愛華網(wǎng)???? 遼河油田地質(zhì)結(jié)構(gòu)復雜，斷層異常發(fā)育，油品類型多，同時多套油氣層并存，油層埋藏淺，尤其是油田進入開發(fā)中后期以來，油井工況復雜、生產(chǎn)中出砂嚴重，造成油層近井地帶地層虧空大；特別是油層出砂井各層位開發(fā)時間、地層壓力、生產(chǎn)能力、滲透率各不相同[1]，再加上隨著稠油多輪次注、采工藝技術的成功應用，致使套管徑向應力發(fā)生明顯變化，造成大部分油井套管變形、錯斷，損傷，導致油井出砂[2]。由于常規(guī)的油井防砂生產(chǎn)管柱在套損出砂井中應用，篩管無法正常起下作業(yè)(套管變形、錯斷)，區(qū)塊大修施工井次逐漸增加。 以往的機械防砂管柱，由于部分過濾單元墊片、外罩以及篩管本體內(nèi)擋環(huán)等強度不夠而脫落，致使油井防砂無效；為減少大修井次，保護套管、提高施工一次成功率，降低作業(yè)成本，機械防砂技術必須有針對性地研制開發(fā)出新型防砂篩管，保證防砂有效期長及其安全性的目的，為稠油出砂井正常生產(chǎn)創(chuàng)造安全、可靠的工作條件。 1. 防砂原理 新型篩管完井防砂工藝技術是利用丟手封隔器與防砂篩管組成防砂管柱在油井作業(yè)后下入井下，使篩管正對生產(chǎn)油層段，通過封隔器坐封丟手，使篩管留在油層段，形成一個井下防砂管柱系統(tǒng)。篩管是以鋼管為基管，采用激光在基管上按一定規(guī)則割成若干條縫，從而形成濾砂屏蔽[3]。當攜砂流體流經(jīng)濾砂屏蔽時，該篩管能使原油及小于0.1mm的細粉砂通過，并隨油流排出井筒，起到防砂過濾的作用。 2. 割縫篩管的研制 割縫篩管是以鋼管為基管，并按一定規(guī)則進行割縫，形成的防砂篩管。由于防砂工藝技術及保護套管的需要，要求承受井下高溫、高壓的惡劣條件，其中管柱承壓能力是一項重要的技術指標，同時篩管的過流能力是關系到油層防砂后油井產(chǎn)能的一個關鍵的技術參數(shù)，因此篩管的參數(shù)設計，關系到防砂效果的好壞。 A.割縫的設計 篩管割縫方向的選擇。室內(nèi)研究著重從篩管的布縫方式、布縫長度、布縫寬度、布縫數(shù)量等方面進行理論計算和實驗，以確保最佳的篩管布縫參數(shù)。在套管上割縫方式可分為軸向(縱向)割縫、斜向割縫和周向(橫向)割縫三種，最終選擇了軸向 (縱向)割縫。割縫篩管割縫的幾何分布形式主要有直線平行排列，交錯排列和螺旋排列三種（見圖1），從實驗數(shù)據(jù)表明：承受軸向拉力和周向應力最大的為平行割縫，故選擇平行割縫，即軸向平行割縫篩管。 篩管材質(zhì)的優(yōu)選。防砂施工中井下管柱承受壓力，對管柱強度要求是首要的。針對以往出現(xiàn)的普通材質(zhì)篩管在井下易損壞的問題，優(yōu)選材質(zhì)為P110的φ139.7mm套管作為割縫管基管。 B. 篩管強度的實驗 通過軸向壓力和徑向壓力實驗，檢驗布縫數(shù)、縫間距以及布縫方式對篩管強度的影響，確定布縫方式[4]。從表1、2實驗數(shù)據(jù)中可以看到，軸向壓力、布縫數(shù)對篩管強度影響較小，縫間距和布縫方式對篩管強度影響大，平行縫篩管比交錯縫篩管強度高。因此在滿足生產(chǎn)要求的前提下選擇平行布縫篩管。 最終經(jīng)過室內(nèi)試驗確定： 1）割縫篩管外徑Ф139.7mm， 2）縫寬0.1--0.3mm， 3）縫長：70mm， 4）每周布縫24個； 5）篩管內(nèi)通徑Ф120mm， 6）防砂粒徑大于0.1mm。 7）抗拉強度：1960KN， 8）抗擠壓強度381.3 kg/cm2 9）耐溫：350℃ 10）過流面積：50.40cm2 C. 割縫篩管的技術特點 a)單層整體結(jié)構(gòu)，強度高、剛度小能夠?qū)ιa(chǎn)套管起到一定的保護作用；篩管的通徑大，便于采油生產(chǎn)與后期打撈作業(yè)。 b)采取軸向布縫，不會因彎曲而導致篩逢尺寸不均。 c)采用最先進的割縫技術，縫寬均勻一致，精度高，公差±0.05mm。 d)在縫的表面被“淬火”，所以可形成0.3mm厚的高強度耐腐蝕表面，使縫的強度提高，有利于長期生產(chǎn)。 e)可根據(jù)現(xiàn)場實際需要，加工成任意幾何形狀的縫。 f)可應用在各種變形井中，極大地提高了防砂的成功率，不易對油氣井產(chǎn)生淤堵現(xiàn)象，滲透性好，擋砂能力強。 g)易打撈，對地層無污染，施工周期短，有效期長，成功率高，適用的范圍廣，是一項經(jīng)濟實用型防砂技術。 3. 典型井例
油藏特點。杜32塊開發(fā)層系為S1+2、興Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ組，油藏埋深平均800～1100m，地層結(jié)構(gòu)疏松，滲透率1200～2400×10-3μm2，粒度中值0.2～0.38 mm，泥質(zhì)含量4.6%，原油粘度高10×104mPa·S，屬于極易出砂地層。 出砂情況。杜84、杜32塊隨蒸汽吞吐輪次的增加，油井出砂嚴重，套損井的數(shù)量逐年增多，到2010年共有生產(chǎn)井數(shù)650口，套損井累積達到404口，占總井數(shù)的62.10%，嚴重制約了油井的正常生產(chǎn)。 現(xiàn)場試驗。杜32-46-56井，生產(chǎn)層位為興Ⅳ＋Ⅴ組，完井日期：1999年12月11日，完鉆井深1052.00m，需防砂井段：901.2～943.9m ,厚度為27.5 m/2層，套管規(guī)范：Φ177.8 mm；共吞吐完10輪，累計注汽22764t，累計產(chǎn)油13273t，累計產(chǎn)水17309 m3，油氣比0.58，回采水率1.3。2009年8月22日8輪轉(zhuǎn)抽下Ф154鉛印打印至909.78米，鉛模底部刮掉一角，周圍有多道刮痕Ф154鉛模變形直徑125—155mm，印痕顯示套管錯斷。該井出砂嚴重，停產(chǎn)，轉(zhuǎn)大修作業(yè)。經(jīng)過對油井砂樣的篩選，分析，通過粒度中值曲線，確定該井粒度中值為0.243mm，于2010年8月21日進行現(xiàn)場施工，該井采用材質(zhì)為P110，Ф139.7mm割縫篩管防砂技術防砂，防砂粒徑0.2mm。管柱下入一次成功，施工過程順利。目前該井施工后一直連續(xù)生產(chǎn)，無因砂卡檢泵現(xiàn)象發(fā)生，生產(chǎn)正常，日產(chǎn)油：5.7t，含水39.9%，截止2010年底累計產(chǎn)油：615.9t，防砂效果明顯。 4. 結(jié)論 新型防砂篩管技術將油井防砂與套管加固，預防套變有機結(jié)合，降低成本，防砂增產(chǎn)，技術國內(nèi)領先。適應于稠油注汽開采、出砂嚴重區(qū)塊的油井防砂和套損井、套損修復井、側(cè)鉆井的防砂。該技術性能可靠,有效期長，經(jīng)濟效益高，是目前解決套損井防砂的主要技術。根據(jù)套損修復井防砂生產(chǎn)現(xiàn)場實際應進一步加強室內(nèi)試驗研究，在保證篩管各項技術指標的前提下，降低篩管加工成本。 參考文獻 [1]孔祥言.高等滲流力學.中國科學技術大學出版社,1999 [2]小喬治.O.蘇曼等編著. 錢武鼎,朱遂遠譯.防砂手冊.石油工業(yè)出版社 [3]張 琪.油藏工程與采油工藝基礎（上、下冊）. 石油大學出版社 [4]李賓元.油層出砂機理研究[J]. 西南石油學院學報, 1994
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