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砾石充填防砂gravel pack绕丝筛管/桥式筛管

时候:2013年04月20日 作者:河北海伦点击: Tags:煤油筛管

砾石充填(gravel pack)防砂是操纵最早,也是操纵最遍及的机器防砂体例。经常利用的砾石充填体例有两种: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,防砂成果好,有用期长,对油层产能影响小。经常利用于油井先期防砂,工艺较庞杂,且对油层布局请求具备必然强度,对油层前提请求高(如厚度大、无气、水夹层的单一油层)。别的环境则接纳套管射孔完井后,再停止套管内砾石充填。
砾石充填防砂的施工设想应适合三条根基准绳:一是重视防砂成果,准确选用防砂体例,公道设想工艺参数和工艺步骤,以到达禁止油层出砂的目标;二是接纳进步前辈的工艺手艺,最大限制地削减其对油井产能的影响;三是重视综合经济效益,进步设想品质和施工胜利率,降落本钱。防砂设想要构成一套完全的法式,有益于计划的体系化和规范化,从而进步施工设想的品质。通俗法式为:充填体例挑选->地层预处置设想->砾石设想->防砂管柱设想->携砂液设想->施工工艺设想。
1) 充填体例挑选
按照防砂油层、油井的特色和设想准绳,连系完井范例挑选适合的砾石充填体例。
2)地层预处置设想
按照油层砂样阐发化验的成果和防砂井的详细环境,肯定酸化解堵和黏土不变处置等办法,同时斟酌防乳化、防止重生积淀等题目。这一步对进步施工胜利率、保障油井产能有侧重要的意思。
3)砾石设想
    砾石设想首要包含肯定砾石尺寸、砾石品质节制和砾石用量。
    (l)砾石尺寸挑选
经由进程筛析尝试取得防砂井油层砂样粒度中值 d50后,按照计较公式求得所需用的砾石尺寸,即砾石的粒度中值D50。今朝遍及接纳Saucier公式
D50=(5~6) d50
该公式是在大批尝试根本上取得的,尝试测得的砾/砂粒径比与渗入率的干系曲线如图8-6所示。图8-7为砾石挡砂机理表现图,图中(a)表现D50/d50<6时,砾石与油层砂界面清晰,砾石盖住了油层砂,油气井无砂出产;图中(b)表现6<D50/d50<14时,油层砂局部侵入砾石充填层,构成砾/砂互混,砾石区渗入率降落,虽然油气井不出砂,但产量降落;图中(c)表现D50/d50>14时,油层砂能够自在经由进程砾石充填层,防砂有效。
(2)砾石品质
    为知足防砂工艺请求,对砾石的品质请求首要有:砂砾粒度平均;圆度、球度好;在规范的土酸中的消融度小于1%;砾石试样在水中搅拌后其浊度不大于50度;显微镜察看不发明两个或两个以上颗粒结晶块;知足抗破裂实验请求。
(3)充填砾石用量
砾石充填防砂所用的砾石数目要按照充填部位的体积来肯定。为了保障施工品质,设想用量时要斟酌充足的附加量以进步其防砂成果。
4)防砂管柱设想
防砂施工管柱凡是包含充填东西、出产筛管、旌旗灯号筛管、光管、扶正器等。
(1)绕丝筛管
通俗选用全焊接不锈钢绕丝筛管如图8-9所示。它具备抗侵蚀,寿命长、耐低温、畅通面积大、筛隙外窄内宽呈梯形,具备“自洁”的感化。今朝能加工的最小筛缝为0.1mm。上述长处是财产上遍及操纵的缘由,错误谬误是造价高,相称于同直径割缝衬管的2~3倍。
筛管的裂缝尺寸设想以盖住最小粒径砾石为准绳,按最小充填砾石粒径的 l/2~2/3斟酌。
    肯定筛管直径的准绳是尽能够增大畅通面积,又要保障有充足的砾石充填层的径向厚度,以保障充填层的挡砂才能和不变性。对裸眼充填井,砾石充填环空径向厚度应大于50mm;对管内充填井,应大于25mm。
    筛管的设想长度应跨越产层射孔段上、下界各1.0~1.5m;裸眼完井的筛管长度应跨越扩眼产层上、下界各 l m以上,以便确保筛管瞄准产层,取得筛管的最大操纵率,有益于进步防砂成果。
(2) 旌旗灯号筛管
    旌旗灯号筛管是按照空中施工须要设置的一段筛管。对惯例低密度轮回充填体例,设置上部旌旗灯号筛管;而对高密度挤压充填体例,设置下部旌旗灯号筛管;底部旌旗灯号筛管必须下过油层底界3m以上。其感化是:当旌旗灯号筛管被充填砾石埋葬时,空中泵压会敏捷回升,给施工职员一个旌旗灯号,以便实时转入下一道施工工序。旌旗灯号筛管的裂缝和直径尺寸与出产筛管不异,长度通俗为 l~2 m。
(3) 光管
    防砂管柱上的光管接纳通俗油管或套管,位于出产筛管与旌旗灯号筛管之间,或出产筛管与充填东西之间。其感化是在光管与井筒的环形空间内储蓄一局部充填砾石,由于施工竣事后,已添补的砾石会压实或经由进程炮眼进入油层而使砾石充填的高度下沉,这些储蓄砾石起到补充感化,以防止出产筛管袒露而使防砂生效。
    光管的直径与绕丝筛管的中间管直径不异。光管的长度取决于充填体例,对低密度轮回充填,光管长度通俗为20~30 m;对高密度挤压充填,光管长度不小于出产筛管长度。裸眼完井的光管段不宜设想在上部手艺套管内,只能设想在裸眼段内,如许,光管与井眼之间的环空能够贮存更多砾石。



(4)扶正器
防砂施工管柱应操纵扶正器,以保障管柱在井筒内居中,使筛管四周平均地充满充填砾石,构成靠得住的挡砂樊篱。通俗请求管柱的居中度不低于67%,须要在管柱上加装充足数目标扶正器。对垂直井,扶正器间距为5~8m,对井斜大于45°以上的定向井,扶正器的间距应小于3m。并且倾角越大,扶正器的间距越短。
(5)充填东西
按充填工艺的须要,经常利用的砾石充填东西的布局可分为三种:一是下冲法充填东西,工艺请求先把砾石投入防砂井筒,下入有下冲喷头的防砂管柱,从油管内泵入任务液,打击砾石使其悬浮在井筒中,管柱得以逐步下放,以后砾石沉降在管柱四周构成挡砂樊篱;二是反轮回充填东西,任务液和沙浆从油套环空泵入井底,砾石留在筛管四周,返出液进入筛管从油管内返出空中;三是转换充填东西,任务液和沙浆从油管泵入井底,经由进程转换东西使返出液从油套环空返出空中。
    下冲法充填工艺,其东西简略,但易构成砾石巨细分级景象,只合用于浅井和薄层段;反轮回充填工艺,其东西较为简略,但沙浆易受套管内壁杂物的净化,使充填体渗入率降落,且套管柱必须蒙受充填压力,携砂液流速率低,用液量也较大,是以应尽能够罕用;转换充填东西可防止对沙浆的净化,套管也不用蒙受充填压力,携砂液流速率高,用液量也小,是比拟抱负的充填体例,但其东西布局庞杂、品种多、功课难度大。
5)携砂液的挑选
    砾石充填用携砂液请求与别的完井和修井液一样,必须对油层既无危险又能到达操纵目标,是以它在固相颗粒含量与颗粒巨细、与油层产液和油层矿物的配伍性、反映天生物不梗塞油层孔隙等方面均有规范。携砂液品种和用量应按照油井的详细环境和工艺请求停止挑选和设想。
6)施工工序设想
      施工工序设想包含防砂全进程的各个施工步骤、施工工艺参数及响应手艺请求,施工东西的规格、数目和施工设备的型号、数目等。惯例井管内砾石充填工工序以下:
(1)防砂筹办:基液过滤->配酸->压井->射孔->冲刷孔眼->井筒刮管、热洗。
(2)预处置:下管柱->试压(求接收才能)->挤入前置液->挤酸液(或黏土不变剂)->泵入顶替液->关井反映->起出管柱。
(3)砾石充填:下防砂管柱->洗井(正洗或反洗)->加砂;替砂泵->泵入顶替液->洗井->东西丢手、起出管柱。
(4)投产:下出产管柱,开井出产。
施工进程中应严酷遵照有关井下功课规程和宁静划定,并严酷手艺监视,以确保防砂施工品质和成果。

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