国外防砂新技术(最终稿)
超分子固砂剂QH的抑砂性能室内评价
超分子固砂剂QH的抑砂性能试验评价摘要：超分子固砂剂QH是使用超分子化学技术合成的一种固砂剂。
通过室内试验研究石英砂粒径、含油量、温度、处理量及冲砂排量对QH抑砂能力的影响，评价了其抑砂能力，研究结果表明超分子固砂剂QH是一种高性能的化学固砂剂。
关键词：超分子固砂剂；抑砂；渗透率；石英砂1. 超分子固砂剂QH简介超分子化学可定义为由多个分子通过分子间弱的相互作用而形成的有组织的超越分子的化学。
使用超分子化学技术合成的新型超分子固砂剂QH具有智能化作用，分子在水溶液中识别、组装后对含羟基表面和负电表面的固体产生强吸附，在石英基表面进行自组装形成一种超分子自组膜，这种超分子自组膜通过非共价力与含有羟基，负电中心的石英砂和粘土进行粘结并自身进行重组、收缩，从而将石英砂或粘土粘结成块团，同时脱出水分子，由于水的存在使形成的团块具有丰富的孔道（水为造孔剂）。
本文通过室内试验对超分子固砂剂QH的抑砂性能进行室内模拟研究。
2. 超分子聚合物QH的抑砂性能室内评价2.1实验材料实验用的超分子固砂剂QH的性能指标见表1。
实验用石英砂产地为福州，粒径范围为0.1～0.8mm，SiO2含量为99.88%。
实验用的模拟地层水水型为CaCl2型，pH值为6.4,总矿化度为67528 mg/L，离子含量见表2。
试验用原油为稠油，粘度16300mPa.s（50℃），非烃36.37 %，沥青质10.46%。
表1 超分子固砂剂QH性能指标表2 地层水离子含量（mg/L ）2.2 实验装置抑砂评价试验装置见图1。
2.3 实验方法利用抑砂评价试验装置对QH 的抑砂能力研究石英砂粒径、含油量、温度、处理量及冲砂排量对QH 抑砂能力的影响。
试验岩芯制作后，从有筛网一端用3mL ·min -1的流量饱和地层水2V p ，并测出岩芯渗透率k ，再反向注处理液1.5V p ，静止反应2h ，再测定砂管的渗透率k ′，计算渗透率下降分数η＝（k-k ′）/k ×100%，然后垂直放置冲砂管，测出刚出砂时泵流量q c (mL ·min -1)和大量出砂时泵流量q max (mL ·min -1)。
国内外防砂技术
国内外防砂技术国内外防砂技术现状与发展趋势概述疏松砂岩油藏分布范围广、储量大，这类油藏开采中的主要矛盾之一是油井出砂。
因此，油井防砂工艺技术的研究和发展对疏松砂岩油藏的顺利开发至关重要。
目前国外在油气井防砂方面主要以机械防砂为主，约占防砂作业的90%，随着油田的进一步开发，现在又相继研究开发各类型的滤砂管、可膨胀性割缝筛管和压裂防砂、过油管防砂等防砂工艺技术。
化学防砂六十年代在美国墨西哥湾地区曾占据防砂作业的主导地位，但由于机械防砂的完善和发展，其主导地位逐渐被取代。
进入九十年代后，性能较好的固砂剂不断出现，化学防砂的前景又趋看好。
国内防砂工艺技术的发展已有数十年的历史，辽河油田、胜利油田、大港油田在油气井防砂方面也作了大量的工作，丰富和提高了国内防砂工艺技术水平。
目前已形成机械防砂工艺、化学防砂工艺和复合防砂工艺三大体系的油气水井防砂工艺技术。
其中辽河油田防砂中心，研制开发了复合射孔防砂技术，为国际领先水平。
随着辽河油田稠油开发比重的增加，辽河油田的出砂情况变得越来越复杂，防砂治理工作难度也越来越大，辽河油田结合油井出砂特点，开展了防砂基础理论及试验研究，主要包括：出砂机理分析、防砂数据库和出砂预测软件的建立、防砂机具性能评价研究。
先后研制开发了机械、化学、复合型防砂工艺技术近20项，主要有TBS筛管防砂技术、MC-Ⅰ组合式筛管防砂技术、塑料筛管防砂技术、激光割缝筛管高压砾石充填深部防砂技术、压裂防砂技术、复合射孔防砂技术、焦碳人工井壁防砂技术、泡沫树脂液防砂技术、乳液树脂固砂技术、桃壳人工井壁防砂技术、高温固砂技术、携砂采液技术、低压井冲砂技术。
一、机械防砂目前机械防砂主要化分两类：一类是下入防砂管柱挡砂，如割缝衬管、绕丝筛管、胶结成型的滤砂管、双层或多层筛管等。
这类防砂方法简单易行，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所堵塞。
另一类是下入防砂管柱后再进行充填，充填材料多种多样。
国外水平井防砂完井技术筒述
筛 管防砂完井技术 ：筛管防砂完井技术 由于具有防砂效果
好、 有效期长等特点而得到大量 的推广应用 。 筛管防砂可分为两 种 。一是在防砂井段直接下入各种筛管滤砂装置 以阻挡地层砂 的防砂方法 。 二是下入筛管后再 进行砾石充填防砂的方法。 前一 种方法虽然 防砂效果不错 ． 但是往往容易发生堵塞 ， 以牺牲油井 的产能为代价 ， 尽管 国外各公司这方面 的技术较为完备 ， 例如各
砾石充填 的方式进 行的 ． 直到发生早期脱 砂 ， 施工压力升高 ， 迫
使砂浆通过旁通管道 ，并从 喷嘴喷出 ，充填到油套环空 的空洞 中． 这个过程一直持续 到所有 的空洞被填满 ， 到充填设计压力 达 为止 （ ２ 。由于消除了油套环空 中的空洞 ， 图 ） 砾石充填是 紧密的 和完全的。据统计 。 交互式通道砾石充填 与常规砾பைடு நூலகம்充填相 比，
的 ＦａＴ Ｏ ｒｃ Ｒ Ｌ无 筛 管 防 砂 完 井技 术 ，就是 一 种 压 裂 防砂 技 术 ， 通 过 射 孔 、固 结 地 层砂 、压 裂 和 支 撑 剂 返 排 控 制 等 技 术 措施 的 结 ２１ 互 式通 道砾 石 充填 技 术 （ ｅ ｔ Ｐｔ ｅｈ ｏ ｇ ） ．交 Ｍｔ ｅ ａ Ｔ ｃｎ ｌ ｙ ｍａ ｈ ｏ 交互式通道砾石充填技术是近十几年国外研究 的一种新型
其可以消除井 眼和膨胀管之 间的环形空间 ， 为井壁提供支撑 ， 并 且能够阻挡地层砂 ， 因此可替代砾石充填 。 这种技术与砾石充填
防砂技术相 比可大大提高油井生产能力和降低成本 。 据统计 ， 这 种技术可使油井降低 ２ ％的成本和提高 ７ ％的生产 能力 。这种 ０ ０ 技术在长井段 、 单层油藏应用尤为成功 ， 已在世界各地技术服 务
美国HA推出新型覆膜砂Custom Coat EcoFlo
而且 ，ＣＣＥｃｏＦｌｏ覆膜砂提高了抗结块 ｌ生，提高 了在 湿热天气条件下的流动 ｌ生，因此不再需要额外 的处理。
“容易结 块 是在湿 热 天气 条件 下使 用环 境 友好 覆 膜 砂 的 主要 障 碍 ，”根 据 ＨＡ国际 总裁 Ｍｉｃｈａｅｌ Ｆｅｅｈａｎ， “新 型 ＣＣ ＥｃｏＦｌｏ覆膜 砂 显著 降低 结 块倾 向 ，也 减少 了 工 作量 ，因为这 种覆 膜砂 无论 在何 种 环境 条件 都 可 以
汽车 业 的发展 也推 动 了其他 几个 上游 制 造业 的发 展 ，其 中当然 包括 铸造 业 。汽车 技术 的变 化 总是 意 味 着铸造 工艺 的变化 。
电动 车 的价格 降低 得 比预期 快 ，根据 预 测 ，最 早 欧洲 在 ２０１８年拥 有 电动 车 的费用将 与标准 内燃 机汽 车 的费用 持平 。随着技 术 的改进 ，不 远 的将来 ，电动 车 很快就 会有更 长的可行驶距 离和更短 的充 电时问 。
如 果新 一代 电动车 真 的有超 过４００ ｋｍ的可行 驶里 程 ，充 电 时间大 约 １５ ｍｉｎ，并 且 由于 电池 成本 下 降 到 与 内燃机 汽 车成本 持 平 ，下 一 代 电动 车将会 有迅 速 的 发展 。看 看２４家不 同的汽 车预 测机 构 和一级 供应 商 的 最新 项 目，￣１２０２５年 蓄 电池 电动 汽 车将 占６．８６％ ，到 ２０３０年增 长到 １ ８．５６％。
超渗透高强度低成本化学防砂技术
超渗透高强度砂低成本防砂技术简介天津大港金科源石油工程技术服务有限公司联系人：陈先生超渗透高强度砂低成本防砂技术一、原理：该项防砂技术主要是采用高强度、高渗透材料、水下固结剂以及几种添加剂经过处理制成油水井井下人工井壁防砂基础材料，然后用携砂液将“高强度、高渗透”携送到井底，通过炮眼，在油层油井井眼周围堆积压实，在地层强度压力等条件下经过一定时间形成具有高强度超渗透性的人工井壁，从而达到防砂防而不死且能增产增注的目的。
防砂示意图如下。
二、技术创新：1、高强度①胶体水下抗压强度＞88Ｍpa②胶体水下抗拉强度＞28Ｍpa③水下钢对钢（45#钢/45#）④剪切强度＞15Ｍpa⑤水下固结砂体强度＞15Ｍpa⑥冲击强度＞50kg.cm2、砂体超渗透率水下固结砂体空气渗透率＞10达西3、适用温度范围大①适用温度：-8℃－120℃均能完全固化②恒温加热实验在60℃－80℃温度增强，120小时试验结果抗拉强度不下降，说明耐热性比较好．③冷冻试验在-20±2℃的冰箱中进行冷冻，在室温25℃左右解冻抗拉强度不下降，说明耐寒性能较好．4、低粘度、渗透性好、附着力强最低粘度Ｍ可泵性能强刚性材料渗透能力（cm/s）Ｋ＝00000附着力是一级5、超渗透高强度砂体性能稳定在油气水高温高压酸碱侵蚀等环境长期作用条件下其性能稳定不降低，耐水耐酸耐碱耐腐蚀能力强．6水下固结产品所用固结剂能在水下存有油水，潮湿等环境下固结，其固结强度与地面正常情况固结强度相同。
7长井段多层段封口牢固，解决了化学防砂封难的问题8可等同割缝使用，并且固化后也可随时钻掉三、适用范围1、地层出砂较严重难以正常生产的油井2、地层出砂较细一般防砂材料挡不住细粉砂或挡住后油井被堵死的油井，采用此技术可以达到防而不死的效果．3、水井出砂较为严重，防砂后注水注不进的井可采用此技术达到即防砂又增注的目的．4、注水井地层污染严重，粘土膨胀，地层堵塞，注水注不进去的井，可采用此技术建立较大的高渗透带起到减压增注的效果．四、施工程序1、起出井内原管柱，下冲砂管柱，探砂面，有砂冲砂，冲砂至人工井底，并大排量冲洗炮眼洗净井筒，直至反出液无固相颗粒为止。
国外防砂完井技术现状及发展趋势
３ 复合 防砂
复合 防砂就是将两 种 以上 的防砂方 法结 合起 来进行 联
合防砂。
３ ． １ 定 向射孔 和选 择 性射 孔 以及 压 裂 充填 复合 防 砂 技术
选择性定向射孔避开应 力集 中 区， 进行 压裂 充填完 井 ，
害影 响较小 ， 同样其也可能会 引起筛 管磨蚀 。要进行多层裸 眼压裂 充填是十分困难的 ， 井 眼稳 定性问题较 严重 。 可以通 过 在 裸 眼 段 下 人 膨 胀 完 井 衬 管 解 决 这个 矛 盾 。膨胀完井衬 管可稳 定井 眼 ， 并 且与 裂缝 的连通 面积 较套 管压裂充填增加 了 ３— ５倍 。其 可与多种分层 封隔器结
流人动态 。它可实现 清 除泥饼 ， 固井 ， “ 射孔 ” ， 下生产 尾管
以及防砂一次 作业 。其采 用 了一 种 可伸 缩 的导 管 ， 通过水
力、 机械 或水 力机械组合 膨胀 ， 密封 井壁 。可 伸缩机械装 置 可穿透井壁进入泥 饼。每个 导管 中都 预先充 填了 防砂 介质
（ 不锈钢珠） ， 并烧结 加固。根据实 际情况 ， 通过岩 心分析 和 筛析 ， 选择合适 防砂 介 质尺 寸。在 导管 中预先充 填 有聚合
眼中流体 的流 通速 度 减小 到 临界值 以下 来 防止砂 粒运 移。
主要考虑 的是在增加流通 面积时 ， 怎样平衡射孔密度与孔 眼 直径 。地层稳定性 主要是 由孔 眼直径 和砂粒 尺寸决定 。这
优化裂缝 导流能力和 裂缝半 长 ， 须 注意 的是 ： （ １ ） 裂缝 长度
应该 由防砂来决定 ， 而非增产 ； （ ２ ） 在 计算 裂缝 宽度时 ， 弱胶 结地层 的非线性流 的特 征是不容 忽视的 。
国外防砂技术及发展趋势
二
、
新 型 滤砂 管 防砂 技 术
在机械防砂工艺技 术中 ，由于滤砂管防砂具有施工 工艺简单 ，不进行砾石充填作业 ，无需大型防砂设备以 及施 工成功率高等特点 ， 十年来发展很快 ， 近 新产品 、 新
展 趋 势 进 行 了预 测 。
关键词 ：防砂
射孔 筛管
化学防砂
“ 砂、蜡 、水 ”是采油工程技术工作者终身与之斗 争 的对象 。世界各 国， 概莫能外 。“ ” 骇然列在首位 ，可 砂 ， 见其 属于重 中之重 了。这里对此 问题的发展现状和未来
走 向进 行 一 些 介 绍 ，以 为 同 行 讨 论 。
配套而形成的一种实用化的技 术 ， 它在 国外发展很快 。 该
工艺的有机结 合 ， 即利用一趟 管柱首先实施射孔作业 ， 再
下放 管柱 实施防砂施工 。该技术的应用可以缩短射孔和
防砂之间的施： 时间 ，减轻地 层出砂 和油 层污染 ，减少 ［
一
技术应用于 出砂油水井完井措 施中 ， 一趟管柱 完成射孔 、 防砂施工 ， 优点是减轻了油层污染 ， 降低了施 工费用。 该 技术 目前在 国内正处于起步阶段 ，技术理论研究和小规
ห้องสมุดไป่ตู้
模应用试 验正在开展。
Ｉ 。工 艺 原理
射孔防砂一体化技术有射 孔防砂一体化管柱和射孔 防砂联作 技术两种基本形式 ，其原理分述如下 ：
…
射孔黔砂一体化管柱 。
一
、
射 孔 防砂 一 体 化 技 术
油水井射孔防砂一体化管柱 实现 了射 孔工艺和 防砂
射孔防砂一体化技术是射孔 、防砂和监测技术集成
简述国外防砂完井技术现状及发展趋势
简述国外防砂完井技术现状及发展趋势作者：刘真真来源：《科学与财富》2016年第04期摘要：石油油井在建设过程中，会对油井周围的地质地貌造成变化，这对石油油井的固定和完成造成一定的影响。
为此，石油开采企业对石油完井技术中的防砂完井技术尤为重视。
目前国外较为常用的防砂完井技术分为三大类，分别是无筛管防沙技术、筛管防沙技术以及复合防沙技术。
本文针对这些防砂完井技术进行具体分析，现总结如下。
关键词：防砂完井技术；国外现状；发展趋势油气井在生产过程中，会受到周围的地质条件、开采方式、操作手段等因素的影响，造成油井井底的地层出现变化，容易使地层当中的砂石脱落，造成油气生产出现大量的杂质。
这一现象会对整个油气井的生产带来巨大的威胁，如造成井壁室温、油层砂埋、设备损害问题，在提高了油气生产的成本的同时，对油气田的开采安全也带来巨大的影响。
本文对防砂完井技术在国外的应用与发展进行探讨，并作如下总结。
一、无筛管防砂完井技术无筛管防砂完井技术在国外的应用较为广泛，其主要特点是不进行任何筛管的安装，通过技术措施进行地层砂石出现的预防。
无筛管防砂完井技术的主要内容是进行压裂防砂，通过射孔、固结地层、压裂以及支撑剂返排控制等技术进行防沙完井工作。
其中射孔技术的主要方法，是进行定向射孔，射孔过程中的炮眼大小、射孑L密度和井段选择都需要经过周密的计算和实际的分析；结固地层的主要方法，是根据现有的炮眼对底层进行结固，结固过程中需要制剂的应用；压裂工作能够改善油井的生产能力，减少砂石对油井生产能力的影响；支撑剂的返排控制是指用树脂将支撑剂包覆住，帮助支撑剂返排。
二、有筛管的防砂完井技术筛管防砂完井技术是整个防砂完井技术当中效果好、有效时间长的技术之一，在实际操作中得到广泛的推广和应用。
筛管防砂完井技术分为两种，一种是在防砂井段下入筛管和滤砂装置，另一种则是在下入筛管后进行砾石的填充，以保证筛管的防砂质量。
第一种筛管技术具有一定的弊端，即在防砂效果上虽然较高，但容易造成堵塞，对油井的产能造成很大的影响，因此这种防砂完井技术的应用较少，下面对筛管防砂技术进行简要分析。
PCSQ防砂技术
（一）油（气、水）井出砂机理 （二）防砂技术概况
（三）PCSQ防砂机理
（四）PCSQ防砂的适用条件
（五） PCSQ防砂工艺优势 （六）树脂砂技术要求 （七）施工过程
（八）大港采油三厂现场应用情况 （九） PCSQ树脂砂防砂在国外库图尔哲别油
田应用效果 （十）华设科技PCSQ树脂砂防砂在大港油田各
（2）活性水前置：把井筒周围的自由砂冲至不可被反向液流带动的地方， 并解除钻井液、作业液的侵入造成的污染；
2、高压充填： 高压液流：产生突进、次生微裂缝，为充填砂提供空间。 （根据单井情况可以选择压裂充填 ）
3、端部脱砂： 高密度堆积充填砂：建立支撑骨架，增大近井导流能力，提高产液量。
4、无工具完井（井内）： 高强度胶结砂带：通过化学剂、加热的方法，使树脂砂在相对稳定状态
润
湿
性
翻
转
机
理
固化
亲油性岩石
亲水性岩石
水相 毛管力Pc为动力 毛管力Pc为阻力 油相 毛管力Pc为阻力 毛管力Pc为动力
高压充填施工的突破性
１、浅埋油藏过亏空充填： （1）饱和充填亏空带； （2）高压液流产生突进、微裂缝，制造过亏空充填；
增大近井地带导流能力，提高单井产液量。 2、深埋油藏造缝充填： （1）饱和充填亏空带； （2）压裂充填；（根据单井情况选择与否）
根据多年的充填防砂施工显示： A、浅埋油藏充填,通常采用过亏空充填，提产能力大。 B、深埋常规油藏充填，通常采用亏空饱和充填，可放大采液强度。 C、深埋低渗油藏充填，通常采用前置酸亏空饱和充填；或压裂充填。
（三）PCSQ防砂机理
充填的关键点
1、建立支撑： 防止表层剥落出砂；
2、可胶结砾石饱和充填： 避免人工不胶结砂重排，改善地层应力状态，保持岩石骨架稳定；
国外煤矿粉尘控制的新技术
尘 量 ， 除 必 须 采 用 预 先 湿 润 媒 体 的 措 施 外 ， 还 应 采 取 以 下 防 尘 措
施 ：
悬 臂 式 掘 进 机 在 巷 道 作 业
（ １） 对 采 煤 机 的 截 割 结 构
６ ． 装 载 运 输 时 的 防 尘
时 ，一 般 采 用 开 式 除 尘 系 统 ， 主
极 为 重 视 ， 严 格 按 照 喷 雾 参 数 的
除 尘 器 定 期 向 前 移 动 。 一 般 来
说 ，在 大 断 面 巷 道 掘 进 时 ，采 用
净 化 。 国 外 一 般 采 用 康 夫 洛 自动 喷 雾 洒 水 装 置 ，在 下 落 煤 高 度 大 的 地 方 ， 装 设 密 闭
护 措 施 的 阻 尘 效 率 高 ，是 解
决 矿 山 粉 尘 危 害 问 题 的 重 要 技术措施 之一 。
输 送 、机 械 搅 拌 、 湿 喷 机 喷 射 等 措 施 ，来 降 低 锚 喷 支 护 作 业 时 的 粉 尘 浓 度 ，都 收 到 较 好 的 降 尘 效
果 。
合 理 的 通 风 技 术 。 最 佳 风 速 随
是 通 过 改 进 锚 喷 工 艺 来 消 除 粉 尘
的 产 生 。德 国 主 要 采 用 气 力 自动
煤 的 水 分 增 加 而 升 高 ， 一 般 在
１ ． ５ ～ ４ ｍ／ ｓ之 间 。 采 用 下 行 通 风 可
起 到 了 积 极 的 作 用 。个 体 防
３ ． 锚 喷 支 护 作 业 的 防 尘 在 锚 喷 支 护 作 业 中 ， 可 产
生 大 量 粉 尘 ，有 的 高 达６ ０ ０ ｍｇ ／
பைடு நூலகம்
防砂射孔新技术111茹志龙
完井与修井工程结课论文考查课（防砂射孔新技术）姓名：茹志龙学院：培黎石油工程学院专业：石油工程班级：111学号：20111802050127教师：孙艳超防砂射孔新技术一、项目提出防砂射孔一直是采油过程中急需解决的问题，是各国石油开采业面临的重要课题，也是一项复杂的系统工程。
在防砂工艺中，目前主要采取机械防砂和化学防砂的方法，取得了很好的效果，但也有各自的缺点，它们都是在射孔作业后采取措施以求防砂。
如果在射孔的同时起到防砂的效果，将是一个很好的办法，不但实现防砂，也可以降低开采费用。
所以在射孔的同时实现防砂的防砂射孔技术研究就应运而生，我公司提出并实施了防砂射孔的射孔技术研究。
并取得了一定的进展。
二、出砂机理分析通常油层出砂是由于高渗流速度下，井底附近岩石的侵蚀和井身周围形成压降漏斗而产生的机械应力作用下的岩石结构发生破坏所引起的，对油层岩石结构造成破坏的因素有多种，大体上可划分为油藏因素和开发因素。
1、油藏因素：储层特性：储层的岩性不同。
如流砂、砂岩胶结强度较低，胶结较为疏松，则油层易于出砂；流体性质：地下流体粘度越高，渗流过程中对地层产生的拖曳力越大，则容易造成地层破坏，引起出砂。
2、开发因素：在油藏的开发过程中，人为的开发因素会造成油气井出砂，如不恰当的开采速度，以及采油速度的突然变化，生产压差过大或因注水、注汽等因素造成的油层出砂，即为开发因素。
采油过程中，液体在地层中渗流时，对岩石骨架颗粒产生的拖曳力，生产压差越大，渗流速度越高，则拖曳力越大，砂层孔隙中松散的微粒或骨架颗粒越容易脱落，随流体移动，造成出砂。
3、研究防砂的问题，可以首先研究射孔孔眼周围液体的势能分布情况。
在射孔孔眼处，液体的流动分为径向流和非径向流。
三防砂射孔器除机械防砂和化学防砂外，最省钱的防砂技术是砂拱防砂。
砂拱防砂的机理如同拱桥承载一样，具有一定的承载能力，挡住地层砂随液产出。
砂拱防砂成败的关键在于砂拱的稳定性。
要想保持砂拱的稳定性必须考虑两个关键问题，一是降低并稳定地层流体产出速度；二是保持或提高井筒周围地层的抗冲刷能力。
国内外防砂工艺技术现状及新进展
另外，将热溶材料加工成外径80 mm、内径60 mm的油管, 用AG25T
电子万能力学试验机测定了抗拉强度，结果表明，其抗拉强度完全可 以满足油田井下生产和作业的要求。
混纤维砂浆压裂充填
作用机理 将一定量的纤维材料（如玻璃纤维、 石棉纤维、金属纤维、聚合物纤维等）混 入支撑剂中，随压裂液一起挤入地层，使 纤维在颗粒之间构成网络，限制支撑剂的 移动，减少支撑剂之间的碰撞，达到理想 的压裂充填效果。
光纤精密筛管(左)和光纤分流筛管(右)剖视图
新型滤砂管——光纤适配筛管
用途 · 监测水平井筒温度； · 裸眼井砾石充填； · 裸眼井独立筛管完井； · 分流筛管作业。
基管外径 重 量 筛管外径 偏心
光纤精密筛管(左)和光纤分流筛管(右)剖 视图
护套外径 角度 角度 公差
无分流管的筛管外径尺寸接近。
投产后日产油15-35t/d，井口不含砂。
新型滤砂管——光纤适配筛管
是斯伦贝谢公司原有标准绕丝筛管和分流筛管基础上开发的产品。具有 改进的保护外套和内嵌式设计，以固定和密封扁平双控制线在筛管的嵌 槽内，并隔一定距离采用焊接在外套上的夹具进行固定，另外还在每一 接头处采用特殊夹具固定。它能测取井筒内每隔1m的温度，能够与湿 式接头精确匹配以实现层段密封，能在生产管柱下入后提供地面到筛管 鞋之间（往返）控制线连续和通讯。
适度防砂，求得 防砂与产能平衡
四项新技术的形成
新技术一：高压挤压充填防砂工艺技术 新技术二：压裂防砂工艺技术 新技术四：分层注水防砂一体化技术
不同胶结和出砂 类型，不同开发 阶段，采取相应 措施
新技术三：水平井为代表的复杂结构井防砂技术
国外对防砂的认识
独立筛管完井：表皮系数较低，初期产能高，但经常在初期大量出砂后，出砂量 降低（仍可能有间歇性大量出砂）。随着含水上升，出砂量上升，最终失效侧钻。 膨胀式筛管完井：表皮系数较低，与裸眼砾石充填防砂效果相当，初期产能高， 针对一个油田，很难找寻到一套普适规律或标准来推广和应用， 但水窜后长期可靠性变差。许多膨胀筛管井短期投产后都改为转注井，但也有持 实际防砂中，人为经验更加重要。 续5年不出砂的井。
全新AICD：工具高效防治地层出砂
全新AICD：工具高效防治地层出砂作者：吴洪波来源：《石油知识》 2017年第4期编译吴洪波为了保证生产井的产能并预防地层出砂，开发商们采用了多种防砂方式：砾石填充、压裂填充、割缝筛管和滤网。
如果在井下增加一个自动流入控制装置用来调节储层流体进入井眼的流量，那么这些防砂方式的有效性将进一步增大。
自动流入控制装置( AICD)可以根据流经的流体性质来调节自身的流量控制。
AICD会更多地限制水和气的进入，而不是油。
AICD的这个功能可以使整个井段产生均匀的油流，并会阻止已发生水侵或气侵的井段生产过多的无用流体。
总之，AICD的这项功能能够在较低的含水率和气油比的基础上创造更高的原油采收率。
一种由Tendeka公司研发的漂浮圆阀型AICD，已经成功应用于全球范围75口井中，共超过15000个阀门来控制油井中水和气的侵入，轻质油井和重质油井均可使用，保证稳定的原油产量。
这些阀门通过流经流体粘度的变化进行自动调整，优先限制低粘度的水和气进入。
当低粘度的流体流经AICD时，阀体会自动调节产生较小的流道，限制低粘度流体进入。
AICD适合与传统的优质筛管技术相结合使用。
储层中的流体进入井眼和筛管间的环空，随后流入筛管与无孔基管间的一个或多个流入控制装置。
经过流入控制装置后，进入生产管柱随后被抽到地表。
AICD多与筛管配合使用。
筛管不仅可用于防砂，也阻止了大的岩屑堵塞流入控制装置的接口或通道。
流入控制装置调节流体均匀流入，降低了“热腐蚀”发生的概率，“热腐蚀”能够腐蚀筛管滤网和其他井下设施。
通过控制井筒轴向上流体的流入，可以预防井眼周围的储层内流体流速过快，并且平衡了井筒轴向上的地层压降。
这将降低超过地层剪切应力的三个主要应力的其中两个。
当三个应力之和超过地层剪切应力时，将会导致地层出砂。
具体而言，AICD 抑制无用流体进入井筒，降低地层水溶解储层胶结物的风险，也阻止了气侵所导致的流体流速过快而带来的高粘滞阻力。
国外防砂新技术(最终稿)
膨胀过程
Weatherford公司 Weatherford公司：ESS 技术 公司：
二、国内外防砂新技术
1、可膨胀防砂筛管技术
应用情况
公司首次成功应用以来， 自1999年Weatherford公司首次成功应用以来，截至 年 公司首次成功应用以来 截至2006年底在 年底在 全球累计应用48000m，实施405口井，60%用于裸眼井防砂，40% 全球累计应用 ，实施 口井， 用于裸眼井防砂， 口井 用于裸眼井防砂 用于套管井防砂；中国区域施工 口井。另外 公司应用25口 用于套管井防砂；中国区域施工41口井 另外Baker公司应用 口、 套管井防砂 区域施工 口井。 公司应用 Halliburton 公司应用 口、 Schlumberger公司应用 口。总体成 公司应用13口 公司应用1口 总体成 公司应用 功率达到 以上， 降低成本20%，增产 功率达到95%以上，同传统防砂完井相比降低成本 达到 以上 同传统防砂完井相比降低成本 ，增产70% 左右。 左右。 Weatherford公司 Weatherford公司：ESS 技术 公司：
:
水平井裸眼充填系统
共 同 特 点
井底循环压力保持技术：防止压开地层及流体漏失； 井底循环压力保持技术：防止压开地层及流体漏失； 裸眼水平井段根部到指部筛管/裸眼全环空循环洗井功能； 裸眼水平井段根部到指部筛管 裸眼全环空循环洗井功能； 裸眼全环空循环洗井功能 滤饼清除技术； 滤饼清除技术； 充填效率保持措施： 阻流器 阻流器、 分流筛管; 充填效率保持措施：BJ阻流器、Schlumberger分流筛管 分流筛管 充填工具置于套管段。 充填工具置于套管段。 套管段
二、国内外防砂新技术
3、分层挤压充填技术
防砂技术及应用
封隔高压一次充填防砂技术及应用摘要：管内外充填是当前砾石充填防砂技术的发展趋向，封隔高压一次充填正是这样的一种防砂技术。
介绍了高压充填技术原理、工具结构及工作原理、施工程序，阐述了排量、压力等主要参数设计方法，介绍了在Turkmenistan油田A层以及单层老井、多层大井段井、新井新层、斜井和粉细砂岩井的应用效果。
该技术防砂有效期长，施工简单，施工周期短，充填效果好，能避免二次充填对油层的污染，能起到一定的解堵作用，便于后期处理，经济效益显著，值得推广应用。
关键词：封隔；高压；砾石充填；防砂；油井出砂是石油开采遇到的重要问题之一，每年要花费大量的人力物力进行防治和研究。
出砂不仅会导致油井减产或停产及地面、井下设备腐蚀；甚至会使套管磨损、油井报废。
随着油田的持续开发，注水不断加强，单井产液量不断上升，老油井的防砂越来越困难。
粉细砂出砂油藏、稠油出砂油藏的开发，出砂斜井的增多又给防砂技术提出了新的课题。
目前胜利油田已发展了各式各样的防砂技术，最具代表性的有金属绕丝筛管砾石充填防砂、敷膜砂防砂、复合防砂等。
这些技术对疏松砂岩油藏的开发起到了重要的作用，但都有局限性。
绕丝筛管砾石充填防砂在砂粒较粗、分选较好的地层使用，成功率高、有效期长，但由于充填砾石厚度小，难以挡住粉细砂，且在生产、作业过程中，充填层易被破坏，丧失防砂功能；敷膜砂防砂由于胶结强度高、挡砂效果好、不占井筒空间而得到广泛应用，但敷膜砂充填形成的人工井壁，与出砂岩层胶结部位脆弱，易老化，不利于大泵提液，防砂有效期短；复合防砂是一种很好的防砂方法，但成本高，施工复杂，液量降幅大。
针对上述情况，胜利油田有限公司胜通新科技开发中心研制出一种封隔高压一次充填防砂技术，采用FS—115（150）封隔高压一次充填工具与割缝筛管配套，携砂液以大排量将砾石带到油气井产层管外空洞和筛管与套管的环形空间，经沉积、压实，形成高效能挡砂屏障，达到防止油层出砂目的。
国外治沙技术
国外治沙技术
金正道
【期刊名称】《国土绿化》
【年(卷),期】2002(0)2
【摘要】@@ 近300年以来,防沙治沙手段日趋先进.许多国家根据本国的实际情况,因地制宜,运用不同的治沙措施,取得了令人瞩目的成就.现把伊朗的石油产品覆盖技术和日本等国家海岸沙丘的改造与利用情况介绍如下.
【总页数】1页(P45)
【作者】金正道
【作者单位】无
【正文语种】中文
【中图分类】S7
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1.防沙治沙:首都可持续发展的一个重要问题──访科技部“防沙治沙技术方案”编制专家组组长、北师大副校长史培军教授 [J], 邢久强
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3.国家林业局防沙治沙技术交流与合作考察团赴埃及开展防沙治沙交流与考察 [J], 荆涛
4.沙漠可以变绿洲——国外治沙经验拾萃 [J], 杨其嘉
5.防沙治沙造林技术的实践探析 [J], 李发军
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国内外无心砂带磨削技术的发展及应用.
国内外砂带磨削技术的发展及应用自20世纪60年代以来，欧、美、日等工业发达国家在砂带磨床技术及砂带制造技术方面有了新的突破，取得了巨大的成就，已进入向现代化发展的新阶段。
从日用汤勺到宇航器件，各行各业无不竞相采用砂带磨削技术，新型机大量涌现，砂带磨床朝着小型化、强力、高效、大功率宽砂带磨床方向发展，如美国生产的砂带磨床最大宽度达5.0m，最大功率达200kW。
砂带磨削技术在国外已得到了广泛应用，磨床拥有量不断增加，据资料显示：砂带磨床与砂轮磨床产值比，美国为49∶51，德国为45∶55，日本为25∶75，英国、瑞士等国发展也很快。
用涂附磨具进行磨削加工，已成为这些发达国家获得高额经济效益的重要手段，砂带磨削的功能已远超出了除锈、粗磨、抛光等范围，并与特种加工方法和现代化技术紧密结合。
国际知名的砂带品牌有美国3M、Norton，德国Hermes、VSM，韩国DEER和日本牛头等，著名的砂带磨床制造厂商有美国Cincinnati、EmersonElectric、Sundstand，德国Loser，瑞士ASEA等。
砂带是砂带磨削技术发展的关键和重要标志，是衡量一个国家砂带磨削技术发展水平高低的标准。
世界上工业发达国家非常重视砂带开发和制造，其生产规模不断扩大，各类国外砂带品牌在我国的销售量也在逐年增加。
1、国外砂带的发展及应用近年来，国外砂带结构和材料不断发展和完善。
砂带结构方面：出现了堆积磨料砂带（金字塔型砂带）、多层磨粒砂带、超涂层砂带、、空心球型砂带、高弹性砂带、防跑偏砂带、不等厚砂带、粒度复合砂带等。
砂带组成材料及制造工艺等方面：在磨料方面，传统上采用氧化铝和碳化硅，强力砂带主要采用锆刚玉，美国3M公司研制了一种Cubicut砂带，磨粒采用锆铝氧化物合成，这是目前砂带磨料中最硬的品种，德国开发并获多国专利的空心球复合磨粒，其砂带的切削效率高、使用寿命长、成本低；在基体材料方面，日本正研制一种由软钢带作基底的CBN或金刚石砂带，对于特殊场合和高硬度材料的加工很有效，美国3M公司研制出一种塑料薄膜基底，制出的砂带强度高、韧性好，可以加工出粗糙度Ra为0.05μm以下的工件表面。
多功能机械防砂新技术研制成功
多功能机械防砂新技术研制成功
佚名
【期刊名称】《石油钻探技术》
【年(卷),期】2005(033)001
【摘要】江汉油田研制成功了多功能机械防砂新技术，实现了绕丝筛管充填防砂技术和高压充填防砂技术的结合，可应用于压裂防砂、循环和冲砂的作业。
该技术通过压裂对地层进行防砂并提高油层的导流能力，并采用传统成熟的循环充填防砂技术，延长防砂有效期。
该技术设计科学、配套齐全，整体性能好，施工方便，为疏松砂岩油藏的开发和增产提供了新的技术手段。
【总页数】1页(P62)
【正文语种】中文
【中图分类】TE358
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Weatherford公司：ESS 技术
二、国内外防砂新技术
2、水平井裸眼充填技术
1、在筛管/裸眼环空形成高渗透挡砂屏障
技 术 优 势
有利于减缓或避免筛管堵塞，对稠油、粉细砂岩油藏防砂优 势明显 防砂有效期长，充分发挥水平井增产优势，延长油井寿命 有利于流体均匀流入筛管内部，延缓底水锥进
2、提高油井完善程度，降低近井表皮系数，增大 井筒流通面积，最大程度的水平井增产优势 3、简化完井管柱结构,提高完井速度,节约完井成本
工艺过程
实时射孔测试系统：可迅速清理射孔以及井眼破坏形成的碎片
射孔 管柱 总成
二、国内外防砂新技术
4、射孔防砂一体化技术
应用情况 由中国辽河钻采院研发的复合射孔防砂技术自1999 年10 月进入现场应用至今实施46口井。分布在辽河油田的锦45 块、杜84 块、冷37 块、高246 块、高18 块等防砂成功率 94 % ,防砂材料出仓率90 %以上,枪身孔眼直径18mm ～20mm 。但其技术适应性、施工后对产能的影响、防砂有 效期、防砂屏障强度等需要进一步深入研究。 Schlumberger： QUANTUM PERFPAC系统应用情况还 需进一步调研。
技术特点 射孔
下 入 集 成 管 柱 坐 封 射 孔 封 隔 器 测试 解封射孔 砾 起 装置 射 一趟管柱可以完成射孔、防砂、监测所有工序 封隔器， 石 出 孔 下放管柱 充 丢 简化施工工序，缩短施工周期， 节约施工费用 至防砂设 填 手 防砂 计位置坐 防 管 减小了地层结构破坏，降低了完井液损失，增加了储层产率 管柱 封封隔器 柱 砂 总成 施 水力驱动油管运输射孔体系：使射孔精确、快速、高效 工
二、国内外防砂新技术
2、水平井裸眼充填技术 ——应用情况
水平井裸眼充填技术以其突出的技术优势，使得世界各大
石油公司作为一种前沿的新技术进行了攻关研究，形成了较
为配套的技术，但从现场应用成功率来看，由于水平井裸眼 充填实施难度较大，报道不成功的例子较多，总体上一次成 功率还不到50%，主要原因是由于井壁不稳定使得管柱下不 到位、建立不起循环以及过早形成砂桥等。
Schlumberger：MZ 技术
二、国内外防砂新技术
3、分层挤压充填技术
BJ公司：MST技术
二、国内外防砂新技术
3、分层挤压充填技术 技术特点
一趟管柱完成多油层分层挤压与充填施工； 在施工过程中目的层与其它层实现完全分离，减少作 业液与油层的漏失，有利于油层保护； 可实现分层防砂分层采油；
防砂技术 研发机构
国内
大港采油院等防砂单位
可膨胀防砂筛管技术 水平井裸眼充填技术
防砂新技术
分层挤压充填技术 射孔防砂一体化技术
汇报提纲
一、概 况
二、国内外防砂新技术
三、防砂工艺发展方向
二、国内外防砂新技术
1、可膨胀防砂筛管技术
1、膨胀前刚体外径小，井身结构适应性强
技 术 优 势
2、膨胀后内径大（仅缩小25.4mm），提高井径利用率 3、膨胀后与井壁直接接触，增强井壁稳定性 4、流通面积大，井眼附加压降小，可提高作业油井生产能力
1、可膨胀防砂筛管技术
膨胀过程
Weatherford公司：ESS 技术
二、国内外防砂新技术
1、可膨胀防砂筛管技术
应用情况
自1999年Weatherford公司首次成功应用以来，截至2006年底在 全球累计应用48000m，实施405口井，60%用于裸眼井防砂，40% 用于套管井防砂；中国区域施工41口井。另外Baker公司应用25口、 Halliburton 公司应用13口、 Schlumberger公司应用1口。总体成 功率达到95%以上，同传统防砂完井相比降低成本20%，增产70% 左右。
中国胜利采油院：分层挤压充填技术
Schlumberger公司：MZ 技术 技术 Schlumberger公司：MZ BJ公司：MST技术
BJ公司：MST技术
二、国内外防砂新技术
3、分层挤压充填技术
现场应用
井深：2623.7m 技术特点 QUANTUM充填工 井斜：25° 具总成 井段长度：47m； 一趟管柱完成多层防砂施工 设计填砂量：38.6t； 可以实现上部油层的压裂充填及下部油层的砾石充填 实际填砂量：43.1t； 安全接头 上层压裂防砂施工 分流筛管的应用使得整个管柱和施工工序更为简单可靠 排量： 2.4m3/min 虽然在管柱设计中增加了安全接头，但分流筛管大的外径和MZ 分流筛管 破裂压力：32.2MPa 皮碗式层间封隔器，后处理困难 最高施工压力：38.5MPa MZ封隔器 下层充填施工 分流筛管 排量： 400l/min 最高施工压力：33MPa 桥 塞 采用低聚物交联携砂体系 下入管柱 充填 洗井 投产
二、国内外防砂新技术
1、可膨胀防砂筛管技术
可膨胀管技术发展历程
1865年 有缝钢管出现
1910年 延性管和旋转膨胀补贴
Weatherford公司：ESS 技术
1917年 实体膨胀锥膨胀波纹管 1940年 液压/爆炸式膨胀延性管
1962年 波纹管上使用树脂玻璃纤维涂层技术
目标： 可膨胀套管
二、国内外防砂新技术
3、分层挤压充填技术
分层挤压充填技术以一次可以完成多油层分层防砂的 技术优势，较好的解决了非均质油藏井段长、夹层大、 多油层的防砂难题，施工工序简单、作业成本低。因此 成为世界各大石油公司开发攻关的新技术。
Baker－Hughes：Mini-Beta系统 Halliburton：Single-Trip技术
Weatherford公司：ESS 技术
二、国内外防砂新技术
1、可膨胀防砂筛管技术
可膨胀防砂筛管试验及性能规范
ESS
(in) 2-7/8” 3-½” 4” 4-½”
Weatherford公司：ESS 技术
外径
(in) 3.3 3.9 4.43 4.9
膨胀外径
(in) 3.875 – 4.25 4.5 – 4.75 5.875 – 6.25 6 – 7.25
最后内径
(in)
应用范围
4½”, 5” 18+ #csg 3¾”-4¼” hole 5”, 5½” csg
比井眼尺 5-7/8” – 6-1/8” 寸小0.98in
hole 7” 23-32 #csg
6” – 6¾” hole 9-5/8 csg
4-½”-4¾” hole 7” 35 # csg
5-½”
国内外防砂新技术
汇报人：吴建平 胜利采油院防砂中心
汇报提纲
一、概 况
二、国内外防砂新技术
三、防砂工艺发展方向
一、概 况
疏松砂岩油藏分布
加拿大 阿尔伯达 墨西哥湾 中国胜利、辽河、 大港、渤海湾等
英国北海
挪威油区 阿塞拜疆
洛杉矶盘地 委内瑞拉
印度尼西亚
巴西油区
尼日利亚
罗马尼亚
不完全统计，世界上，防砂井占到总井数的五分之二左右。
:
水平井裸眼充填系统
共 同 特 点
井底循环压力保持技术：防止压开地层及流体漏失；
裸眼水平井段根部到指部筛管/裸眼全环空循环洗井功能； 滤饼清除技术；
充填效率保持措施：BJ阻流器、Schlumberger分流筛管;
充填工具置于套管段。
二、国内外防砂新技术
2、水平井裸眼充填技术
Schlumberger：QUANTUM水平井裸眼充填系统 管柱结构
二、国内外防砂新技术
4、射孔防砂一体化技术 技 术 优 势
1、将射孔技术与防砂工艺有效集成
提高了完井速度，缩短了施工周期，降低了作业成本； 缩短完井液与油层的接触时间，减小漏失，有利于油层保护
2、将射孔、防砂与监测技术集成配套，提高了油 井完善程度与油井产率
射孔防砂一体化管柱技术：利用一趟管柱首先实施射孔施工，再下放管柱 实施防砂施工； Schlumberger公司：QUANTUM PERFPAC体系 具有代表性Schlumberger公司的QUANTUMPERFPAC系统 复合射孔防砂技术：复合射孔弹在对套管射孔过程中,将射孔与防砂作业同 时完成。其研发单位是中国辽河钻采院。
5、与砾石充填相比，施工简单，成本低
Weatherford公司：ESS 公司Petroline进行开发，1999年首次商 （Expendable Sand Screen) 技术
业使用 随后Baker公司、 Halliburton 公司、 Schlumberger公司均投入研究。
1995年shell公司授权weatherford子
一、概 况
防砂技术的整体进展
整 体 方 向
直 单 井 层 复杂结构井 多 层
套管防砂完井
裸眼防砂完井
发 展 历 程
滤砂管防砂 化学防砂 复合 防砂 挤压 充填
压裂 防砂
复杂结构井 裸眼防砂完井
砾石充填
一、概 况
防砂新技术的研发
国外 Schlumberger、BJ、Baker、 Halliburton、Weatherford 等 胜利采油院、辽河采油院
二、国内外防砂新技术
4、射孔防砂一体化技术
Schlumberger： QUANTUM PERFPAC系统
管柱结构
射 孔 测试装置
防 砂 管柱总成 防砂滤砂管
射 孔 管柱总成
防砂封隔器 射孔封隔器 射孔枪
二、国内外防砂新技术
4、射孔防砂一体化技术
Schlumberger： QUANTUM PERFPAC系统
5.97
8.325 – 9.125
8-3/8” – 91/8” hole
二、国内外防砂新技术
1、可膨胀防砂筛管技术
膨胀防砂管柱
钻杆
Weatherford公司：ESS 技术