泡沫金属防砂筛管性能评价试验

常用的机械式筛管在防砂应用中易产生筛管堵塞和冲蚀刺漏破坏。为此,研制了泡沫金属防砂筛管。为综合评价泡沫金属筛管的防砂性能,利用防砂试验平台对筛管开展了挡砂性能试验、耐压强度试验和抗冲蚀能力试验,并与海上目前常用的其他类型筛管开展了对比试验。试验结果表明:泡沫金属筛管具有良好的挡砂效果,过流与抗堵塞能力优异,抗冲蚀能力是其他类型筛管的2～3倍,抗内外压强度指标超出海油应用标准,特别适合海上"三高"油气田高效开发的要求。泡沫金属防砂筛管实现了新材料行业与油田开发防砂领域相结合的技术创新,具有良好的市场应用前景。     

泡沫金属防砂筛管研制及性能测试

海上油气田常用的防砂方式主要为独立筛管防砂和砾石充填防砂，独立筛管防砂主要用于物性较好的储层，砾石充填防砂主要用于物性较差的储层，对于物性介于中间类型的储层，独立筛管防砂失效的风险较大，砾石充填防砂又有些浪费。通过对具有三维立体结构的泡沫金属材料挡砂机理的研究，研制出了一种泡沫金属防砂筛管。通过室内性能测试和井下现场试用，证明泡沫金属筛管的挡砂性能、过流能力、耐堵塞能力和耐冲蚀性能均较好。泡沫金属防砂筛管为海上油气田的防砂提供了一种新的选择。     

金属烧结筛管防砂技术

为解决稠油、超稠油油藏严重出砂的问题,开发了金属烧结筛管防砂技术.该技术克服了砾石充填机械防砂技术施工周期长、难度大、成本高、修井困难及化学防砂技术给油层带来的污染、有效期短的缺点,具有强度高、防砂效果好、适应性强的独特技术优势,其应用规模和范围不断扩大,现已成为解决辽河油田稠油热采出砂问题的主导技术.介绍了该技术的防砂机理、技术特点、现场应用情况.现场应用表明,该工具结构合理,强度高,防砂施工简单,便于后期作业,防砂成本低,防砂有效期长,应用范围广,可进一步推广应用.     

大港油田水平井筛管完井挡砂参数优化研究

针对大港油田防砂筛管完井中筛管挡砂孔径与地层砂粒度中值间缺少一个明确关系式的问题,采用理论模型和室内实验相结合的方法,推导出了挡砂孔径和地层砂粒度中值间的关系式,并通过对比分析发现,挡砂孔径从0.88D50提高到1.27D50,水平井比采油指数会提高30%。现场生产情况统计分析表明,适当放大挡砂孔径既可满足防挡砂需要,又能提高水平井产量。     

防砂筛管滤网介质冲蚀试验及冲蚀速率预测模型

为了研究金属滤网类挡砂介质的冲蚀破坏机理、主要控制因素及其影响规律,基于复合完井筛管中的多层金属滤网挡砂介质,开展了系统的冲蚀模拟试验。研究结果表明：多层金属滤网的冲蚀破坏机理包括正面的啃噬点蚀机理和侧向切削冲蚀机理,冲蚀初期以正面啃噬为主、侧向切削为辅,孔洞形成后转变为侧向切削为主;金属网布冲蚀速率随冲蚀介质流速呈非线性升高,随地层砂粒径中值和含砂体积分数呈线性升高;高精度介质小角度冲蚀速率高于正面冲蚀,而中低精度介质冲蚀速率在40°～60°时最高,正面及小角度时均相对较低;提出的多层滤网挡砂介质冲蚀速率预测模型拟合精度较高,模型考虑了外界冲蚀条件和滤网结构特征,气体携砂与液体携砂时模型的拟合系数分别为0.898 7和0.908 9。所得结论可为多层金属滤网复合筛管的滤网介质冲蚀破坏预测提供参考。     

筛管防砂效果评价系统研制与试验

在油气田开发过程中,随着生产进行往往容易出现防砂筛管堵塞破损导致的井底出砂躺井,严重缩短了油井的生产寿命.该文介绍了以国内海上某疏松砂岩油田为研究对象,建立的一套利用试验手段评价筛管防砂介质防砂效果的装置系统,可以有效地评价疏松砂岩油田不同防砂工艺与防砂筛管防砂介质的防砂效果.该系统设计充分考虑了地层出砂程度、生产压差...     

新型泡沫金属筛管堵塞机理及影响因素试验研究

为了解新型泡沫金属筛管的堵塞机理和优化筛管结构,利用全尺寸防砂试验装置模拟泡沫金属筛管的堵塞过程,采用比采油指数评价筛管堵塞程度,分析不同泥质含量、筛管精度和泡沫金属层厚度下的堵塞程度及堵塞机理。结果表明,表层颗粒架桥是泡沫金属筛管堵塞的主要原因,筛管的比采油指数随泥质含量增大呈指数函数衰减,最终约稳定在0.075 m3/(d·MPa·m),与不含泥质时相比,下降了约78%;泡沫金属层孔径增大,比采油指数随之增大;泡沫金属层厚度增大,比采油指数的变化很小。新型泡沫金属筛管堵塞机理及影响因素的研究结果,为进一步优化筛管结构提供了理论依据。      

适度出砂开采标准金属网布优质筛管防砂参数设计实验研究

利用自行研制的全尺寸大型出砂模拟实验装置,测定了不同防砂参数下利用标准金属网布优质筛管(以下简称筛管)防砂后的流量、压降及出砂量,分析了筛管防砂参数与油井产能、出砂量的关系,并建立了适度出砂条件下筛管防砂参数设计图版.研究结果表明:当依据海上油田传统防砂设计要求出砂量控制在0.3‰以内时,要求筛管防砂参数不大于0.88d<,50>(粒度中值);适度出砂开采时允许出砂量控制在0.5‰以内,此时筛管防砂参数可放大到不大于1.27d<,50>;相对于传统防砂设计,本文防砂参数设计可提高油井产能30%以上.该研究成果目前已成功应用于NB35-2油田.     

膨胀防砂筛管技术及应用

膨胀套管技术是20世纪90年代才兴起的一门节约井眼直径的钻井技术,起源于美国,现已投入实践,收到了很好的效果,而在我国还处于理论探索阶段。它是一种适用于井下防砂的膨胀筛管技术,膨胀防砂筛管实质上是具有一系列串联的、互相交错的轴向割缝的管子,割缝的布置使管柱更易于膨胀。在钻井工业中,对防砂起到了很好的作用,并且可以提高油井的产量。介绍了膨胀防砂筛管的组成及膨胀机理、现场应用情况和所需研究的内容,最后对我国膨胀管技术的发展提出了一些建议。     

多孔隙金属筛管热采防砂性能评价试验研究

多孔隙金属筛管主体挡砂层采用抗高温、耐腐蚀性能优良的金属研制而成,因其特殊的三维立体孔隙结构,筛管具有较强的通透性和过流能力,目前在常规冷采开发油气田适用性良好。为进一步评价筛管在稠油热采条件下的适应性,开展了多轮次蒸汽吞吐防砂模拟试验,模拟筛管在经过多轮次蒸汽吞吐过程中的防砂效果变化情况,分析在多轮次注采过程中筛管内外的压力、温度、出砂量和出砂粒径的变化规律。试验结果表明,经过16个轮次的高温蒸汽吞吐(蒸汽温度350℃、注入压力17 MPa)试验,筛管出砂质量分数在1.86×10^-7%～6.63×10^-6%之间,出砂粒径中值略小于筛管挡砂精度,渗透率保持能力在85.7%左右,筛管整体过流能力和抗堵塞性能保持率良好。试验结果充分证明了筛管在稠油热采油藏开发方面具有良好的防砂效果和过流性能,可为稠油热采工况下油气田防砂完井提供技术参考。     

多层滤网机械防砂完井筛管动态腐蚀试验研究

针对机械防砂筛管腐蚀寿命预测方法尚未形成的问题,采用防砂筛管动态腐蚀评价系统,模拟南海某高温高压气藏条件,对多层滤网机械防砂完井筛管的基管、挡砂介质和外保护罩组件进行了动态腐蚀试验评价,使用平均腐蚀速率评价法对腐蚀性能进行数据分析和评价,建立了多层滤网机械防砂完井筛管腐蚀寿命预测方法。研究结果表明:在CO2分压1.5 MPa、温度160℃及Cl^-质量浓度6400 mg/L的气水腐蚀环境中,筛管不同组件的腐蚀速率有较大差别,基管的腐蚀速率最大,外保护罩次之,两者均为中度腐蚀,挡砂介质腐蚀速率最小,为轻度腐蚀;当CO2分压在0.0~5.0 MPa内增大时,腐蚀速率增长缓慢,当CO2分压超过5.0 MPa后,腐蚀速率随分压增长迅速;虽然挡砂介质腐蚀速度最慢,但由于其较细的金属丝交错结构,导致其寿命最短;CO2分压在1.5~14.5 MPa范围内,筛管总体寿命为5~24 a,平均为10~15 a。研究结果可为高温高压气藏机械防砂完井筛管的寿命预测提供参考。     

可自适应膨胀防砂筛管结构设计及防砂机理研究

在分析油层出砂机理的基础上,介绍了可自适应膨胀防砂筛管的结构组成和防砂机理。外层防护外壳起到保护内层结构和填充砾石的作用,使地层砂在管外形成"砂桥",作为初级挡砂屏障;可膨胀防砂筛网阻挡砾石在筛管膨胀过程中从防护外壳的孔隙漏失,形成第2级挡砂屏障;砾石充填层以砾石作为膨胀介质,可实现可自适应膨胀,并对原油过滤,形成第3级挡砂屏障;内支撑割缝筛管在可自适应膨胀防砂筛管的下入、起出过程中提供支撑,并防止地层砂进入中心管,形成第4级挡砂屏障。该装置综合了可膨胀筛管、砾石充填筛管和割缝筛管的防砂优点,有效地提高了防砂效果。     

割缝筛管防砂技术研究

描述了割缝筛管防砂机理及割缝筛管筛缝宽度的确定方法,研究了割缝筛管与地层充填砂的配伍性。介绍了适用于不同渗流能力的地层的割缝筛管防砂工艺及现场应用情况。割缝筛管防砂技术简单实用,重复利用率高,适用于地层渗透率较高的砂岩油藏、特别是疏松砂岩稠油油藏注汽前一次性防砂,避免了绕丝管结构复杂、大修率高、滤砂管易破损、热采井防砂占井时间长等系列问题。     

膨胀式防砂筛管完井技术及现场应用

膨胀式防砂筛管（ESS）完井技术是近年来发展的一项防砂完井新技术。膨胀式防砂筛管由膨胀式割缝基管、相互重叠的金属滤网和膨胀式割缝保护套构成。其基本原理是在井下通过膨胀工具冷挤压作用使膨胀式筛管变形到所需尺寸,起到支撑井壁和挡砂的作用。文章介绍了膨胀式筛管完井管柱结构及功能,分析了膨胀式防砂筛管完井技术在新疆油田B705井应用的必要性及现场应用情况。B705井是国内陆上油田首次应用膨胀式防砂筛管完井技术的试验井,现场应用表明这项技术工艺上是可行的。     

可自适应膨胀防砂筛管性能评价试验研究

用自主开发的模拟试验装置对可自适应膨胀防砂筛管进行性能评价试验研究和工艺参数优选。试验研究与分析表明,采用可膨胀防砂筛网、砾石充填膨胀层和内支撑割缝筛管构成的复合防砂体系防砂效果明显;筛管砾石膨胀层充填厚度为25~30 mm时,能够保持较好的渗流性能;膨胀层砾石充填压力为15~20 MPa时,膨胀力恰当,能够有效实现筛套之间的零环空,保持较大的渗透率和流量;膨胀层填充砾石与地层砂中值比为7左右时,易于形成稳定砂桥,防砂效果好。可为油田防砂筛管的设计和现场应用提供参考。     

空气泡沫在孔隙介质中的渗流特征研究

泡沫最佳体系为:0.5%的ZY起泡剂(石油磺酸盐)+空气,气液体积比1.2:1。此时的起泡体积400 m L,泡沫半衰期540 s,泡沫视黏度1210 m Pa·s。根据达西定律及质量守恒定律,推导出空气泡沫体系在孔隙介质中渗流时不同测压点的有效黏度μx数学表达式;并根据岩心孔喉直径及泡沫渗流线速度得到泡沫渗流时的剪切速率γ;拟合得到泡沫驱油体系在孔隙介质中渗流时的μx与γ的关系式为μx=Kγn-1,稠度系数K为375.94,幂律指数n为0.33。     

折皱式防砂筛管过流性能测试及评价方法

常规防砂方法在复杂生产条件下极易被储层砂堵塞,从而显著降低其过流性能,为此,研制了折皱式(ZZS)防砂筛管.通过设计开展物模评价试验,将现场典型应用井位生产数据与常规筛管进行对比,论证了ZZS筛管在不同复杂生产条件下的过流性能.试验结果表明:新型折皱式防砂筛管过滤面积大,其筛网材料用量为常规优质筛管的4倍以上,可在一定...     

暂堵泡沫冲砂工艺的研究及应用

提出了暂堵泡沫冲砂工艺的新思路,研制了油溶性暂堵剂BPA和高性能起泡剂CYF-2,该工艺适用于严重负压油井低伤害高效率冲砂,在鄂深6—3井进行了现场应用,取得了较好的效果。该工艺施工简单,降低了作业成本,并且有效保护了油层,对于提高施工质量以及延长油井生产周期有着重要的意义。     

金属塞充填射孔防砂联作技术研究与应用

针对复合射孔防砂技术受地层参数影响、在疏松和致密地层应用效果不理想的问题,研究了金属塞充填射孔防砂联作技术。基于用整体金属塞取代松散颗粒状防砂材料的思路,改变防砂材料的形状与基本参数,实现防粒径0.1 mm以上砂粒的要求。将20目的金属防砂网压制成单体的六瓣中空锥形体金属塞,金属塞射入预定的储层后,充填在套管射孔口和储层的一定深度部位,形成立体的不锈钢网隔砂层,把地层砂遮挡在油层孔道内;研制了金属塞充填防砂射孔装置;研究了射孔、防砂联作一次完成的工艺技术,以取代先射孔再防砂的复杂工艺。锦7块应用金属塞充填射孔防砂联作技术后,油井产出液含砂量小于0.03%,生产正常,1年内没有进行检泵作业。研究结果表明,该技术适用于疏松易出砂地层,防砂效果好,可为油层防砂提供新的技术支持。