
挤压充填防砂施工设计
1.防砂管柱设计： 1)筛管设计： ①筛管缝隙尺寸：筛管有绕丝筛管和割缝衬管等，筛管缝 隙尺寸等于最小砾石尺寸的1/2～2/3。 ②筛管直径： 筛管直径以增大流通面积，保证筛、套环空充填层厚度为 原则： 管内砾石充填防砂筛管外径应等于或小于套管内径50mm。 裸眼砾石充填完井筛管外径应等于或小于井眼内径100mm。
2）光管设计： 光管即油管或短节，位于筛管和筛管之间或筛管和充
填工具之间，其作用一是提升工具，二是在它与套管的环 形空间内储备一定量的充填砾石，当筛、套环空砾石充填 层致密性差导致充填层下落时补充砾石，避免生产筛管直 接对着生产层导致防砂失败。光管规格与防砂管的中心管 相同，长度与井深和夹层厚度有关，具体长度由设计人员 根据实际情况确定。
施工步骤
6.验封：上提管柱验封，负荷：原管柱悬重+30KN，检 验桥塞座封是否牢靠。 7.丢手、起管柱：正转施工管柱15-20圈倒扣丢手后起 出施工管柱。 8.投产：按设计要求下完井管柱，装好井口，及时投产 或注汽。
技术特点及适应性
技术特点及适应性：优点是操作简便，费用低， 可用于大厚层或多层完井。缺点是滤砂管间隙小，节 流、易堵塞，影响油井产量；不能防粉砂，滤砂管易 受地层砂冲蚀，有效期短（冲击刺破或磨损致间隙变 大）。适用于出中-粗砂且出砂不严重的油井防砂。
防砂技术
3．质量要求
（1）下滤砂管前要彻底清洗井筒，尤其要洗 净死油，保持井筒内的液体清澈透明无固相颗 粒。 （2）管柱丈量要准确，记录要清楚。 （3）滤砂管在如井前要严格检查，应无缝无 动。 （4）滤砂管入井时，要逐根下入。因为滤砂 管性脆，连接过长，搬运过程中易弯曲造成折 裂。下放速度要慢，以每小时不超过30根油管 为宜。 （5）要做到清洁施工。
第六节
化学防砂
化学防砂大致可分为两大类： 一类为溶液胶结地层砂，它是将具有对地层砂 一类为溶液胶结地层砂 和粘土矿物有胶结作用及稳定作用的化学溶液 注入地层，达到稳固、防止地层砂运移和排出 的目的。主要有：酚醛溶液地下合成法、树脂 类溶液地下合成法、水玻璃溶液固砂和高分子 聚季铵盐类溶液固砂。 第二类为化学人造井壁防砂，它是将具有一定 第二类为化学人造井壁防砂 粒度的化学材料充填到出砂油层或自身固结或 靠外界条件固结成具有一定强度和渗透能力的 人工井壁，阻挡地层砂进入井筒达到防砂目的， 主要工艺有：水泥砂浆、树脂砂浆、CS—1自 身固结、复合陶粒自身固结、核桃壳、塑料预 包砂等
4．应用条件
适用于油、水井早期防砂，油层井段在 15m 以内的油、水井防砂，地层出砂量 少于500L/m的防砂井，浅井（井深在 1000m左右）防砂。
五、酚醛树脂胶固砂岩
1．防砂原理 酚醛树脂胶固砂岩主要是以苯酚、甲醛 为主料，以碱性物质为催化剂，按比例 混合，经加温熬制而成的甲阶段树脂 （粘度控制在300mPa·s左右），将此树脂 溶入砂岩，以柴油增孔，再挤入盐酸作 为固化剂，在地层温度下反应固化，将 疏松砂岩胶结牢固，防止油、水井出沙。
第四节 滤砂管防砂
一、防砂原理 滤砂管防砂主要是选用具有良好胶结性能的胶 结剂，筛选具有一定硬度的颗粒物质作为骨料， 按比例混合，在一定的条件下固结成型，制成 具有较高强度和滲透性的滤砂管，并与其它工 具组合下入井内，对准出砂层位，阻挡地层砂 进入井筒，以达到防止油井出砂。 选用的胶结剂和骨料不同，可以制成多种不同 的滤砂管。下面是以环氧树脂砂粒滤砂管为例 介绍滤砂管防砂。
绕丝筛管砾石充填防砂
绕丝筛管砾石充填防砂砾石充填（gravel pack）防砂是应用最早，也是应用最广泛的机械防砂方法。
常用的砾石充填方式有两种：一是用于裸眼完井的裸眼砾石充填；二是用于射孔完井的套管内砾石充填。
裸眼砾石充填的渗滤面积大，砾石层厚，防砂效果好，有效期长，对油层产能影响小。
常用于油井先期防砂，工艺较复杂，且对油层结构要求具有一定强度，对油层条件要求高(如厚度大、无气、水夹层的单一油层)。
其它情况则采用套管射孔完井后，再进行套管内砾石充填。
砾石充填防砂的施工设计应符合三条基本原则：一是注重防砂效果，正确选用防砂方法，合理设计工艺参数和工艺步骤，以达到阻止油层出砂的目的；二是采用先进的工艺技术，最大限度地减少其对油井产能的影响；三是注重综合经济效益，提高设计质量和施工成功率，降低成本。
防砂设计要形成一套完整的程序，有利于方案的系统化和规范化，从而提高施工设计的质量。
一般程序为：充填方式选择－>地层预处理设计－>砾石设计－>防砂管柱设计－>携砂液设计－>施工工艺设计。
1) 充填方式选择根据防砂油层、油井的特点和设计原则，结合完井类型选择合适的砾石充填方式。
2）地层预处理设计根据油层砂样分析化验的结果和防砂井的具体情况，确定酸化解堵和粘土稳定处理等措施，同时考虑防乳化、防止新生沉淀等问题。
这一步对于提高施工成功率、保证油井产能有着重要的意义。
3）砾石设计砾石设计主要包括确定砾石尺寸、砾石质量控制和砾石用量。
（l）砾石尺寸选择通过筛析实验取得防砂井油层砂样粒度中值d50后，根据计算公式求得所需用的砾石尺寸，即砾石的粒度中值D50。
目前普遍采用Saucier公式D50＝(5～6) d50该公式是在大量实验基础上得到的，实验测得的砾／砂粒径比与渗透率的关系曲线如图8－6所示。
图8－7为砾石挡砂机理示意图，图中(a)表示D50／d50＜6时，砾石与油层砂界面清楚，砾石挡住了油层砂，油气井无砂生产；图中(b)表示6＜D50／d50＜14时，油层砂部分侵入砾石充填层，造成砾／砂互混，砾石区渗透率下降，尽管油气井不出砂，但产量下降；图中(c)表示D50／d50＞14时，油层砂可以自由通过砾石充填层，防砂无效。
绕丝筛管砾石充填防砂
绕丝筛管砾石充填防砂砾石充填（gravel pack）防砂是应用最早，也是应用最广泛的机械防砂方法。
常用的砾石充填方式有两种：一是用于裸眼完井的裸眼砾石充填；二是用于射孔完井的套管内砾石充填。
裸眼砾石充填的渗滤面积大，砾石层厚，防砂效果好，有效期长，对油层产能影响小。
常用于油井先期防砂，工艺较复杂，且对油层结构要求具有一定强度，对油层条件要求高(如厚度大、无气、水夹层的单一油层)。
其它情况则采用套管射孔完井后，再进行套管内砾石充填。
砾石充填防砂的施工设计应符合三条基本原则：一是注重防砂效果，正确选用防砂方法，合理设计工艺参数和工艺步骤，以达到阻止油层出砂的目的；二是采用先进的工艺技术，最大限度地减少其对油井产能的影响；三是注重综合经济效益，提高设计质量和施工成功率，降低成本。
防砂设计要形成一套完整的程序，有利于方案的系统化和规范化，从而提高施工设计的质量。
一般程序为：充填方式选择－>地层预处理设计－>砾石设计－>防砂管柱设计－>携砂液设计－>施工工艺设计。
1) 充填方式选择根据防砂油层、油井的特点和设计原则，结合完井类型选择合适的砾石充填方式。
2）地层预处理设计根据油层砂样分析化验的结果和防砂井的具体情况，确定酸化解堵和粘土稳定处理等措施，同时考虑防乳化、防止新生沉淀等问题。
这一步对于提高施工成功率、保证油井产能有着重要的意义。
3）砾石设计砾石设计主要包括确定砾石尺寸、砾石质量控制和砾石用量。
（l）砾石尺寸选择通过筛析实验取得防砂井油层砂样粒度中值d50后，根据计算公式求得所需用的砾石尺寸，即砾石的粒度中值D50。
目前普遍采用Saucier公式D50＝(5～6) d50该公式是在大量实验基础上得到的，实验测得的砾／砂粒径比与渗透率的关系曲线如图8－6所示。
图8－7为砾石挡砂机理示意图，图中(a)表示D50／d50＜6时，砾石与油层砂界面清楚，砾石挡住了油层砂，油气井无砂生产；图中(b)表示6＜D50／d50＜14时，油层砂部分侵入砾石充填层，造成砾／砂互混，砾石区渗透率下降，尽管油气井不出砂，但产量下降；图中(c)表示D50／d50＞14时，油层砂可以自由通过砾石充填层，防砂无效。
防砂方法——精选推荐
防砂⽅法防砂⽅法⼀、项⽬简介防砂管结构：精密复合防砂筛管具有防砂效果好，结构简单、使⽤时效长、渗流⾯积⼤、出油率⾼、作业⽅便等特点。
该产品从内到外由中⼼管、防砂过滤套、不锈钢外保护套等组成。
中⼼管采⽤API标准套管或油管，防砂过滤套可分别⽤⾦属丝编织⽅孔⽹、⾦属丝编织密纹⽹，也可根据实际技术要求为⽤户设计过滤⾯积⼤，可⾃洁、不宜堵塞的滤材结构。
产品可⽤于各类油、⽓、⽔井的防砂，以达到保护井下及地⾯设备的⽬的，提⾼出油率延长油井的使⽤寿命。
性能特点：这种筛管具有极佳的整体强度和抗变形能⼒。
空隙度最⾼可达90%，抗堵塞能⼒强，渗透率⾼、耐⾼温、抗腐蚀、防砂范围⼴，适⽤于各种不同油层。
有效的控制砂的粒径，过滤效率达99.5%.。
使⽤性能可靠，是机械防砂领域中的⾼新技术之⼀。
⼆、以准噶尔盆地出砂分布情况为例予以简要说明浅层稠油藏处于准噶尔盆地西北缘油⽓富集区，属砂岩油藏，由于地层本⾝结构疏松，加上采取的注⾼温⾼压蒸汽的强采⽅式，致使在油⽥开发的同时就伴随着不同程度的出砂，随着开发的延续，出砂井⽇益增多，出砂情况也更趋复杂、加剧。
油井出砂致使油井⽣产周期缩短，油井产量⼤减，甚⾄造成油井停产、报废，严重制约了油井潜能的充分发挥，同时也使开采设备、地⾯⼯艺情况迅速恶化，严重影响了油⽥的⾼效稳产。
三、机械防砂⼯艺应⽤现状1、防砂技术现状及应⽤情况对于出砂油藏，防砂是油⽓藏开采不可缺少的环节，对原油的稳定开采起着重要的作⽤。
进⼊20世纪90年代以来，随着加⼯⼯艺的不断进步以及防砂认识的深化，积极研发出了⼤量的新⼯艺、新⽅法，特别是在机械防砂⽅⾯，取得飞速的发展。
由于机械防砂较化学防砂价格便宜，且对地层⽆污染，⽬前国内外防砂是以机械防砂为主。
浅层稠油所采⽤的机械防砂⼯艺按挡砂程度的不同可分为：机械防砂⼯艺和机械排砂⼯艺。
1.1、机械防砂⼯艺（1）砾⽯充填防砂：将筛管下⼊井内后，⽤⾼渗透砾⽯充填于筛管和套管的环空之间，有的还将⼀部分砾⽯通过射孔孔眼挤⼊周围地层中，形成多级过滤屏障，阻⽌油井出砂。
油气田用各种防砂筛管及工艺技术简介模板
油气田用各种防砂筛管及工艺技术简介模板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。