防砂设备理论知识培训分解

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2、开发因素
人为的开发因素造成油、气井出砂。这些因素有的可 以避免,有的不可能避免。 不恰当的开采速度以及采油速度的突然变化,落后的 开采技术,低质量和频繁的修井作业,设计不良的酸 化作业和不科学的生产管理等造成油气井出砂,这些 都应当尽可能避免。 随着油、气田开发期延续,油、气层压力自然下降, 储层砂岩体承载砂砾的负荷逐渐增加,致使砂砾间的 应力平衡破坏,胶结破坏,造成地层出砂,这种出砂 不可避免。
防砂方法及原理
二、水充填防砂机理
射孔段水充填机理 :
在油井中下入防砂管柱(筛管、盲管、冲管、封 隔器等)后,进行水充填防砂施工工艺,在防砂管柱 外部(包括炮眼和地层近井地带)充填砾石,建立人 工防砂屏障,阻止地层砂随生产流体流出地层。(见 下图)
防砂方法及原理
二、水充填防砂机理
射孔段中携砂液 无漏失充填
3、挤注测试
在循环位置关闭万能BOP和环空返出阀门分别以 2bpm—10bpm的排量试挤并记录相应排量下的泵压及套 压。 在得到最后的挤注压力后,迅速停泵,观察压降曲线。 注:每个阶段测试时间为2分钟,压力需基本保持工
步 骤
(1)在循环充填位置,根据试挤结果确定防砂泵的排量, 环空返出为1.0-2.0 bbl/min,环空压力应低于地层的破裂 压力及隔离封隔器允许的最大压力。 (2)在循环过程稳定后,按照设计砂比进行加砂。 (3)出现脱砂压力(超过正常充填压力1000psi)后停 止加砂,并记录脱砂压力和脱砂排量。保持泵压缓慢以逐 级方式降低泵速至1BPM,停泵。
设备及作业流程简介
流程示意图
设备及作业流程简介
1、防砂泵动力端与液力端连接。
2、混砂橇动力端与供液橇、混配端液压管线连接。 3、仪表橇、沉砂池动力电源连接。
注:出海前在陆地做好设备的模拟作业调试工作;启动前检查柴油机的液压油、机 油、柴油及冷却水的液位应符合要求,设备的各个阀门处于工作状态或关闭状态。
防砂方法及原理
1、0°-45°直井或斜井水充填
该范围直井或斜井水充填效果不会因角度变 化而产生影响,充填液浓度保持一定,筛管 和环空有足够的携砂液漏失到射孔段中,能 够将炮孔充填密实。砾石在筛管和环空中充 填沉降的先后顺序不因井斜角变化而变化, 但随井斜角度增大,砾石向充填套管内较低 的部位。(见下图)
防砂方法及原理
2、45°- 60°定向井水充填
防砂方法及原理
3、60°井斜充填段 第一层,砾石从底部向上,沿筛管和套管环空底部 一侧充填。第二层,从上部沿着第一层向下充填到 底端,以后各层与第二层充填方向相同,直至套管 上边从下部向上端全部充填完毕为止。(见下图)
防砂方法及原理
3、60°井斜充填段
高速微压裂水充填 :充 填压力略高于地层破裂压 力,而且充填的是射孔孔 道,并能制造和充填一些 小的裂缝。
充填方式的选择
充填方式的选择
影响砾石充填因素
泵速Q 冲管直径 筛管形状 漏失量 砂浆浓度
充填方式的选择
砂柱高度的计算公式
根据充填各参数,利用达西公式,计算充填在筛管 以上管柱与套管环空的砂柱高度
完井的定义及分类
砾石充填完井:是最有效的早期防砂完井方式,主 要用于胶结疏松、易出砂的砂岩油藏,特别是稠油 砂岩油藏。分套管砾石充填和裸眼砾石充填完井, 在渤海油田完井中,套管内射孔和砾石充填防砂完 井所占比例较大,裸眼砾石充填完井和裸眼特殊筛 管完井等方式。
多级复合完井:根据油藏的具体特点选用以上多种 完井方式的组合。
设备及作业流程简介
设备情况简介
防砂泵参数: 最高工作压力:72MPa 最大工作排量:2.07m³ /min 设备尺寸(m)/重量(T):柴油机4.50*2.40*2.70/8.9 泵头2.85*2.40*2.70/7.1
设备及作业流程简介
设备情况简介
混砂橇参数: 额定功率: 300HP (224kw) 吸入排量:20bbl/min(3.2方)清水 排出流量:30bbl/min(4.8方)清 最大输砂量: 862/min(1900bl/min) 设备尺寸(m)/重量(t): 动力撬:3.22*2.00*2.52/5.38 加砂撬:2.80* 2.00*3.20/3.41 供液撬:1.92*1.15*1.16/0.92
出砂机理和导致的问题
1、先天性原因
先天性原因是指砂岩地层的地质条件,也就是砂岩地 层含有胶结矿物数量的多少、类型的不同和分布规律 的差异,再加上地质年代的因素,就形成了砂岩油、 气藏不同的胶结强度。一般来说,胶结矿物数量多, 类型好,分布均匀,地质年代早,砂岩油、气藏的胶 结强度就大,反之就小。
出砂机理和导致的问题
5、反循环冲砂
一旦底层充填达到脱砂压力,立即给环空加压500psi, 同时立即将工具上提到反循环位置,方井口倒反循环流程, 开泥浆泵大排量反循环洗井,直至将钻杆里的砾石全部清 洗干净为止。
充填方式的选择
高速水充填 所谓高速水充填是指以盐水或低黏度液体作为挟砂液 ,在高泵速下将充填液顶入地层,砂子留在地层射孔 孔道和小的裂缝里。高速水充填分为两种 :
充填方式的选择
2 md damage 100 md reservoir Perforations
高速水充填:充填压力低 于地层破裂压力,而且仅 仅是充填射孔孔道
防砂设备理论知识培训
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目 录
完井的定义及分类 出砂机理和导致的问题 防砂方式及原理 充填方式的选择 设备及作业流程简介 作业应急预案
完井的定义及分类
衔接钻井工程与采油工程而又相对独 立的工程,是从钻开油气层开始到下套管 注水泥、固井、射孔先期防砂,下生产管 柱、排液,直至投产的一项系统工程。
设备及作业流程简介

1、反循环测试
底层隔离封隔器座封/验封完成后,上提管柱至反循环位 置关万能BOP用泥浆泵做反循环测试。记录反循环泵速 (2、4、6、8BPM)和泵压(PSI)。

步 骤
2、循环测试
下放管柱至循环充填位置(环空保持打开状态)用防砂 泵进行正循环测试,记录泵速为2.0bpm, 4.0bpm, 6bpm, 8bpm,时的循环压力。
海上油田由于其特殊性,钻完井的工 作界面在于从固井结束开始。因钻完井的 一体化的实行,目前这种界面正在消失!
完井的定义及分类
射孔完井:能有效地封隔含水夹层、易塌夹层、气 顶和底水;能完全分隔和选择性地射开不同压力、 不同物性的油气层,避免层间干扰;能具备实施分 层注采和选择性增产措施的条件。 裸眼完井:油气层完全裸露,具有最大渗流面积。 不能阻挡油层出砂、不能避免层间干扰,也不能有 效地实施分层措施。适用于岩性坚硬、井壁稳定、 无气顶或底水、无含水夹层的块状碳酸岩或硬质砂 岩油藏,和层间差异不大的层状油藏。
设备连接
检查保养
现场调试
设备及作业流程简介
4、流程管线连接、加水、通水。 5、设备启动检查。 6、数据采集系统测试。 7、试压作业。
作业前设备启动检查
探井防砂作业曲线
设备及作业流程简介
根据批准的高速水充填泵送程序和相关作业单位召开作业前安全会,进行技术 交底,交底内容应包括但不限于:泵送程序、充填液用量、最大地面压力、地 面管线连接及试压、地面自动放压阀的设定压力、座封验封封隔器、防砂作业 安全风险分析、防砂作业应急预案等,明确各个岗位责任。
防砂方法及原理
一、防砂方法分类
传统的防砂方法主要有以下几种:
砂拱防砂
机械防砂
化学防砂
焦化防砂
防砂方法及原理
一、防砂方法分类和原理
目前我们渤海地区采用的主要是机械防砂。机械防砂 一般分为两类,一类是下入预充填防砂管柱挡砂。这 种防砂方法简便易行,但效果差,寿命短。原因是防 砂管柱的缝隙或孔隙易被进入井筒的细地层砂堵塞。 另一类是下入防砂管柱后再进行充填,充填材料一般 是砾石。这种防砂方法能有效的把地层砂限制在地层 内,并能使地层保持稳定的力学结构,防砂效果好寿 命长。这种防砂方法也是我们目前使用最多的方法。
设备情况简介
沉砂池参数: 沉积罐容量:6方(内置金属筛网) 离心泵排量:16BBL/min(2.67方/分) 电机电压/功率:380V/22KW 尺寸(m):3.10*2.30*2.50 重量(T):3.3
设备及作业流程简介
设备情况简介
高压管汇参数: 额定压力:105Mpa 尺寸(m):1.72*1.65*0.70 重量(T):1.2
目 录
完井的定义及分类 出砂机理和导致的问题 防砂方式及原理 充填方式的选择 设备及作业流程简介 作业应急预案
出砂机理和导致的问题
一、出砂机理
地层出砂没有明显的深度界限,一般来说,地层应力 超过地层强度就有可能出砂。地层强度决定于地层胶 结物的胶结力、圈闭内流体的粘着力、地层颗粒物之 间的摩擦力以及地层颗粒本身的重力。地层应力包括 地层结构应力、上覆压力、流体流动时对地层颗粒施 加的推拽力,还有地层空隙压力和生产压差形成的作 用力。由此可见,地层出砂是又多种因素决定的。主 要可以分为先天原因和开发原因。
出砂机理和导致的问题
二、出砂导致的问题
油、气井出砂是石油开采遇到的重要问题之一。如果 砂害得不到治理,油、气井出砂会越来越严重,致使 出砂油、气井不能有效的开发。出砂的危害主要表现 在以下三个方面:
减产或停产作业 地面和井下设备磨蚀 套管损坏、油井报废
目 录
完井的定义及分类
出砂机理和导致的问题 防砂方式及原理 充填方式的选择 设备及作业流程简介 作业应急预案
设备及作业流程简介
设备情况简介
仪表橇参数: 排量通道:6个 砂量通道:2个 压力通道:4个 采集最大压力:105Mpa 电压/功率:220V/7KW UPS能力:断电时零时间切换至 电池供电,可满足50min持续电源。 设备尺寸(m):3.00*2.50*2.60 设备重量(T):3.57
设备及作业流程简介
设备及作业流程简介
人员配置情况
序号 1 2 3 4 5 6 7 岗 位 数量
1 2 1 1 1 1 2 防砂队长 泵主操 混砂主操 数据采集工程师 机械师 电气师 防砂作业助手
设备及作业流程简介
1、位置示意图
2、设备摆放位置要求场地平整,视野开阔,保证作业时,操作人员 能很好的观察现场环境。 3、原则上设备摆放采用分散摆放,(可根据场地大小进行调整)。 4、柴油机和控制室应垫上枕木,减少运转时产生噪音,防止产生静电。
防砂方法及原理
1、0°-45°直井或斜井水充填
防砂方法及原理
2、45°- 60°定向井水充填 45°- 55°,第一层,从上端向底部充填,砾石 先充填筛管和套管环空较低的一边。第二层,再沿 环空底端向上充填。第三层与第一层相同,依此类 推,直至筛管和套管的环空最上部,从底端向上端 全部充填密实。(见下图)
防砂方法及原理
4、60°-110°水充填
目 录
完井的定义及分类
出砂机理和导致的问题 防砂方式及原理 充填方式的选择 设备及作业流程简介 作业应急预案
充填方式的选择
根据地层的不同情况,现在渤海地区防砂一般采取三 种充填方式:
压裂充填:所谓压裂充填是指通过人工方法在井筒周 围受伤害地层里制造一条裂缝,然后在这条裂缝里填 满砂子,通过这条裂缝将井筒和未受伤害地层连接起 来。从而达到增产的一种方法。(见下图)
△P=泵压与环空压力之差 ——(psi) ;Q=最终泵 排量 ——(bpm) A=盲管与套管之环空体积 —— (ft2/ft) ; K=砾石砂渗透性 ——(darcy) ρ =携 砂液浓度 ——(ppg) ;μ =携砂液粘度 ——(cps )
目 录
完井的定义及分类
出砂机理和导致的问题 防砂方式及原理 充填方式的选择 设备及作业流程简介 作业应急预案
防砂方法及原理
4、60°-110°水充填 65°-70°定向井,砾石先沉降出一个砂丘,携砂 液在砂丘后依次沉降,最后充填砂丘上面的空间。 如果携砂液在炮孔中的漏失量少,或携砂液返回冲 管的液量大,那么在60°-110°定向井中的形成 砂丘后,不再向后充填,而形成后面的孔穴。 D冲管/d筛管=0.5 , 泵速Q=0.5-1.0 BPM, 不能 有效充填筛管和套管的环 空。 流速大于 1ft/s , D冲管/d筛管=0.75, 砾石 N< 1.0bbl/gal,充填效果好。
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