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。     

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。     

膨胀筛管防砂技术及其在渤海湾油田的应用

膨胀筛管防砂技术是最近几年内出现的一种新型完井工艺，即在套管的射孔段或裸眼的目的层段下入膨胀筛管，然后膨胀在井壁或套管内壁用来防砂。详细介绍了膨胀筛管管串的组成、筛管的结构原理、筛管的膨胀工具的结构和膨胀原理、筛管防砂机理等，在介绍膨胀筛管防砂技术在渤海湾油田的现场使用情况的基础上，对该技术的现场应用进行了风险分析。     

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。     

膨胀筛管防砂技术研究

膨胀筛管技术是一种新兴的防砂技术,介绍了大通径膨胀筛管悬挂器、带有割缝的膨胀螺纹及具有变径功能的膨胀工具等膨胀筛管的几个关键技术。大通径膨胀筛管悬挂器能够确保变径膨胀工具的顺利下入,带有割缝的螺纹膨胀后与筛管本体具有一样大小的内径,变径膨胀工具使得膨胀筛管可以紧贴井壁,减少砂粒的运移和冲蚀。膨胀筛管技术在两口套损井中的防砂应用表明,在满足选井条件的情况下,采用膨胀筛管可以获得较好的生产效果,筛管膨胀后紧贴套管内壁,膨胀后筛管内径比普通筛管内径大,有利于增大泄油面积,提高油井产量。     

可膨胀防砂筛管和胀管工具的开发与试验

许多传统的防砂完井技术都有其弱点 ,不但显著地影响井眼的稳定性 ,比如容易发生井眼坍塌使筛管损坏等 ,而且完井成本也较高。为此开发研制了新型完井技术———可膨胀防砂筛管完井工艺。新型防砂筛管可以胀大到井眼内径大小 ,通过增加筛管表面积降低筛网内外的压降来提高生产率。另外 ,筛管胀大过程也有助于稳定井眼 ,使出砂的可能性降至最低。在许多井中 ,应用新型防砂筛管可以不用砾石充填 ,与常规筛管相比 ,具有更大的生产内径。各种试验包括 :筛管膨胀试验、筛管爆裂和挤毁试验、胀管工具测试和系统整体试验。     

膨胀筛管螺纹连接技术研究

螺纹连接技术是膨胀管的核心技术之一,突破该技术对膨胀筛管技术的研究具有至关重要的意义。利用ANSYS软件对带有割缝的倒钩齿螺纹进行有限元计算,得到螺纹膨胀变形后的有限元分析结果,找出模拟螺纹结构的设计缺陷,提出了相应的解决方法,并对改进后的膨胀筛管螺纹进行了膨胀试验、抗拉试验、井下模拟试验及管内防砂试验。试验结果表明,膨胀筛管螺纹采用配合槽和销钉紧固设计,能够较好地满足筛管连接及膨胀要求,可以作为膨胀筛管的连接螺纹。     

可自适应膨胀防砂筛管膨胀机理研究

提出了可自适应膨胀防砂新理念,在介绍其基本结构的基础上,对可自适应膨胀防砂筛管的膨胀机理和施工工艺进行了分析,为可自适应膨胀防砂筛管的现场应用提供了理论支持。     

膨胀筛管完井产能评价

结合理论分析和实验研究了膨胀筛管完井后产能,并对比了一般机械防砂方式,以独立筛管完井和砾石充填完井为例进行了对比计算。结果表明,膨胀筛管完井在套管井中其产量优势不明显,而在裸眼完井中产量较一般机械防砂方式优势明显。     

热采井砾石充填防砂筛管外挤受力分析及应用

筛管外挤力研究分析是筛管砾石充填防砂热采井筛管强度校核和入井防砂管柱设计优化的基础。国内外对筛管外挤力的研究较少,尚缺乏相应的解析计算方法。温度膨胀效应和接触应力约束作用是热采防砂井筛管-砾石层界面变形的制约因素。文中首先建立了温度效应造成的砾石层-地层系统内径变化计算模型和筛管外径变形模型,然后借助Lame方程求解得到筛管-砾石层界面位移与外挤力之间的关系曲线。综合考虑温度膨胀效应和接触应力约束作用,提出了热采井筛管外挤力计算的筛管-砾石层-地层耦合模型,并采用图版法求解筛管外挤力。实际计算表明,当井底温度达到350℃时（井底升温300℃）,温度效应造成筛管-砾石层界面位移为1.855 mm,该位移条件下的筛管外挤力为17.78 MPa。该成果可为热采防砂井筛管强度校核及砾石充填施工提供依据。     

水平井防砂管柱强度计算

针对疏松砂岩油藏水平井利用滤砂管进行防砂的现状,文章根据力学理论详尽分析了防砂管柱在井下的受力情况,并进行了强度计算(包括弯曲强度、压弯强度和抗拉强度).     

胜利油田稠油油藏水平井防砂工艺技术及应用

介绍了目前胜利油田稠油油藏主要应用的防砂技术,主要为水平井滤砂管防砂技术以及管内水平井砾石充填工艺技术。水平井滤砂管防砂技术具有施工工艺简单、周期短、成本低、对地层伤害小的特点;采用大通径滤砂管,将隔热管下至防砂管中部或底部,提高注汽效果。水平井砾石充填防砂工艺技术充填层渗透性好,产生的附加压降小,能最大程度发挥水平井产能,克服了滤砂管因粉细泥质砂堵塞而使油井产能下降的问题。介绍了两种工艺技术的特点、管柱组成以及在胜利油田的应用情况。     

筛管压溃强度计算公式及适用性

针对筛管受地层中围压作用压溃失效缺乏通用计算分析模型的问题,利用ABAQUS软件建立了考虑初始椭圆度影响的平行布孔筛管有限元模型,研究外压作用下筛管的压溃行为。通过与文献中的实验结果对比表明,该有限元模型可准确地预测筛管的压溃强度。基于不同几何特征、材料特性以及布孔参数等筛管压溃强度数值模拟结果,建立了筛管压溃强度的简化计算公式。利用该计算公式,计算不同几何尺寸和材料属性的筛管压溃强度,与实验结果相比平均误差为7.0%。为了便于工程应用,分析了利用DNV,API等标准规范确定该公式中筛管对应的布孔前套管的静水压溃强度的可行性。结果表明,所建立的防砂筛管压溃强度计算公式可为实际工程中防砂筛管的强度预测与参数优化提供理论支持。     

渤海油田人工井壁防砂工艺的研究及应用

渤海油田储层多为疏松砂岩,时常出现油水井筛管破损失效出砂的现象。针对上述问题,开展了筛管破损修复方面的研究,开发出了人工井壁防砂二次修复工艺。该工艺采用挤注的方式将覆膜砂通过筛管破损口挤注到出砂亏空地层,通过热流体循环加热,塑造一层具有防砂功能的人工井壁。现场试验证明,无需测试筛管破损点就可完成人工井壁防砂,对筛管完成二次修复,且防砂效果良好。人工井壁防砂工艺避免了筛管破损大修或者侧钻作业,提高了作业效率,节省作业成本。     

膨胀筛管防砂技术的研究及应用

膨胀筛管防砂技术是针对稠油、超稠油油藏研究的一种新技术，可以实现筛管的径向膨胀和收缩，消除套管与筛管之间的砂环，延长筛管防砂有效期，解决打捞作业困难问题。室内实验和现场试验证明了该技术具有良好的膨胀收缩性能，施工简便，打捞作业容易，防砂生产效果明显，具有良好的应用前景。     

月东油田防砂管柱打捞工艺及工具研究与实践

月东油田存在修井机能力不足、打捞工具不匹配及筛管砂卡严重等问题。为此,分析了月东油田筛管失效状况和防砂管柱打捞难点,研究出了筛、套环空冲砂工艺及冲砂专用工具及筛管悬挂器专用打捞工具,改进了井下液压拔卡装置及井下水力切割工具,并针对每口井井况,制定了合理的打捞技术方案。现场实践表明,研制的防砂管柱打捞工具效率高,成功完成了20多口井的防砂管柱打捞,解决了月东油田作业设备受限条件下防砂管柱打捞难题。     

Ф177.8mm套管注水井分层防砂偏心分注技术

针对机械防砂空心分注技术存在防砂后通径小、分注级数少、投捞测配繁琐等问题,进行了大通径分层防砂和小直径偏心定量分注工艺研究,形成了?177.8mm套管注水井分层防砂偏心分注技术。该技术分层防砂达到3段,留井防砂管通径可达108mm,分层注水管柱内通径46mm,可满足验封、定量配水、斜井投捞测配等要求,为易出砂地层分注工作提供了一种防砂可靠、分注级数多、投捞测配简单的技术思路。     

金属棉优质筛管适度防砂实验研究及应用

利用优质筛管适度防砂,可改善储层物性,防止防砂层堵塞,提高产能。使用自行研制的出砂模拟实验装置,测定了不同类型筛管在不同防砂精度条件下的流量、压降、油中含砂量（出砂量）等参数,分析了筛管堵塞机理,以及金属棉优质筛管防砂参数对生产压差的影响规律。研究结果表明：生产过程中油井间歇性出砂时,金属棉过滤介质能够在外力作用下发生位移变形,表面形成的低渗砂层也会发生变化,堵塞状态会受到一定程度的破坏;所以抗堵塞能力优于其他类型的优质筛管。相同挡砂精度条件下,金属棉优质筛管的堵塞压力比其他类型优质筛管低70%左右。