出砂基础知识
(一)井下作业基础知识

2、井下作业项目分类
(1)维护性作业项目:包括检泵、投产下泵、投注、注水井管柱检查、 洗井测压起下泵、换光杆、冲砂、一般性打捞、解卡等。
(2)措施作业项目:包括压裂、酸化、转抽、换大泵、热采、下电泵、 下水力泵、堵水、防砂、调剖、排水采气、增压、分注、隔采及采油新 工艺、新技术的增产措施等。
(3)大修作业项目:复杂解卡、打捞、二次固井、取换套、套管整形、 套管补贴加固、弃置井永久报废、井筒除垢、钻塞、开窗侧钻等。
2-内中心管 5-水力锚壳体 7-弹簧 9-调节环 11-隔环 13-锥体 15-锁套 17-执行活塞 19-剪钉 21-静压套 23-液压缸堵 25-剪环 27-限位销钉
Y541封隔器
Y453双卡瓦封隔器
1-上接头 2-接箍 3-中心管 4,7-密封胶筒皮碗 5-上胶筒 6-下胶筒 8-卡簧槽液缸 10-下中心管 11-卡簧 12-上液缸 13-上活塞 14-下液缸 15-下活塞 16-限位螺钉 17-固定螺帽
五、封隔器基础知识
封隔器是油气井实现控制性开采及增产措施实施 的主要井下工具,对油气田高效开发及经济有效开发起 着关键性作用。
封隔器主要作用是:选择性开采、高压保护套管 及防止套管腐蚀。
1、封隔器分类 (1)分类方法 按封隔器封隔件实现密封的方式进行分类。 (2)分类 自封式:靠封隔件外径与套管内径的过盈和工作压差实现密封的
(一)常用封隔器介绍 长庆油田油井完井主要应用了Y111、Y221、 Y211、Y341、Y141、Y453、Y445等封隔器类型; 水井完井主要应用了K344、Y341、Y342封隔器 等类型;
Y111封隔器 1-上接头; 2,4—胶简; 3—隔环; 5—中心管; 6,8—密封圈; 7—压帽; 9—下接头
水处理工艺设备基础知识

3.1 除砂机的种类: 除砂机的种类很多,过去多采用抓斗式或链条式,利用链 条刮板从池底集砂沟中收集沉砂,并通过抓斗将收集的沉 砂装车运走。新型的除砂设备用安装在往复行走的 车上 的泵抽出池底的砂水混合物,再利用砂水分离器将砂与水 分开,完成除砂,砂水分开。 目前我们所使用的除砂设备为桥式吸砂机(往复式、气提) 3.2 砂水分离设备的种类: 常用的砂水分离设备有水力旋流器、振动筛式砂水分离器 及螺旋砂水分离器。 目前我们所使用的砂水分离设备为螺旋砂水分离器。
四、闸门与阀门
4.1 分类 污水处理厂使用的闸门与阀门种类繁多。闸门有铸铁闸门、 平面钢闸门等,阀门有闸阀、止回阀、蝶阀、球阀、截止 阀等。 4.2 闸门 在污水处理厂中,闸门一般设臵在全厂进水口、沉砂池、 沉淀池、泵站进水口及全厂出水管渠口处,其作用是控制 水厂的进出水量或者完全截断水流,闸门的工作压力一般 都小于0.1Mpa,大都安装在迎水面一侧。 在污水处理厂中使用的大多为铸铁单面密封平面闸门,按 形状分为圆形闸门和方形闸门。圆形闸门的直径一般为 200-1500mm,方形闸门的尺寸一般在2000mm×2000mm以下。
3、双栅式齿耙格栅除污机
3.1 作用: 又叫粗格栅除污机,该机是一种用于渠道深度较深的大中 型粗格栅除污机,该机可放臵在进水口,各类提升泵站前, 拦截渠道中的各种漂浮物,使污水提升泵不受堵塞,保证 后续处理工艺正常进行。 3.2 粗格栅除污机的结构: 主要由驱动装臵、主动轴、齿耙、链条装臵、机架、前后 栅条等部分构成。 3.3 工作原理 粗格栅后栅为条形固定栅条,用以拦截悬浮物和漂浮物, 前栅为条形可沿铰轴微小摆动的栅条,用以拦截粗大沉积 物,并防止污物卡住链条,除污耙在链条带动下,顺时针 回转将杂物运走并卸掉。
压裂基础知识

压裂基础知识压裂基础知识一、水力压裂原理(一)基本原理水力压裂是利用地面高压泵组,将高粘液体以大大超过地层吸收能力的排量注入井中,在井底憋起高压,当此压力大于井壁附近的地应力和地层岩石抗张强度时,便在井底附近地层产生裂缝;继续注入带有支撑剂的携砂液,裂缝向前延伸并填以支撑剂,关井后裂缝闭合在支撑剂上,从而在井底附近地层内形成具有一定几何尺寸和高导流能力的填砂裂缝,使井达到增产增注的目的。
(二)增产原理1、形成的填砂裂缝的导流能力比原地层系数大得多,可大几倍到几十倍,大大增加了地层到井筒的连通能力;2、由原来渗流阻力大的径向流渗流方式转变为单向流渗流方式,增大了渗流截面,减小了渗流阻力;3、可能沟通独立的透镜体或天然裂缝系统,增加新的油源;4、裂缝穿透井底附近地层的污染堵塞带,解除堵塞,因而可以显著增加产量。
二、压裂材料(一)压裂液在压裂过程中注入的液体统称为压裂液,根据压裂过程中注入井内的压裂液在不同施工阶段所起的作用不同,可把压裂液分为前置液、携砂液、顶替液三种。
1、根据作用不同分类前置液:它的作用是破裂地层并造成一定几何尺寸的裂缝,以便后面的携砂液进人在温度较高的地层里,它还可起一定的降温作用。
有时为了提高前置液的工作效率,在前置液中还加入一定量的细砂(粒径100-140目,砂比10%左右)以堵塞地层中的微隙,减少液体的滤失。
携砂液:它起到将支撑剂带入裂缝中并将支撑剂填在裂缝内预定位置上的作用。
在压裂液的总量中,这部分比例很大。
携砂液和其他压裂液一样,有造缝及冷却地层的作用。
携砂液由于需要携带密度很高的支撑剂,必须使用交联的压裂液(如冻胶等)。
顶替液:顶替液是在加砂程序结束后,用来将携砂液全部替人裂缝中,以提高携砂液的效率和防止井筒沉砂。
2、根据类型不同分类根据压裂液类型不同,可以将压裂液分为水基压裂液、油基压裂液、泡沫压裂液等。
(1)水基压裂液:水基压裂液是用水溶胀性聚合物(称为成胶剂)经交链剂(又叫交联剂)交链后形成的冻胶。
石油钻井工程基础知识

• ⑴ 岩屑干照法。
• ⑵ 点滴分析法。
• 5、气测录井
l 概念:用气测仪器通过直接测定钻井 液中气体含量,从而判断油气层的过程 叫做气测录井。
• 三、地球物理测井
• 1、 电法测井
• 是通过研究井下岩层及所含流体的电学 性质,进而研究岩层的岩性、储油物性 和含油性的方法。
• 2、 声波测井
二、钻井中地质录井工作
1、钻时录井
概念:是通过计时器把实钻一个规定 的单位进尺的时间反映并记录下来的过 程,一般用“分/米”表示。
⑴ 井深计算
井 深=钻具总长+方入
钻具总长=钻头长度+接头长度+钻铤长 度+钻杆长度
⑵ 方入的计算
到底方入=井深-钻具总长
整米方入=新钻杆到底方入+前一根单根 打完时的井深与其紧邻的整米井深之差 值
• 2)、旋流器
• 旋流器按其直径不同,可分为除砂器和 除泥器。
• ⑴除砂器。直径为150~300毫米的旋流 器称为除砂器。其处理能力是:在进料 压力为0.2兆帕时不低于20~120立方米每 小时。正常工作的除砂器能清除约95% 大于74微米的钻屑和约50%大于40微米 的钻屑。为了提高使用效果,在选用除 砂器时,其许可处理量必须为钻井时最 大排量的125%。
⑵砂岩层。砂岩一般来说是较好的渗透层,在井 壁上易形成较厚的滤饼,易引起泥饼粘附卡钻。 另外滤饼对测井也有影响,所以必须使用优质 钻井液。
⑶砾岩层。在砾岩层中钻进易发生跳钻、蹩钻和 井壁垮塌。
⑷在当地层软硬交错时,易发生井斜,地层倾角 较大者也易发生井斜。
⑸当岩层中含有可溶性盐类,即钻到石膏层、 盐岩层时,要注意对钻井液性能的影响。
采油工基础知识百问百答

采油工基础知识百问百答什么叫油气田?答:聚集物以油为主的叫油田,以气为主的叫气田,既有油又有相当数量的气则叫油气田。
2、什么是生油气层?答:广义的生油气层是指能够生成石油和天然气的岩层。
3、什么是油气的运移?答:油气运移是指油气在地壳中的移动过程。
4、什么叫圈闭?答:适于油气聚集并形成油气藏的场所叫做圈闭。
5、什么叫油气藏?答:当圈闭之内聚集了一定数量的油气之后,就形成了油气藏。
6、油气藏的类型有哪几种?答:油气藏为四种类型,即:构造油气藏、断层油气藏、地层油气藏、岩性油气藏。
7、什么叫沉积相?答:是指在一定的沉积环境中所形成的沉积岩沉积特征的组合。
8、什么叫石油?答:石油是一种可燃的有机的液体矿物,是以液态碳氢化合物为主的复杂混合物。
9、什么是注水开发方式?答:注水开发方式是指人工向油藏注水,保持油藏能量和利用注水驱替原油,以提高采油量和采收率。
10、确定洗井排量应本着什么原则?答:洗井排量应由小到大,再由大到小,缓慢提高和缓慢降低水量,洗干净为止。
11、注水开发油田存在的地下三大矛盾是什么?答:注水开发油田存在的地下三大矛盾指的是层间矛盾、平面矛盾、层内矛盾。
12、什么叫生产井?答:用来生产原油的采油井叫生产井。
13、什么叫加密调整井?答:为挖掘未动用的油层储量,改善注水波及不到的死油区,调整横向、纵向采油开发效果差所钻的井叫加密调整井。
14、什么叫丛式井?答:由于地形地貌因素的影响,改在空闲地面的一定面积范围内,通过钻定向斜井,使完井井点坐标与布井井网所规定位置相一致,不影响开发效果的一组井。
15、什么是机械采油?答:用机械的举升方式将石油采到地面上来的方法叫机械采油。
16、大庆油田有几种机械采油方式?答:大庆油田的机械采油方式有四种:(1)深井泵;(2)潜油电泵;(3)螺杆泵;(4)水力活塞泵。
17、什么叫抽油机?答:抽油机是有杆抽油设备系统的地面装置,它由动力机、减速器、机架和四连杆机构等部分组成。
阴宅风水基础知识

阴宅风水基础知识1、三合九星水法:乾甲离壬寅戌山时,在二十四山坤、壬、乙上起贪狼;坤乙坎癸辰申山时,在二十四山艮、丙、辛上起贪狼;艮丙震庚亥未山时,在二十四山巽、庚、癸上起贪狼;巽辛兑丁巳丑山时,在二十四山乾、甲、癸上起贪狼;(其顺续为:贪巨禄文辅武破廉《红色为吉星》)目的:看来去水的吉凶,(水在吉字上是吉水,在凶字上是凶水)!2、水出辰,左水到右,问:一般立哪几个向合适? 答:这是申子辰水局(辛壬会而聚辰),地理五诀云:水出辰(叫水入库),左水到右,立正旺向和自旺向:1、旺龙时,立正旺向:壬的长生在申,所以帝旺在壬子,即立壬子向:午山子向和丙山壬向。
(1)午山子向:因为:乙为坤的纳甲,坤的洛书数是1,单数为阳,所以乙为阳去水,辰为坎的纳甲,坎为7,单数阳,辰为阳去水。
又因为壬是离的纳甲,离为3,单数为阳,即壬阳来水。
因为:子为坎的纳甲,坎为阳,故子为阳向。
根据:“阳水、阳向→阴去水”,不符水法要求。
立向时:立子向兼壬2度(为借禄)。
坐丙午向丙子。
坐财向财;坐张7向危4。
玄空风水学认为:8运午山子向:双星会座,生气到向,吉凶各半。
尽量不用,别无选择时用替卦!(2)丙山壬向:前已说明壬为阳,即阳向,根据阳水、阳向→阴去水,也不符合水法要求,立向:立壬向兼子2.5度,(为迎禄)即坐张16向危13。
坐辛巳向辛亥。
玄空风水学云:8运丙山壬向:双星到向,次运入囚,大凶。
尽量不用,别无选择时用替卦!(3)分析:①地理五诀认为:此向名为三合联珠贵无价杨公救贫进神生来会旺水法;“玉带缠腰”金城水法。
大富大贵,忠孝贤良,男聪女秀,夫妇齐眉,房房相似。
发福绵远,“申子辰,坤壬乙。
文曲从头出”,既此是也。
2、立自旺向:水的长生在申,帝旺在子水的帝旺壬子顺转90°,在水的“死”上,叫“化死为旺”自旺向,立甲卯向:即:坐庚向甲和坐酉向卯。
(1)坐庚向甲,甲是乾的纳甲,乾为9为阳即甲阳向。
乙辰为阳去水,阳向→阳去水,不符合水法要求。
试油基础知识

• (2)射孔密度。
–射孔密度(每米射孔数)对油井产能影响较大,提高孔 密,能有效地提高油井的产能。
试油基础知识
---试油主要工序
5、下试油管柱 下井油管必须 刺洗干净,无弯 曲、无裂痕、无 腐蚀,接箍紧固 ,丝扣无油泥, 无损坏、无毛刺 ,逐根用油管规 通过。
试油基础知识
---试油主要工序
6替喷、诱喷排液 6.1替喷 凡采用泥浆、盐水作射孔液,射 孔后应及时用清水(清水中 必须加入适量的防膨剂或活 性剂)进行替喷洗井,用水 量不得少于井筒容积的两倍 ,并且连续施工,替出井内 全部脏物,达到进出口水质 一致。用原油替喷时,替入 原油要干净,并做含水和含 砂分析,含水必须在3%以内 ,含砂小于0.01%。管柱带有 封隔器替喷时,一般要求替 喷管柱的进油孔(筛管或配 产器外壳)距油层底部以下 30m,特殊情况按设计要求 执行,但一定要保证进油孔 在油层底界以下。替喷时排 量要控制,不得将压井液挤 入地层。
试油基础知识
地质储量计算
---试油工作的目的
近岸碎屑沉积体系
湖盆碳酸盐岩沉积体系
试油基础知识
务
---试油的主要任
二)试油的主要任务:
(1)了解储层及流体性质,为附近同一地层的其它探井提供 重要的地质资料;
(2)查明油、气田的含油面积及油水或气水边界以及驱动类 型,为初步计算油气工业储量提供必要的资料;
油层
试油基础知识
---试油工作的目的
试油目的
工 艺 技 术
工 程 实 施
地层产能、液性、压力、温度 综 合 分 析 给储层下结论 解 释 评 价
试油基础知识
不同的井别,试油目的不同
---试油工作的目的
参数井(区域探井):主要目的是探明新区是否存在 油、气。是否具工业价值,尽快打开找油气的形势。 予探井:主要目的查明储层的工业价值,为计算控制 储量提供依据 详探井:探明油、气、水边界,落实产能变化规律、 驱动类型、压力系统为计算探明储量和油气藏评价提供依 据。 开发井:确定油、气、水产能,了解油、气、水边界 变化规律。 储气库井(已开发过的油气藏):确定产能变化规律 ,了解油、气、水边界变化规律。为供气方案提供依据。
铸造基础知识

单件小批生产的重型铸件,手工造型仍是重要的方 法,手工造型能适应各种复杂的要求比较灵活,不 要求很多工艺装备。可以应用水玻璃砂型、VRH法 水玻璃砂型、有机酯水玻璃自硬砂型、粘土干型、 树脂自硬砂型及水泥砂型等;对于单件生产的重型 铸件,采用地坑造型法成本低,投产快。批量生产 或长期生产的定型产品采用多箱造型、劈箱造型法 比较适宜,虽然模具、砂箱等开始投资高,但可从 节约造型工时、提高产品质量方面得到补偿。 低压铸造、压铸、离心铸造等铸造方法,因设备 和模具的价格昂贵,所以只适合批量生产。
铸件 复杂 程度
生产成 本
适用范围
工艺特点
砂型铸造
各种材 质
几十 克~ 很大
差
简单
低
最常用的铸造方法 手工造型:单件、小批量 和难以使用造型机的形状 复杂的大型铸件 机械造型:适用于批量 生产的中、小铸件
手工:灵活、易行,但 效率低,劳动强度大, 尺寸精度和表面质量低 机械:尺寸精度和表面 质量高,但投资大
5、冷裂
6、缩裂
更多铸造缺陷及其防治参见铸造缺陷及其防
治 铸件的缺陷修复参见铸件缺陷修复 铸钢件补焊参见jbt5000.7铸钢件补焊
一般来讲,对于中、大型铸件,铸铁件可以用树脂 自硬砂型、铸钢件可以用水玻璃砂型来生产,可以 获得尺寸精确、表面光洁的铸件,但成本较高。 当然,砂型铸造生产的铸件精度、表面光洁度、 材质的密度和金相组织、机械性能等方面往往较差, 所以当铸件的这些性能要求更高时,应该采用其它 铸造方法,例如熔模(失腊)铸造、压铸、低压铸 造等等。
实例:汽车发动机曲轴、机床床身、飞机叶轮、 航天 器内精密复杂件等铸件。
铸造过程
1)造型和制芯直到装配,得到铸型 2)金属熔炼—得到成分、温度合格的金属 液 3)浇注,型腔内冷却凝固 4)清理,检验。得到不同形状、性能要求 的铸件。
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第一节概述石油工业中,油井生产出砂(sandproduction)是个普遍性问题,而且油井生产出砂问题的研究十分困难,原因是:①无法直接观测出砂过程。油田开发在地层深处进行,在地面无法直接观测;②岩石力学性质(rockmechanicalproperties)复杂。地层岩石的力学性质可能在较大范围内变化,地层深部取心不但花费昂贵,而且也有一定的偶然性、局限性,如地层深部的含水率、温度和压力条件在地面上难以保持,而这些因素对地层岩石的力学性质有很大影响;③储层条件复杂。随着生产的进行和各种增产措施的实施,使储层变得十分复杂,这也给研究出砂机理带来困难。④油井出砂影响因素多。油井出砂受许多复杂因素的影响,如;地质条件、岩石力学性质、生产参数等;在一口井最终完成之前以及在其生产过程中,准确地预测其是否出砂是至关重要的,因为无论采取何种防砂(sandcontrol)措施费用都会很高,所以不必要的采取防砂措施,不仅使生产费用增加,而且污染油气层,降低生产效率。但是对那些因出砂而被放弃或不能继续开发的井,采取防砂措施又是使油井成为有开采价值的唯一方法。第二节油井出砂的过程及危害一、油井出砂的基本过程地层砂可分为两种:充填(松散)砂和骨架砂(frameworksand)。当流体的流速达到一定值时,首先使得充填于油层孔道中的未胶结的砂粒发生移动,油井开始出砂,这类充填砂的流出是不可避免的,而且起到疏通地层孔隙通道的作用;反之,如果这些充填砂留在地层中,有可能堵塞地层孔隙,造成渗透率下降,产量降低。因此充填砂不是防治的对象。当流速和生产压差达到某一数值时,岩石所受的应力达到或超过它的强度,造成岩石结构损坏,使骨架砂变成松散砂,被流体带走,引起油井大量出砂。防砂的主要对象就是骨架砂,上述情况是在生产过程中应尽量避免的。根据以上情况可以把油井出砂过程分为两个阶段:第一阶段是由骨架砂变成自由砂,这是导致出砂的必要条件;对于出砂的该阶段来说,应力因素:如井眼压力(boreholepressure)、原地应力状态(insitestressesstate)及岩石强度(rockstrength)等是影响出砂的主要因素。
第二阶段是自由砂的运移。要运移由于剪切破坏而形成的松散砂,液力因素是主要影响因素:如流速、渗透率(permeability)、粘度以及两相或三相流动的相对渗透率等的作用等。
生产过程中,只要满足以上两方面条件,油井就会出砂。因此,对于具有一定胶结强度(cementationstrength)的地层而言,要实现有效的防砂(sandcontrol),首先要防止地层发生破坏,即不让出砂的必要条件得到满足,这主要通过控制应
力因素:如保持储层压力、减小生产压差(draw-down)等来实现。但是,随着生产的进行,储层压力衰减,岩石强度降低都是必然要发生的,那么,岩石不可避免要发生破坏。这样,过程就由出砂的第一阶段过渡到第二阶段,这时主要通过控制流速来阻止自由砂的运移达到防砂(sandcontrol)的目的,即控制产量(流速)。同样,对于弱胶结和未胶结储层而言,出砂第一阶段的条件很容易满足,这样防砂(sandcontrol)的关键在于不让出砂第二阶段所需要的条件得到满足,即可通过控制流速和生产压
差来达到防砂的目的。二、出砂的危害油、气井出砂是石油开采遇到的重要问题之一。每年要花费大量人力物力进行防治和防砂(sandcontrol)研究。出砂给生产带来的危害可概括为以下三类:(1)井下、井口采油设备的磨损和腐蚀
产液中带砂使各种采油泵、管线受到磨损,大大缩短了它们的寿命。对于输油管线由于砂粒磨损加快了腐蚀速度;(2)井眼稳定(boreholestability)问题
由于出砂使井眼失稳而导致套管挤毁、油井报废。通过对胜利油田某疏松砂岩区块资料分析发现:随着出砂的加剧和原地层压力的降低,套损井逐年增加,疏松砂岩储层油井套管(casing)损坏严重,总数已占10%以上,个别区块已达30%以上。
(3)出砂会导致减产或停产作业油井出砂磨损泵筒与柱塞,降低泵效,甚至损坏采油泵,造成油井减产或停产。三、油井出砂的影响因素影响油井出砂的因素很多,概括起来可分为三大类:①地质力学因素,包括:原地应力状态(垂直地应力与原始水平地应力)、孔隙压力、原地温度、地质构造等;②砂岩储层的综合性质:井深、砂岩的强度和变形特征、孔隙度、渗透率、泄流半径、流体的组成(油、气、水的含量及分布等)、粘土含量、岩石组成、颗粒尺寸和形状及压实情况等;③工程因素,包括完井类型、井身结构参数(井深.井斜、方位、井径)、完井液的性能、增产措施(压裂、酸化等)、生产工艺参数(流速、生产压差及流量)、油层损害(表皮系数增大)、放油或关井方案、人工举升技术、油藏衰竭、累计出砂量等。这些因素和参数相互作用、相互影响、使研究出砂问题变得十分复杂,对某一油田,只凭现场经验很难决定哪些因素是地层出砂的主要因素。四、井下出砂的防治若井眼出砂,就要采取防砂措施,针对出砂的危害,人们采取了多种防砂方法。可以把这些措施概括为两大类:第一类方法是自然完井法防砂。利用生产参数如压差、生产速率等来控制油井出砂。第二类方法是主动防砂法。包括砾石充填(gravelpacking)、绕丝筛管、化学固结(consolidation)和地层预强化(stimulation)等方法。砾石充填是比较重要的一种方法。
砾石充填有两种方法:一是套管内砾石充填。在下入套管并射孔(perforation)的井中如有出砂,可在出砂井段下筛管,在筛管与油层套管之间的环空中充填砾石。二是裸眼砾石充填裸眼砾石充填是在钻开产层之前下套管封固,再钻开产层,在产层段扩大井眼,下入筛管,在井眼与筛管之间的环形空间中充填砾石。砾石和筛管对地层的出砂起阻挡作用。机械防砂在我国,机械防砂方法从上世纪七十年代开展以来,得到了快速的发展和广泛的应用。目前可分为管柱滤砂和机械充填滤砂两大类。管柱滤砂是在生产管柱上或井筒内封隔管柱上采取防砂滤砂措施,一般采取防砂泵防砂或滤砂管防砂。管柱滤砂的优点是施工简便、成本低,缺点是无法阻止地层砂进入井筒,短期内减少了卡泵和砂对设备的破坏,但仍会堵塞地层,砂埋管柱,而且只适于中粗砂岩地层(砂粒径大于0.1mm),防砂管柱的缝隙或孔隙易被进入井筒的地层细砂所堵塞。防砂泵防砂的优点是成本低,施工方便,适于中粗砂地层;缺点是只能减少泵的砂卡,不能解决井筒出砂问题。老式的防砂泵只是简单地在柱塞上做出防砂槽;而新式防砂泵一般采用双泵套带沉砂尾管的方式减少进入泵筒的砂粒。滤砂管防砂有两种用法:一是在泵抽管柱中当筛管,二是用于套管内充填防砂。常用滤砂管有:绕丝筛管、割缝筛管、金属粉末或树脂砂粒滤砂管、多孔陶瓷滤砂管、金属棉纤维滤砂管、双层预充填滤砂管等。目前市场上出现了一种HSG化学材料防砂管,结合机械防砂和化学防砂的优点,强度高、耐高温、易打捞,是一种优秀的防砂技术。机械防砂的第二种用法是充填滤砂。下入防砂管柱(绕丝筛管或其他滤砂管)后将充填材料充填于筛管和井壁之间的环空并将部分砾石挤入近井周围地层内,阻挡砂粒运移。充填材料多种多样,最常用的是砾石,还可用果壳、果核、塑料颗粒、玻璃球或陶粒等。这种防砂方法能有效地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。目前这种方法的应用有:管内砾石充填、多层砾石充填、裸眼砾石充填、高温注气井砾石充填、定向井或水平井砾石充填。相对来说,机械防砂对地层的适应能力强,无论产层厚薄、渗透率高低、夹层多少都能有效地实施;在老井作业中,还可起到恢复地层应力的作用,从而延长生产周期,使出砂井能得到充分的利用。加上机械防砂成功率高,相对成本较低等优点,目前应用十分广泛。但是,机械防砂不适用于细粉砂地层和高压地层。化学固结(consolidation)是把一种化学物质注入井眼附近,使其强度增大以防止出砂。稳定砂拱法(stablearchsandcontrol)是用水力封隔器将井眼附近地层机械压实的方法。其目的是改善地层颗粒之间的桥堵能力。砂拱防砂是一种自然防砂法,是指油、气井射空完井后不再下入任何机械防砂装置或充填物,也不注入任何化学药剂的防砂方法。砂拱防砂的机理如同拱桥承载一样,砂粒在炮眼口处形成砂拱,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径向应力。一般来说,套管完井砂拱防砂要求小孔径和高孔密的炮眼。小孔径有利于形成砂桥和提高砂桥的稳定性。高孔密可以增大过流面积,降低地层流体的流速,使其控制在一定的临界值之内而不致冲垮砂桥。但是,由于地层流体的速度并不稳定,随着抽油机冲程和冲数的改变,流速在不断变化,特别是使用大泵量无杆泵抽油,在炮眼里会造成十分严重的紊流,更易使砂拱垮塌。因此,这种单纯的套管射孔砂拱防砂方法的实际应用受到限制。热力焦化防砂此法的原理是向油层提供热能,促使原油在砂粒表面焦化,形成具有胶结力的焦化薄层。主要有热空气固砂和短期火烧油层固砂两种,目前应用较少。
无论哪一种防砂方法,都应该能够有效地阻止地层中承载骨架砂随地层流体进入井筒。承载骨架砂是指那些组成地层力学结构的固体颗粒物质。游离于承载骨架砂孔隙之中的“非承载砂”最好能够随着地层流体产出,起到疏通地层空隙通道的作用;反之,如果这些游离砂留在地层中,再杂以各种完井液、修井液中的固相伤害物,就有可能堵塞地层孔隙,造成渗透率下降,产量降低。所以,最为有效的“防砂”手段应该是将地层砂粒粒径小于40微米的粉砂随油流产出地面,否则,这些粉砂颗粒将堵塞井下安装的防砂系统,并导致油井产量降低。这一点已被理论和时间所证实(SPE14813论文)。而不造成防砂管缝隙堵塞的技术关键是设计合理的缝隙开口尺寸,以满足允许防砂系统将一定粒径范围内的小粒粉砂产出地面的要求。因而,世