防砂作业简介
防砂和筛管技术简介
注:见 “ SPE 4014”。1972年10月8~11日美国德克萨斯第47届 SPE年会。 作者:Spurlock J.W.and Demski,D.B. 论文题目:“A new approach to the sand control problem– A multi-layer,wirewrapped sand screen”.
D
注: D-- 砾石的平均直径; d-- 砾石稳定堆积后形成的平均喉道直径;
砾石
1、先生产,不防砂
生产油管 套管 由于先期生产时不防砂, 井筒附近被掏成空洞。 炮眼 疏松地层砂
油 层
2、补救防砂---挤入涂脂砾石
生产油管 套管
‘空洞’已被涂脂砾石填 充
炮眼
疏松地层砂
3、将套管内的砾石钻掉并清洗干净后投产
生产油管 套管
‘空洞’已被胶结砾石填 充
炮眼
疏松地层砂
2 、机械防砂
目前世界上绝大部分防砂井均采用机械防砂方法防砂。 机械防砂法主要有: 1)预充填防砂管 事先将合适尺寸的砾石与树脂混合后,成形到合适的 基管上(基管上有开孔和相应的连接丝扣)为了安全起。 见,有的还在外面安装保护套。
● 有利于套洗作业
缺点: 因使用这种筛管时,管内一般不再进行砾石充填,因此,生产
时,一旦地层砂出来后,将很快在套管环空和炮眼里形成渗透率很
低的砂环和砂堵,若原油黏度高、黏土含量高的话,将会严重影响 正常生产。
金属微孔多层网布防砂原理
套管
网眼直径<d50
封隔器 基管 微孔多层网布 间隙≈10mm
● 先直接靠网布筛眼挡地 层(大)砂。然后,由 地层砂逐渐形成砂桥挡 地层砂。 ● 很显然,这层砂环桥的 渗透率远不如砾石的渗 透率高。
防砂作业简介
10、座射孔封隔器 11、连接井口试油树/地面测试管汇 12、投棒点火/返涌(3045分钟)
射孔管柱校深示意图
同位素标记 短套管 套管 钻杆 电缆和深度校正仪
50m
200m 同位素接头
射孔封隔器 150m 负压阀 点火头 射孔枪
E、电缆挤坏/密封件插不进
(下井过程中损坏)
气体伤人。
在起管柱过程中应适当灌入完井液,防止井喷 有时为了安全起见,在起管柱之前应先打捞出点火头。 15、下入刮洗管柱、探砂面/循环冲砂洗井 (必须用完井液循环洗井)
刮管冲砂洗井示意图
用完井液冲砂洗井
套管 钻杆
刮管器 已射孔段 钻头 人工井底 赃物(炮弹皮/地层砂)
16、其出刮洗管柱
(起管柱过程中适当灌入完井液,防止井喷) 17、下入防砂管柱总成
(见生产管柱示意图)
生产管柱示意图
动力电缆 ‘Y’接头 电潜泵总成 带孔管 定位/密封接头 密封件 封隔器 滑套 座落接头 导向接头
油管
20、撤防喷器/装采油树
二、现场容易发生的主要问题
(只要大家注意,这些问题是可以控制住的)
1、防砂质量问题
A、完井液不干净,未达到过滤标准要求,油层 被污染 B、完井液漏失过多,油层被污染 C、充填系数过低,防砂能力降低 E、射孔深度不够(现场无法控制) F、负压值太低,炮眼无法靠返涌清洗干净 G、射孔后返涌时间太短,炮眼未清洗干净 H、筛管损坏(下入太快引起的)
⑸、将底部定位密封总成插入底部封隔器内
⑹、座封顶部封隔器/验封/旋转管柱丢手 ⑺、座封底部隔离封隔器/验封 ⑻、第一层防砂作业(OK后) ⑼、上提管柱座封第二个隔离封隔器/验封 ⑽、第二层防砂作业(OK后) ⑾、上提管柱座封第三个隔离封隔器/验封 ⑿、第三层防砂作业(OK后)
井下作业监督的内容和要点(防砂)
井下作业监督的内容和要点(防砂)井下作业监督的内容和要点(防砂)井下作业监督的内容及要点是确保井下作业安全进行的关键。
其中,防砂是井下作业监督的重要方面之一。
本文将从井下作业监督的整体要点入手,详细介绍井下作业监督中防砂的内容和要点。
一、井下作业监督的整体要点井下作业监督旨在保障作业人员的生命安全和作业环境的良好状态,从而防止井下作业中可能发生的事故和意外。
在进行井下作业监督时,监督人员应注重以下要点:1. 完善的作业计划:监督人员应与作业人员充分沟通,制定详细的作业计划,并在计划中明确防砂的要求和措施。
2. 严格的作业许可制度:监督人员应确保作业人员在进行井下作业之前,必须持有合法的作业许可证,且能够证明其具备相应的技能和经验。
3. 安全装备的检查和保障:监督人员应检查作业人员是否佩戴必要的安全装备,如安全帽、防护服、防破碎眼镜等,并提供必要的安全保障设施,如应急救援方案、灭火器等。
4. 作业环境的合规与评估:监督人员应对井下作业环境进行全面评估,确保井下作业设备和材料符合相关标准和规定,并定期进行安全检查,消除潜在的安全隐患。
二、井下作业监督中防砂的内容和要点防砂是井下作业监督中至关重要的内容之一,它旨在避免井下作业中的砂砾物进入井口和井身,造成作业人员的伤害和作业设备的损坏。
以下是井下作业监督中防砂的具体内容和要点:1. 检查防砂设备的完好性:监督人员应检查井下的防砂设备,如防砂盖板、防砂套管等,确保其完好并且能够有效防止砂砾物进入井口和井身。
2. 指导作业人员正确使用防砂设备:监督人员应向作业人员详细介绍防砂设备的使用方法和注意事项,并确保作业人员能够正确佩戴使用相关设备。
3. 检查井口和井身的清洁状况:监督人员应定期检查井口和井身的清洁状况,清除可能引起砂砾物进入井口和井身的杂物和污垢,确保作业环境的清洁和安全。
4. 保持井下作业人员的防护:监督人员应教育作业人员定期更换防护装备,如防砂面罩、防尘口罩等,确保其有效防护。
防砂工艺介绍
• ㈢循环充填防砂工作原理
• 割缝管循环充填防砂工艺的原理是用油 管带着割缝管和充填封隔器下入井内, 割缝管对准生产层,投球蹩压打开座封 循环充填工具,地面用泵车将砾石与携 砂液搅拌均,通过油管打入井内,砂子 充填于割缝管与套管的环形空间,地层 砂子被砾石与割逢管两道屏障阻挡,不 能注流入井筒,从而起到防砂的目的。
对接工具 铁扶正器 φ73mm油管 塑料扶正器
φ73mm割缝管
塑料扶正器 盲管 丝堵砂面
• ㈢防砂原理
• 割缝管砾石充填防砂的原理,是用油管 将割缝管送到井下对准生产目的层,由 油管正蹩压油管与割缝管从丢手处分开, 在地面用高压防砂车组将砾石用携砂液 带入井筒并挤入地层并充填割缝管与套 管的环形空间,在地层与井筒形成两道 挡屏障,有效地防止地层砂子流入井筒, 并有改变地层渗流状况,所以此防砂工 艺有防砂增产的效果。
• ㈣主要技术参数(光盘) • ㈤防砂质量要求(同压防) • ㈥防砂监督要点(同压防)
• 三、CS-1新型固结剂防砂工艺 • ㈠施工步骤 • 1、冲砂至防砂目的层底管以下20m±。 • 2、通进、刮削至砂面冲洗炮眼、洗井干
净。
• 3、 对油管、套管试漏(带封)。 • 4、 完成挤砂施工管柱,笔尖至油层顶界
砂面
• ㈢CS-1防砂工作原理:
• CS-1新型固结剂是一种地面预制好的新 型无机防砂颗粒材料,是一种粒度均匀, 不粘连的松散人造砂粒。施工时,用水 基携砂液将CS-1用结剂携带至油水井出 砂层位充填饱满,在地层条件下,利用 CS-1固结剂颗粒,本身与水基携砂液相 互作用,形成是有一定强度和良好渗透 性的人工井壁,防止地层出砂。
防砂工艺介绍
目前油田防砂工艺较多,可分为机械防砂、 人工井壁防砂两大类:
常用防砂工艺讲座
常用防砂工艺讲座CATALOGUE目录•防砂工艺简介•砾石层防砂工艺•复合防砂工艺•水泥砂浆防砂工艺•选择合适的防砂工艺•防砂工艺案例分享定义防砂工艺是指通过一定的技术手段,防止地下砂石流入井筒或管道内,以保证采油、采气、供水等作业的正常进行。
分类根据不同的防砂原理和技术特点,防砂工艺可分为机械防砂、化学防砂、热力防砂和复合防砂等四种类型。
定义与分类复合防砂综合利用上述两种或多种防砂方法,以达到更好的防砂效果。
常见的复合防砂方法有机械-化学复合防砂、机械-热力复合防砂等。
工作原理机械防砂利用机械装置或材料阻挡、固定砂粒,防止其流动或进入井筒。
常见的机械防砂方法有滤砂管、割缝筛管、绕丝筛管等。
化学防砂利用化学剂或树脂等材料与地层砂粘合,形成致密的挡砂层,以防止砂粒进入井筒。
化学防砂适用于渗透性较好的地层。
热力防砂通过加热或烧结地层,使地层中的砂粒固定或烧结成一体,防止其流动或进入井筒。
热力防砂适用于深层高温地层。
应用范围油、气、水等管道的防砂;水库、堤坝等水利工程的防渗、防漏及加固处理;其他需要进行防砂处理的作业。
建筑地基加固及地下工程的防水渗漏处理;油田、气田、水井等采收作业的防砂;工艺原理砾石层防砂工艺是通过在油井周围铺设一层或多层砾石,以阻挡地层中的砂粒进入井筒中,从而防止砂堵和增产。
砾石层能够有效地过滤流经它的流体,留下大颗粒的砂粒,而让小颗粒的油、气和水通过。
在油井生产过程中,砾石层能够维持地层的稳定,提高采收率,延长油井寿命。
砾石层防砂施工流程包括以下步骤1. 准备工作:清理施工现场,准备所需设备和材料。
2. 下入套管:将带有筛管的套管下入到井筒中,以作为过滤层的基础。
施工流程施工流程4. 填充粘性物质在砾石层上方填充粘性物质,以保护砾石层不受流体冲刷和侵蚀。
5. 安装封隔器在套管顶部安装封隔器,以隔离油层和上部流体。
3. 填充砾石将筛选好的砾石填充到套管中,形成过滤层。
6. 压井测试进行压井测试以确保砾石层能够有效地过滤流体。
优质筛管防砂作业流程
优质筛管防砂作业流程及安全风险分析一、优质筛管防砂现在渤海地区常见的优质筛管防砂包括:常规定向井套管射孔防砂和裸眼井防砂。
二、优质筛管防砂原理优质筛管防砂也叫适度防砂,它允许一定精度的地层沙进入生产管柱,被阻挡的地层沙在筛管与套管间的环空形成天然的防砂屏障,从而形成以沙治沙的目的.目的:延长井的生产寿命;保护地面设施;降低生产井的维修费用。
三、防砂作业步骤1、作业前工具准备首先需要知道井的基本数据,包括套管磅级、射孔数据、筛盲管扣型等,根据不同井的情况准备手工具和各种变扣接头。
手工具一般包括:管钳、卷尺、安全卡瓦、提丝、裁纸刀、内径规、外径规、钢丝刷、扳手、锉等。
各种变扣接头主要包括:筛盲管防喷变扣(根据筛盲管尺寸定),中心管防喷变扣、座封工具与钻杆连接的变扣(视作业平台钻杆尺寸决定,7”井座封工具上部接头扣型为 2-7/8”IFB;9-5/8”井座封工具上部接头扣型为3-1/2”IFB)、循环头等。
2、作业流程(以2层9-5/8”井为例)2.1、座封沉砂封隔器电缆座封沉砂封隔器工具组合:Baker "F-1" 沉砂封隔器 + 电缆座封工具+ CCL + 马龙头 + 电缆沉砂封隔器的坐封位置要参照测井曲线避开套管接箍。
沉砂封隔器应坐封于底层射孔段底部以下大约5~8ft处。
注意事项:电缆下入"F-1"沉砂封隔器时,关闭所有无线电通讯,停止一切电弧焊作业,平台所有人员禁止使用手机。
如果电缆坐封"F-1"沉砂封隔器有困难(井斜超过60度电缆下入就比较困难),可用钻杆下入液压座封工具。
钻杆下入液压座封工具步骤为:1)工具组合为:"F-1"封隔器+液压坐封工具 + 变扣 + 3-1/2"钻杆(具体柱数根据同位素的深度来定)+ 同位素接头(3-1/2" IF B ×P) +3-1/2"钻杆。
石油工程技术 井下作业 机械防砂工艺
机械防砂工艺油水井机械防砂是在井内下入各种类型的防砂管柱,如割缝衬管、绕丝筛管、滤砂管、双层或多层筛管等,将地层砂砾阻挡在防砂管柱外。
为防止地层泥砂堵塞防砂管柱,可在防砂管柱外充填砾石,使地层结构保持相对稳定,以提高防砂效果、延长防砂有效期。
1管内绕丝筛管砾石充填防砂工艺1.1原理管内绕丝筛管砾石充填防砂工艺,是先将地面预制好的绕丝筛管和井下配套工具依次下入井内,使绕丝筛管对准出砂层位,然后用携砂液携带一定粒度的砾石向地层、炮眼及筛管与套管环空填充,如图1所示。
或先对地层和炮眼填砂,再下充填管柱对环形空间充填砾石。
充填砾石对地层砂形成挡砂屏障,绕丝筛管则使充填的砾石始终保持在防砂井段,确保挡砂屏障的形成,因此砾石粒度与地层砂粒度、绕丝筛管缝隙应有一定的对应关系,即选择的砾石必须能完全挡住地层砂。
图1套管内砾石充填图2金属绕丝筛管1.2砾石充填设计1.2.1砾石设计砾石设计主要是确定砾石的大小、几何形状及化学成分。
砾石粒径大小根据冲砂作业时采集的地层砂样来确定,通过砂样筛析,绘出S型筛析曲线,求出地层砂粒度中值d50,并根据砾石尺寸计算方法求得砾石粒度中值D50,然后圆整得标准工业砾石直径。
目前现场普遍应用sauder计算方法,即D50=(5~6)d50,这样的砾石不仅能阻止地层砂的流动,还能在生产过程中保持最大的有效渗透率。
为满足防砂作业需要,除控制砾石尺寸外,充填砾石还应满足以下要求:强度大,不易被压碎;颗粒均匀,圆度好;杂质含量少,不易堵塞地层。
目前,国内防砂用砾石仍以石英砂为主,材料来源较广,而且无需经过复杂的加工处理即可使用。
1.2.2筛管设计绕丝筛管是将不锈钢丝或窄铜条缠绕在中心管上,然后焊接而成,其腐蚀和磨损小、强度高、产能系数大。
中心管可用打孔管,也可用割缝衬管,如图2所示。
筛管绕丝缝隙宽度的大小,可根据地层砂粒径大小而定,原则上要求筛缝尺寸为充填砾石粒度中值的。
1/2~2/3,即δ=(1/2~2/3)D50筛管直径设计主要考虑两方面的因素:过流面积与充填层径向厚度。
防砂
防 砂
5、含水上升。生产中,由于底水锥进和边水单向凸进,
油井含水上升。一是为了提高产液量,会进一步增大采油 强度;二是水的相对渗透率高,渗透阻力小,渗流流速大, 对砂粒的冲刷作用力大,也会造成出砂。
6、固井质量不合格。固井质量不合格,套管外缺少或
没有水泥环支撑,射孔后易引起出砂。这是油井工程原因。
于0.5 m3/min,待返出液清洁,目测无泥砂, 油污为止。
防 砂
循环充填施工
反循环充填砾石 充填。记录循环压力。如循环压力不大于4~
5MPa(对井深1500m的油井)说明充填管路循 环畅通。如压力过高,说明局部堵塞,应反复 洗井,直到循环压力降到符合要求为止,再开 始加砂充填。
防 砂
防
砂
2、造成油井减产停产。油井出砂,极易造成砂埋产 层,砂堵塞油管。清除堵塞,恢复油井生产,既增 加了作业工作量,增加采油成本,又影响了油井的 生产,如果不根本解决,就会形成一种恶性循环, 生产周期大大缩短。 3、加快磨损井下管柱、工具和地面设备。地层砂粒, 主要是含二氧化硅的石英晶体,硬度高。当砂粒与 流体一起流动时,对井下泵阀、泵筒、柱塞、油管 及地面管线、弯头、闸阀极易造成点蚀、刺穿、卡 阻等破坏。 4、增加原油处理难度。由于原油含砂,造成集油站 输油管线、分离器和储油罐积砂,影响设备的工作 和利用率。
1.控制井底压力和流速影响产能 2.砂拱稳定性不好 1.不能防细粉砂 2.防砂管柱易堵塞,影响产能 3.防砂管柱易受冲蚀,寿命短 1.井内有留物,修井复杂费用高 2.不适用于细粉砂地层防砂 3.多层,异常高压及斜井费用高 4.管内砾石充填影响产能,未预 充填或挤压充填井的产能减少率 为射孔井的11~33%
生产井防砂工艺简介
自然因素
(1)地质因素
c、流体性质 用力增大,更易出砂。 1、含水上升导致毛细管力下降,地层强度降低
2、胶结物被水溶解
3、压降需要放大生产压差,作用在岩石上的拉伸作
1、高温高压蒸汽将环空充填砂挤入地层或溶蚀,井 a、地层压降及生产压差对出砂的影响 3、注水对地层的冲刷作用加剧出砂 筒内砾石充填带被破坏;放喷时大量地层砂回吐从 绕丝管导致出砂。 b、流速对出砂的影响 2、热采采油速度高,导致近井地带地层压降大,
B、拉伸破坏机理
在开采过程中,流体由油藏渗流 至井筒,沿程会与地层颗粒发生 摩擦,流速越大,摩擦力越大, 施加在岩石颗粒表面的拖曳力越 大,即岩石颗粒前后的压力梯度 越大,岩石就会遭受拉伸破坏。
与过高的开采速度和过大的流体速度有关。流体对岩石的拉伸破坏主要集中在炮眼周围, 因为炮眼周围的流速远大于地层内部,另外,近井地带流体易脱气,粘度增大,对岩石 颗粒的拖曳力也会增大。
两种机理同时作用并相互影响,剪切引起地层破坏后,地层颗粒更容易在产液拖曳力 作用下发生运移。
2、影响出砂的因素
断层附近和构造顶部区域原构造应力最大, 是地层强度最弱的部位,局部内部骨架已经 被破坏,是最容易也是出砂最严重的地区。 地层埋藏越深,压实作用越强,胶结强度越 高,越不易出砂。 1 、含油饱和度越高,胶结越好。 a、构造应力的影响 孔隙式胶结>孔隙 -接触式胶结>接触式胶结 2、原油粘度越高,越易出砂(a、粘度高, 毛细管力小,胶结强度弱。 b、粘度高,作用 1、压降过大导致岩石颗粒负荷大,形成剪切破坏。 b、颗粒胶结强度 在岩石颗粒上的拖曳力大 2、压降引起脱气导致原油粘度增大
原理:在一定粒径的石英砂表面通过物
树脂涂敷砂性能指标
表观
密度(g/cm3) 粒径(mm) 固结温度(℃) 抗折强度(MPa) 抗压强度(MPa) 涂覆率(%) 渗透率(μm2)
完井防砂作业介绍2(1)
(五)、防砂管柱设计表(1)
Upper Gross 38.39 Length
3.98 5.60 3.63 5.86 1.56 2.37 5.08 2.83 38.80 55.60 115.73
Bottom
Top
6058.4
Depth
Equip
5937.5 LH SB
5941.4 SC-1L
5947.0 Inv SB
•3、 准备冲管支架、卡瓦及卡瓦座,提升接头 •4、 按以下步骤连接并下入充填工具(注:所有密封 件必须檫干净并涂上黄油)
•a、 引鞋+冲管 •b、 冲管短节1根+球座+4#隔离密封总成+带孔管短节 •c、 冲管+冲管短节 •d、 190-47选择性转换工具总成+MB服务工具 •e、 冲管+冲管短节
•
Top
6020.0
Equip
SC-1
MOE
5.5 SB
U Ext
GP SS
GP SB
L Ext
4.0 NU SB
Blank
Screen
Total
Longest Shortest
Equip
Loc Shoulder Top 4.75 Seal Rev Port Middle Top Blank Stick Down Not Needed Not Needed Not Needed Not Needed Not Needed Not Needed Not Needed Not Needed Not Needed Not Needed WP Top WP Bottom
•32、 起出防砂服务工具,并记录漏失量,
隔器脱手
2000-7-10
井下作业操作手册(防砂作业)
防砂作业1、概述多数疏松或较疏松的油层生产过程中有出砂现象。
油气井出砂会造成磨蚀井下、地面设备和工具(如泵、分离器、加热器、管线等),甚至砂卡中心管、生产管柱等,降低油气井产量或迫使油气井停产。
因此生产过程中可能出砂的油气井,需要进行防砂作业。
海上油气田多采用机械防砂的方式,常见的防砂方式有:独立筛管防砂(优质筛管防砂)和砾石充填防砂。
1.1作业目的利用滤砂管或者充填的砾石作为挡砂屏障,阻挡砂子产出。
1.2作业人员大修作业队人员18人,防砂地面设备工程师4~6人,防砂工具工程师3~4人,打砂工程师1人,作业总监1人,作业监督2人。
1.3作业设备钻修机系统,防砂设备:打砂泵、混砂车、方井口、数采房等。
1.4工具防砂器材:顶部封隔器总成、隔离封隔器总成、沉砂封隔器、筛管、盲管等;防砂服务工具:座封工具、充填工具、隔离密封、冲管等。
2、作业准备2.1陆地作业准备1、收集资料:地层泥质含量、地层砂均质系数、地层砂粒度中值、生产套管尺寸及磅级、射孔数据表、井斜数据表、CBL曲线、原井防砂管柱图、目的层温度及压力。
2、根据石油大学防砂方式选择图版(见图1)选择防砂方式.图1 石油大学防砂方式选择图版3、根据Saucer最优砾石充填尺寸设计图版(见图2)选择挡砂精度:挡砂精度(防砂精度/充填砾石粒径)为地层砂粒度中值的5~6 倍,即D50=(5~6)×d50。
1)在独立筛管防砂中,防砂筛管的挡砂精度应与根据地层砂粒度中值优选的砾石层的挡砂精度结果一致.2)在砾石充填中,应满足砂拱或桥堵挡砂的原则。
绕丝筛管和割缝筛管缝宽应是最小充填砾石直径的1/2~2/3.3)砾石充填防砂推荐选用筛管外径:应保证砾石充填环形空间的径向厚度不小于19mm.独立筛管防砂推荐选用筛管外径:套管井中以筛管本体或接箍外径小于套管内径8mm~10mm 为宜;裸眼井中以最大刚体外径小于裸眼直径10mm~15mm为宜。
图2 Saucer最优砾石充填尺寸设计图版4、根据射孔数据表及沉砂封隔器深度确定需要准备的筛、盲管长度,参照CBL曲线、原井防砂管柱图及射孔数据表,确保防砂封隔器座封位置避开套管接箍、原封隔器座封位置及射孔段。
《防砂作业介绍》课件
防砂作业是海洋工程建设中的重要部分,通过采取一系列的措施,以减少海 域中水流、波浪、涌浪等的冲击,从而保护设施不受波浪侵袭,减少沙化土 地面积,同时也为沿海地区的经济发展提供了良好的土壤。
防砂作业的重要性
防砂作业对保护工程设施、维护农田、沿海城市的安全以及保障航道畅通都具有重要意义。
维护环境稳定
防砂作业的流程
前期调研及规划
调查区域海域的自然条件及人类活动情况,制 定防砂计划。
施工
施工前先进行整体评估,确定施工方案,按照 计划进行施工。
机械设备协调
选择适合海洋环境的机械设备和人员,协调调 配到位。
后期监测
完成建设后的一段时间内进行监测,获取防砂 效果,随时进行改进。
常用的防砂作业方法隔Fra bibliotek堤隔离堤以沉砂作为主要形式, 通过修建“L”型外挡墙把原来的 冲淤区域封住。
抛石堰
在海滩上铺设抛石堰,通过人 工铺石来减缓海浪冲击,降低 海滩侵蚀。
人工重砂
在低平沙岸边退潮期开展人工 重砂作业,以堆积形成沙丘来 抵抗海浪。
防砂作业所需的设备和工具
沙泵
吸取海底的沙子,通过导管输送至防护区。
挖掘机
对堤防施工的岸段进行垫层平整和新沙铺设的 铺砌。
通过人工重砂作业,形成了近 8公里的沙滩资,有效地减少 沙漠化问题。
总结和展望
1 防砂作业可以有效地保护海洋经济、 2 未来,随着科技的进步,防砂作业
生态环境及市民安全。
会越来越智能化、精准化。
天车
使用天车将沙子从车子上卸下,堆积成防砂长 堤。
渣土车
将挖掘机挖出来的泥沙及时清运到防护区的堤 坝作业区。
防砂作业案例分析
位置 浙江沿海
井下作业操作手册(防砂作业)
防砂作业1、概述多数疏松或较疏松的油层生产过程中有出砂现象。
油气井出砂会造成磨蚀井下、地面设备和工具(如泵、分离器、加热器、管线等),甚至砂卡中心管、生产管柱等,降低油气井产量或迫使油气井停产。
因此生产过程中可能出砂的油气井,需要进行防砂作业。
海上油气田多采用机械防砂的方式,常见的防砂方式有:独立筛管防砂(优质筛管防砂)和砾石充填防砂。
1.1作业目的利用滤砂管或者充填的砾石作为挡砂屏障,阻挡砂子产出。
1.2作业人员大修作业队人员18人,防砂地面设备工程师4~6人,防砂工具工程师3~4人,打砂工程师1人,作业总监1人,作业监督2人。
1.3作业设备钻修机系统,防砂设备:打砂泵、混砂车、方井口、数采房等。
1.4工具防砂器材:顶部封隔器总成、隔离封隔器总成、沉砂封隔器、筛管、盲管等;防砂服务工具:座封工具、充填工具、隔离密封、冲管等。
2、作业准备2.1陆地作业准备1、收集资料:地层泥质含量、地层砂均质系数、地层砂粒度中值、生产套管尺寸及磅级、射孔数据表、井斜数据表、CBL曲线、原井防砂管柱图、目的层温度及压力。
2、根据石油大学防砂方式选择图版(见图1)选择防砂方式。
图1 石油大学防砂方式选择图版3、根据Saucer最优砾石充填尺寸设计图版(见图2)选择挡砂精度:挡砂精度(防砂精度/充填砾石粒径)为地层砂粒度中值的5~6 倍,即D50=(5~6)×d50。
1)在独立筛管防砂中,防砂筛管的挡砂精度应与根据地层砂粒度中值优选的砾石层的挡砂精度结果一致。
2)在砾石充填中,应满足砂拱或桥堵挡砂的原则。
绕丝筛管和割缝筛管缝宽应是最小充填砾石直径的1/2~2/3。
3)砾石充填防砂推荐选用筛管外径:应保证砾石充填环形空间的径向厚度不小于19mm。
独立筛管防砂推荐选用筛管外径:套管井中以筛管本体或接箍外径小于套管内径8mm~10mm 为宜;裸眼井中以最大刚体外径小于裸眼直径10mm~15mm为宜。
图2 Saucer最优砾石充填尺寸设计图版4、根据射孔数据表及沉砂封隔器深度确定需要准备的筛、盲管长度,参照CBL曲线、原井防砂管柱图及射孔数据表,确保防砂封隔器座封位置避开套管接箍、原封隔器座封位置及射孔段。
防砂概述
防砂概述一、概述(一)出砂危害及出砂机理1.危害油(汽)井出砂是疏松砂岩油(气)藏面临的重要问题之一。
出砂的危害主要表现在以下三个方面:(1)油井减产或停产:油(气)井出砂,极易造成砂埋产层,油管砂堵及地面管汇和储缺积砂,从而被迫停产作业。
冲洗被破埋的地层,清除油管砂堵,既费时又费工,问题还不能彻底解决,恢复生产不久,又需重新作1 周而复始,出砂更趋严重,生产周期越来越短,造成大量躺井,使产量大减,作业成本巨增,经济损失严重。
(2)地面及井下设备加剧磨蚀:油、气流中携带的地层砂粒,其主要成分是SiO2,硬度高,流速大,容易造成井下泵阀点蚀、油管刺穿、柱塞拉坏、砂卡、地面阀门失灵。
从而经常被迫关井作业,更换或维护设备,使产量下降,成本上升。
(3)套管损坏,油井报废:在长期严重的出砂在套管外形成巨大的空穴,内、外受力不平衡引起地层突发民生坍塌,轻则造成套管变形,重则套管被错断挤毁,修复很困难,使油(气)井工程报废,损失惨重。
其他危害还很多,在此不一一列举。
所以必须立足先期、早期防治,以减少对油层胶结的破坏,为正常生产或后期防砂创造条件。
2.出砂机理及影响因素地层是否出砂取决于颗粒的胶结程度———地层强度。
一般说来,地层应力超过过地层强度就可能出砂。
地层应力包括构造应力、上覆压力、流体对颗粒的摩擦力、生产压差的拖曳力等。
而地层强度由颗粒的胶结类型、胶结物含量、孔隙内流体内聚力、颗粒之间的摩擦力来决定。
可见,出砂影响因素很多,主要分为两大类:(1)先天因素:指砂岩地层的地质条件,如胶结物含量及分布,胶结类型,成岩压实作用,地质年代等。
一般说,胶结物含量高,分布均匀,地质年代早,埋藏深,成岩强度就高,越不易出砂,反之亦然。
(2)开发因素:有的可以避免,有的则不可避免,大体归纳如下:①采液速度突然发生变化或采油速度过高;②低质量(指对地层伤害严重)和频繁的修井作业;③不合理的生产及作业措施造成油层伤害;④地层压力持续下降,油井含水上升;⑤开发中、后期油井提液,加剧了对颗粒的冲刷,泥质胶结的地层防膨措施不当。
防砂工艺技术
防砂工艺技术防砂工艺技术主要是指在建筑、工程施工和土地治理等领域,采取一系列措施防止沙尘飞扬、泥石流等问题的技术手段。
下面将就防砂工艺技术进行一些简要的介绍。
首先,对于建筑施工领域来说,沙尘飞扬是一个普遍存在的问题。
为了防止沙尘飞扬对施工环境和劳动者健康的影响,可以采取一些防砂措施。
比如,在施工现场周围搭建围挡或围墙,用来防止风吹起大量扬尘;在易飞扬的地面上喷洒水雾,增加湿度,减少沙尘产生;使用喷雾装置,在施工过程中不断喷洒水雾,降低尘埃浓度;对于特别封闭的作业环境可以使用负压封闭作业,通过防止尘埃外泄来保护施工场地和劳动者的健康。
其次,对于土地治理领域来说,需要防止沙尘飞扬和泥石流等问题的发生。
在沙漠化地区或被侵蚀严重的地区,可以采取种植固沙植物的方法,通过植被的根系固定土壤,减少土壤侵蚀。
同时,还可以采取修建拦沙坝,截流沙漠化区域的流沙;修建护坡和固沙网,增加土壤的稳定性和抗侵蚀能力;进行人工造林,增加植被覆盖率,减少水土流失等措施来达到防砂的目的。
另外,在工程施工中,针对泥石流的防治也是非常重要的。
泥石流是一种水土流失严重,有强大破坏力的自然灾害。
为了防止泥石流对工程的影响,可以采取一些防砂工艺技术。
比如,在泥石流源头和河道下游修建拦砂坝和拦石坝,可以有效阻挡泥沙和石块的运移;在施工地点开展泥石流防治工作,包括加固边坡、设置拦截设施等;利用提前警报系统,对泥石流进行监测和预警,以减少对工程的影响。
总之,防砂工艺技术在建筑、工程施工和土地治理等领域起到了重要的作用。
通过合理的防砂工艺措施的采取,不仅可以保护环境,减少资源的浪费,还可以维护施工人员和周围居民的身体健康。
因此,加强防砂工艺技术的研究和应用,对于实现可持续发展具有重要意义。
防砂作业中的井控安全知识培训
井控安全的重要 性在于保障人员 生命安全、减少 环境污染、保护 油气资源以及维 护企业声誉。
井控安全管理涉 及钻井、完井、 修井等各个环节, 需要建立健全的 规章制度和操作 规程。
井控安全意识的 培养和提高是实 现井控安全的重 要保障,需要加 强员工培训和教 育。
操作规程:按照 规定程序进行井 控作业,确保井 控设备正常运转, 及时发现并处理
案例选择:具有代表性、典型性,能够反映防砂作业中的井控安全问题。 案例分析:对案例进行深入剖析,分析事故原因、过程和后果,总结经验教训。 案例结论:根据案例分析结果,得出相应的结论和建议,为防砂作业中的井控安全提供指导。 案例应用:将案例应用于实际生产中,提高井控安全意识和操作水平。
汇报人:
实施。
使用井控设备前,必须进行培 训,确保员工熟悉操作规程和 应急处理措施。
井控设备包括防喷器、控制装 置和辅助设备等,必须定期检 查和维护。
防喷器的开关应当根据实际情 况进行调节,定期进行开关试
验,确保其正常工作。
控制装置应当根据井控安全要 求进行配置,并定期进行校验
和调试。
PART FOUR
井下工具失效: 由于各种原因导 致井下工具不能 正常工作,从而 影响防砂作业的 正常进行,可能 引发各种事故。
防砂作业前进行风险评估,制 定应对措施
定期进行井控安全培训,提高 员工应急处理能力
配备完善的井控设备,确保设 备完好无损
建立应急预案,及时处理突发 情况
PART FIVE
考试成绩评估: 通过考试成绩 评估学员对井 控安全知识的
异常情况。
注意事项:严格 遵守井控安全规 定,加强井控设 备的维护保养, 提高员工的安全 意识和应急处理
能力。
防砂作业中的井控安全知识课件
防砂作业在油气田开发中的重要性
防砂作业是油气田开发的关键环节
• 影响油气田的开发速度和生产周期 • 关系到油气田的安全生产和环境保护 • 影响油气田的经济效益和可持续发展
防砂作业的重要性
• 提高油气井的产量和开发效果 • 降低油气井的修井成本和作业风险 • 保护油气田的资源和生态环境
防砂作业的技术发展趋势
• 通过利用地层的物理特性 • 防止或减少地层砂粒进入井筒 • 具有施工工艺复杂、成本较高、适用范围较窄等优点
防砂作业方法的优选与应用
防砂作业方法的优选
• 根据油气田的地质条件、开发工艺、生产要求等因素 • 选择合适的防砂作业方法 • 强调防砂作业方法的综合性和系统性
防砂作业方法的应用
• 根据优选的防砂作业方法 • 制定详细的施工方案和工艺流程 • 进行施工现场的管理和监督
防砂作业中的井控安全监测与报警
防砂作业中的井控安全监测
• 对施工过程中的井控安全参数进行实时监测 • 发现异常情况及时进行处理和报告
防砂作业中的井控安全报警
• 建立井控安全报警系统 • 对潜在的井控安全风险进行预警和报警
04
防砂作业中的井控安全风险及防范
防砂作业中的井控安全风险识别
防砂作业中的井控安全风险识别
防砂作业的基本原理及其分类
防砂作业的基本原理
• 通过一定的方法和措施 • 防止或减少地层砂粒进入井筒 • 保持井筒的畅通和生产顺利进行
防砂作业的分类
• 按防砂方法分为机械防砂、化学防砂、物理防砂等 • 按防砂对象分为油井防砂、气井防砂、注水井防砂等 • 按施工工艺分为常规防砂、特殊防砂、综合治理等
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防砂作业中的井控安全事故原因分析方法
防砂工艺概述
设计原则
1、筛管总长应保证其上下端均超出射孔 段各1~10英尺。 2、盲管长度不少于18英尺。
设计方法
1、选用封隔器、筛管、盲管、冲管、桥 塞等规格 2、确定底部桥塞位置。 3、从下往上逐层配置筛管、盲管。 4、配置工具及冲管、中心管长度。
防砂设备的组成
防砂泵 搅拌器 混砂器 离心泵 过滤器 管 汇 水 罐 防砂工具总成
影响砾石充填因素:
泵速Q 冲管直径 筛管形状 漏失量 砂液浓度
充填条件:
Q=0.5-3bbl/min 漏失量25%-30% 砂液浓度=0.5-1.5lb/gal 当Q>6bbl/min,称高速水充填.
射孔段中携砂液无漏失充填
0°- 45°直井或斜井水充填
45 °- 55°定向井水充填
60°定向井水充填
60 ° -110 °水充填
砾石的选择和量的计算
地层砂筛选 API标准对照
砂量计算
套管环空砂量计算
地层所需砂量计算
总体所需砂量
筛管的选择
API标准查表
绕丝筛管
预充填筛管
特殊筛管
设计依据
井深、井斜 射孔段数据、射孔段净长 油层分组,确定防砂层数 套管规格及接箍位置 砾石规格
防砂泵
混砂器
搅拌器
DE过滤器
筒式过滤器
防砂充工具组成
外管柱:防砂管柱 内管柱:充填管柱
外管柱
隔离封隔器 充填滑套 上延伸管 下延伸管 安全剪切接头 防砂筛管 插入密封定位短节
内管柱
坐封工具 充填转换工具 密封 滑套开关工具 冲管
防砂充填作业程序
1、地面管线试压 2、坐封及验封 3、工具脱手 4、剪切球座 5、洗钻杆管柱
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生产管柱示意图
动力电缆 ‘Y’接头 电潜泵总成 带孔管 定位/密封接头 密封件 封隔器 滑套 座落接头 导向接头
油管
20、撤防喷器/装采油树
二、现场容易发生的主要问题
(只要大家注意,这些问题是可以控制住的)
1、防砂质量问题
A、完井液不干净,未达到过滤标准要求,油层 被污染 B、完井液漏失过多,油层被污染 C、充填系数过低,防砂能力降低 E、射孔深度不够(现场无法控制) F、负压值太低,炮眼无法靠返涌清洗干净 G、射孔后返涌时间太短,炮眼未清洗干净 H、筛管损坏(下入太快引起的)
2、主要机械问题
A、射孔之后管柱被卡 (负压值过高/射孔段太长/枪管直径过大) B、某层防砂之后上提管柱时冲管被卡
(背压/上提管柱/反循环三者之间配合不默契)
C、测试冲管密封性能时,压力打不起来或无法 稳压
(冲管配长不当/丝扣不紧/密封件损坏)
D、顶部封隔器座封好后,管柱丢手困难
(井斜太大/上提负荷不当/方扣拧得太紧)
(这是一道十分精细、复杂和关系到整个防砂作业成败的 关键工序,务必精心操作)
主要包括以下工序:
⑴、首先要根据各射孔段长短,仔细设计、计算、优化各 层筛管/盲管的配长 ⑵、根据上述‘A’项计算出的各层筛管/盲管的配长,设 计、计算、优化冲洗管的配长 ⑶、在井口按要求逐个连接筛管、盲管、各层封隔器、充 填工具总成 ⑷、测试充填工具的密封性能
海水大排量洗井
再用102 过滤海水大排量洗井,至到井口返
出液的NTU值(海水的浊度值单位)半小时内连 续稳定 30时为止 替入射孔液或完井液(至少充满500m长度的套管容积)
5、起出洗井管柱 6、 下电缆测短套管上的同位素位置 (有时这步不做而直接进行下一步骤) 7、用电缆校深/座底部封隔器 8、下射孔管柱 (此步作业操作技术难度大,危险性大) 9、电缆校深/调节射孔管柱下入深度
一、防砂完井主要作业程序和基本要求
1、移井架至作业井口
2、切割/打磨套管头
必须严格按设计要求切割/打磨套管头 (举例说明由于不按要求打磨套管头所造成的危害)
3、按设计要求安装井口防喷器,并进行功能和压 力试验 4、(下管柱)洗井 先用普通海水大排量洗井
替入烧碱水(若干方)浸泡30分钟后再用普通
E、电缆挤坏/密封件插不进
(下井过程中损坏)
气体伤人。
在起管柱过程中应适当灌入完井液,防止井喷 有时为了安全起见,在起管柱之前应先打捞出点火头。 15、下入刮洗管柱、探砂面/循环冲砂洗井 (必须用完井液循环洗井)
刮管冲砂洗井示意图
用完井液冲砂洗井
套管 钻杆
刮管器 已射孔段 钻头 人工井底 赃物(炮弹皮/地层砂)
16、其出刮洗管柱
(起管柱过程中适当灌入完井液,防止井喷) 17、下入防砂管柱总成
(将电缆下入钻杆内,通过比较射孔管柱上同位素下入位 置和短套管上的同位素位置来校正射孔深度)
10、座射孔封隔器 11、连接井口试油树/地面测试管汇 12、投棒点火/返涌(3045分钟)
射孔管柱校深示意图
同位素标记 短套管 套管 钻杆 电缆和深度校正仪
50mΒιβλιοθήκη 200m 同位素接头射孔封隔器 150m 负压阀 点火头 射孔枪
⑸、将底部定位密封总成插入底部封隔器内
⑹、座封顶部封隔器/验封/旋转管柱丢手 ⑺、座封底部隔离封隔器/验封 ⑻、第一层防砂作业(OK后) ⑼、上提管柱座封第二个隔离封隔器/验封 ⑽、第二层防砂作业(OK后) ⑾、上提管柱座封第三个隔离封隔器/验封 ⑿、第三层防砂作业(OK后)
18、起出防砂管柱 19、下生产管柱
待射孔段
人工井底
射孔管柱负压返涌示意图
空管柱高度 钻杆 液面
(造负压用)
同位素接头
射孔封隔器 负压阀
油气流 射孔枪 人工井底
13、上提管柱2m解封射孔封隔器/循环洗井/压井
(必须用完井液洗井/压井 反循环洗井示意图
用完井液循环洗井
已射孔段
14、起射孔管柱 在井口卸射孔枪时应特别注意安全,防止枪管内高压