(完整版)油气田用各种防砂筛管及工艺技术简介
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。
油气田用各种防砂筛管及工艺技术简介
油气田用各种防砂筛管及工艺技术简介油气田是指地下蕴藏着大量的石油和天然气资源的地区，为了有效地开采这些资源，需要采用各种防砂筛管及工艺技术。
防砂筛管是一种用于油气井的筛管，其主要作用是防止井底沉积物和杂质进入井筒，保护井下设备，提高油气开采效率。
本文将对油气田用的各种防砂筛管及工艺技术进行简要介绍。
首先，我们来介绍一下常见的防砂筛管类型。
目前常用的防砂筛管主要包括金属防砂筛管、塑料防砂筛管和复合材料防砂筛管。
金属防砂筛管通常由不锈钢或者碳钢制成，具有较高的强度和耐腐蚀性能，适用于高压高温的油气井。
塑料防砂筛管则是利用聚丙烯、聚乙烯等塑料材料制成，具有良好的耐腐蚀性能和低密度，适用于一般的油气井。
复合材料防砂筛管则是将金属筛管与塑料筛管结合起来，兼具金属筛管的强度和塑料筛管的耐腐蚀性能，适用于特殊环境下的油气井。
其次，我们来介绍一下防砂筛管的工艺技术。
防砂筛管的工艺技术主要包括筛管结构设计、筛管材料选择、筛管制造工艺和筛管安装技术。
在筛管结构设计方面，需要考虑到井底沉积物的颗粒大小和分布特征，合理设计筛孔的尺寸和形状，以保证有效防止沉积物进入井筒。
在筛管材料选择方面，需要根据井下环境的温度、压力和腐蚀性质选择合适的材料，以保证筛管的使用寿命。
在筛管制造工艺方面，需要采用先进的焊接、切割和表面处理技术，保证筛管的质量和性能。
在筛管安装技术方面，需要采用合理的井下作业工艺，保证筛管能够准确地安装到设计位置，并且能够有效地防止井底沉积物的进入。
最后，我们来介绍一下防砂筛管的应用效果。
通过合理选择和使用防砂筛管及工艺技术，可以有效地防止井底沉积物和杂质进入井筒，保护井下设备，延长油气井的使用寿命。
同时，防砂筛管还可以提高油气开采效率，减少油井产量的下降速度，降低油井的维护成本。
因此，合理选择和使用防砂筛管及工艺技术对于油气田的开采具有重要的意义。
综上所述，油气田用的各种防砂筛管及工艺技术是油气开采过程中的重要装备和技术手段，其合理选择和使用对于保护井下设备、提高油气开采效率具有重要意义。
油田防砂筛管工艺技术
油田防砂筛管工艺技术作者：赵永仁来源：《中国科技博览》2014年第33期[摘要]出砂是油田开发中伴随的现象，机械防砂是延缓油井出砂的重要手段。
近年来机械防砂技术经历几次变化，在各油田的应用中也有优劣，实践表明油田防砂筛管技术具有良好的保护套管和防砂效果，为稠油、超稠油油藏出砂井正常生产创造安全、可靠的工作条件，具有良好的应用前景。
[关键词]出砂；防砂；筛管中图分类号：TE144 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2014）33-0063-01前言防砂筛管是为了解决油气井开发中油气井出砂问题和水平井组不射孔开发问题而研发的产品。
常见的防砂筛管有激光割缝防砂筛管、打孔筛管、金属棉防砂筛管、TBS防砂筛管、螺旋筛管、V缝自洁防砂筛管以及弹性防砂筛管等。
国内油藏多进入开发中后期，出砂相对较重，不出砂的油田也开始逐步出砂，特别稠油油藏，更易出砂。
1 防砂筛管的演化1.1 金属棉筛管在九十年代周期前，防砂完井技术试验阶段，主要以金属棉筛管完井防砂为主。
金属棉筛管防砂完井后井眼尺寸小，不利于注汽热采、采油生产和后期作业。
防砂材料强度不足、不均匀，容易堵塞和损坏（击穿）。
1.2 TBS筛管九十年代后期，给你技术人员开发研制了TBS筛管。
TBS筛管是以打孔套管为基管，将金属纤维过滤单元烧结在基管上，单层管结构，内径大，可防细砂，解决了金属棉筛管内径小、堵塞和强度低的问题。
但是TBS筛管也存在问题，如过滤单元易脱落、加工工艺性差。
1.3 割缝筛管到21世纪后，由于国内机械行业加工工艺的进步，割缝筛管加工成本降低，使得割缝筛管得到成果的推广，这期间，辽河油田、胜利油田等相对应用的较多，主要适用于粗砂、分选性好的油藏。
割缝筛管存在问题是不能有效的防止细砂，缝隙易冲蚀变大、缝型为单一直缝抗压强度低。
1.4 弹性筛管在完善割缝筛管技术的基础上，近年来割缝筛管防砂完井技术得到大范围推广，并引入弹性筛管进行现场试验。
《石油防砂筛管》课件
筛管的分类和特点
筛管类型：根据材质和结构，可分为金属筛管、塑料筛管、复合材料筛管等 金属筛管：强度高，耐磨损，但重量大，成本高 塑料筛管：重量轻，成本低，但耐磨性较差 复合材料筛管：结合了金属和塑料的优点，具有较好的综合性能
筛管特点：具有较高的过滤精度和通流能力，能有效防止砂粒进入油井，延长油井寿命
PART 4
石油防砂筛管的制造工艺
筛管的材料选择
碳钢：强度高，耐磨性好，价格便宜 不锈钢：耐腐蚀，耐高温，使用寿命长 合金钢：强度高，耐磨性好，耐腐蚀 塑料：重量轻，耐腐蚀，易于加工 陶瓷：耐磨性好，耐高温，耐腐蚀 复合材料：结合多种材料的优点，性能优异
筛管的加工工艺流程
原材料准备：选择合适的金 属材料，如不锈钢、碳钢等
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石油防砂筛管
,
汇报人：
时间：20XX-XX-XX
目录
01
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02
03
04
05
06
石油防砂筛管 概述
石油防砂筛管 的应用
石油防砂筛管 的制造工艺
石油防砂筛管 的市场需求和 发展趋势
石油防砂筛管 的案例分析
PART 1
单击添加章节标题
PART 2
石油防砂筛管概述
定义和作用
定义：石油防砂筛管是一种用于石油开采过程中防止砂粒进入井筒的 管材。 作用：防止砂粒进入井筒，保护井筒和油井设备，提高油井生产效 率。
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筛管安装：确保筛管安装牢固， 避免松动和脱落
筛管创新：研发新型筛管，提高 筛管性能和寿命
THANK YOU
汇报人：
汇报时间：20XX/01/01
筛管的性能检测和质量控制
油气井防砂新技术
充填通道关闭。反洗井。
管柱结构图
工具筛管下入
座封封隔器
打开充填通道
酸洗充填防砂 上提管柱 关闭通道
完井
底部酸洗充填完井筛管示意图
底部充填服务器结构特点及原理
底部充填服务器
工具特点：该工具与其他防砂工具配套可以完成裸眼水平井、射孔 水平井、斜井、直井对地层进行挤压充填防砂、替浆及酸洗之功能， 具有结构简单、安全可靠、使用便利等特点
设计思路：在对井筒进行处理的基础上，在生产井段下入精密防 砂筛管，在筛管底部接底部充填防砂服务器，上部接RF-150水平 井悬挂丢手封隔器，座封，打开底部充填服务器，用大排量高砂 比携砂液，0.4-0.8mm石英砂将地层和井筒环空充填压实，形成 连续稳定高强度砂体，阻止地层砂向井筒运移，从而解决出砂问 题。
2）管柱结构
充填工具 安全工具 扶正器 热采绕丝筛管 丝堵 水 平 桥 封
3）工艺特点：
1)一趟管柱大排量地完成地层挤压与环空充 填防砂施工的所有工序； 2）采用了阻流辅助机构将地层及环空填满 填实； 3）确定了砾石不沉降地最小携砂液临界流 速。
4）应用状况： 目前已在清河面120－4平7、大港油田的西
min
对扣
66 8~10 3m3/ 18~20 50t 35 2-7/8 3t
min
对扣
六、滤砂管裸 眼完井技术
水平井裸眼开采技术在提高 油井产量和油田最终采收率 方面具有明显的技术优势， 已在我油田得到较多应用并 取得了较好的效果。
钻出水平井眼
油层
油层
下入完井管柱
7in套管 分级箍 管外封隔器
95/8“井眼 7"套管扣
32 <360 <120
100 195 98 3500
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：
中海油优质筛管技术
优质筛管在这两方面的特点可以归结如下：
优点：完井工艺简单，施工时间短，成本低，不需要充填，安 全系数高，大大缩短了完井周期，提高了作业效率，节省了大 量的物力、财力。 缺点：防砂精度不高，防砂实效短，油井产量没有充填方式大， 裸眼完井中，筛管容易被泥沙等堵住，需增产修井。
优质筛管防砂原理
基管
滤砂件
顶部封隔器座封位置在顶层射孔段顶端20米以上 桥塞、隔离封隔器、顶部封隔器座封位置要尽量避开套管
接箍1米以上
中心管柱配管:原则上Mini-Beta服务工具上的负荷显示器 伸出倒置密封筒低端即可。为便于剪切球座,配管时建议5米
以上。
优质筛管防砂的基本工艺过程 以三层为例
下Sump Packer
优质筛管防砂技术 简介
孙晓锋 油田工具公司 2010年8月23日
目录
优质筛管防砂的基本概述 优质筛管防砂原理
优质筛管防砂作业准备
配管基本原则 优质筛管防砂的基本工艺过程
优质筛管防砂的基本概述
油井采取防砂工艺的目的一是达到挡砂的效果，二是防砂后能 够获得尽可能高的产能。因此合适的防砂方案及科学实用的管 柱结构需要始终能体现这两方面的的价值。
准备好作业过程中所用的工具。
防喷变扣、循环头、筛管台、插板、小方台、 碗形座、手提卡瓦及吊卡、 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。
配管基本原则
桥塞定位在底层射孔段底端以下1.5米-2米 优质筛管至少要覆盖住射孔段
隔离封隔器座封位置设在射孔段底端以下1-2米
过滤介质
地层砂 管体 外壳 过滤介质 网片 垫片 游离砂 图5 STARS筛管防砂原理图
优质筛管防砂作业准备
油田开发过程中的水井防砂技术
(3)不能避免渗漏、喷涂、翻修、喷砂对竖杆耐久性的不利影响；(4)在竖井进入中流水切割开发期后，由于水泥溶解和侵蚀，竖杆强度下降；(5)地层降低引起的地层压力上升，垂直负荷增加，砂粒间的应力平衡崩溃，产生沙子。
3 防砂技术3.1 机械防砂技术现在机械沙的控制分为两个类别。
一种是在这个领域广泛使用的防砂管柱防砂技术。
这个主要用于悬挂在采油泵下挂接如绕丝筛管、割缝衬管、双层或多层筛管、各种防砂器。
原理是使用上述的防砂管柱阻断地层砂，防止其进入采油泵。
这种方法的优点是简单易用，是由中等粗大的砂岩存油层生产的大粒径砂。
缺点是，因为生成细砂的油井容易堵塞，所以油采油泵不能供给液体，其寿命比较短。
第二种机械防砂是第一种类型的开发和进步。
机械防砂的控制方法，采用多级滤砂屏障，达到防砂目的的对策。
目前，这种方法适用于各种砂层。
机械防砂技术通过各种各样的方法，可以细分为裸眼井砾石充填和套管井内砾石充填防砂方法。
技术原理是将筛管或割缝衬管引导到井内防砂层段，将适当的粒子大小的砂石供给流体。
在筛管和油层或套管之间填充，形成特定厚度的砂石层，使用它，防止地层砂流入井中。
一个大的沙子池。
油层的砂粒在砂石层的外侧被阻挡，根据自然的选择在砂石层的外侧被积蓄。
它具有良好的流通能力，可以有效防止油层出砂。
为了提高成功率，管内砾石充填施工通常与大直径的高孔密射孔相结合。
一般来说，充填防砂有可靠的结构、高成功率以及适度的成本等优点。
也就是说，机械防砂有很强的适应性，无论产层薄厚、0 引言油井出砂是由于很多原因造成的，这对油井的正常开发非常不利。
油井出砂的话，油井的开发就会变得困难。
严重的情况下，油井甚至可能停止生产。
目前，需要注意改进和参考，因此在开发石油生产时，必须注意应用有效的防砂技术。
在防砂技术方面，持续改善相关技术，避免出砂对生产影响，为了减少石油生产的阻碍，需要强化分析和研究相关技术，不断进行技术革新。
1 油田化学防砂技术概述分析中国油田可知，中国疏松砂岩油藏储量大，石油产量大，分布较大。
油井防砂工艺技术1
2011--5 - 26
6
油井防砂工艺技术1
一、概述
防砂技术发展过程
早期的油井防砂仅 采用限产的办法来控制 油、气井出砂。这种防 砂方法既影响产量，又 较难操作和控制。后来 逐渐被割缝套管及后来 发展的门类繁多的防砂 技术取代。
（防止地层出砂）
2011--5 - 26
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油井防砂工艺技术1
三、防砂技术分类
防砂方法分类
防砂工艺方法
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砂拱防砂 机械防砂 化学防砂 焦化防砂
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油井防砂工艺技术1
三、防砂技术分类
（续表1）
砂拱防砂
防砂方法
机械防砂
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降低流速
增大射孔段长度，增加射孔密度 控制产量
2011--5 - 26
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油井防砂工艺技术1
一、概述
六十年代 , 化学防砂在美国墨西哥湾地区曾占据防砂作 业的主导地位，后来随着机械防砂技术的完善和发展，尤 其各种新式筛管防砂技术、压裂防砂的快速发展，其主导 地位逐渐被取代。
进入九十年代后，随着性能良好的固砂剂、树脂砂的 不断出现，化学防砂技术又有了新的发展。
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油井防砂工艺技术1
二、出砂危害与出砂原因
（1）地层胶结强度低
在胶结疏松的地层中，流体流动阻力克服了砂粒间的 聚合力或岩石强度，使油井出砂。特别当原油粘度高，流 速大，流动阻力也愈大，出砂也愈严重。
2011--5 - 26
胶结方式 a 接触胶结 b 孔隙胶结 c 基底胶结
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油井防砂工艺技术1
二、出砂危害与出砂原因
常用防砂工艺简介
三、适用范围及选井条件
➢不宜用于粉细砂岩和高泥质含量的地层 ； ➢不适用于高压井； ➢套管直径小于5in的小井眼施工困难，应慎用或不用； ➢对于多层系油藏，若要经常调层开采的油井应慎用； ➢进行火烧油层开采的特稠油油藏不适合。
除了以上条件外，绝大部分油气井和地层有适宜采 用砾石充填防砂技术。
地质因素
颗粒胶结性质
颗粒胶结程度是影响出砂的主要因素， 胶结性能是否良好又和地层埋深，胶结物种 类、数量和胶结方式、颗粒尺寸形状密切相 关。表示胶结程度的物理量是地层岩石强度。
一般的说：地层埋藏越深，压实作用 越强，地层岩石强度越高，反之亦然，这 就是浅层第三系油气藏易出砂的原因之一。源自颗粒胶结性质完井因素
射孔参数对地层出砂的影响
弹孔流通面积直接影响弹孔压降，对每个弹孔而言 既要提高孔径，对整个井段而言，就要增加孔密。增大 孔径计、算提表高面孔：密在的孔综径合相效同果（是孔提径高15了m有m）效，流孔动密面积，从 而降32低孔流/m动和阻16力孔，/m也的降弹低孔了压流力速梯，度即相在差其2倍他多条，件不变时， 降低孔了径生变产化压造差成，的有压利力于梯减度缓变出化砂大。于即1.7使倍要。采取防砂措 施，高孔密、大孔径射孔也有利于减少因防砂带来的产 量损失。
射孔参数对地层出砂的影响
弹孔穿透深度
只需要突破钻井液伤害半径即可。因为疏松砂 岩地层为高渗透层，没有深穿透的必要，此外，过 分追求孔深还会增加射孔成本费用。
四、影响防砂效果的因素
影响防砂效果和有效期的因素很 多，从防砂设计到现场施工结束，期 间每一个环节的疏漏或失误都可能给 最后的防砂效果造成很大的影响。
一、防砂原理
防砂方法——精选推荐
防砂⽅法防砂⽅法⼀、项⽬简介防砂管结构：精密复合防砂筛管具有防砂效果好，结构简单、使⽤时效长、渗流⾯积⼤、出油率⾼、作业⽅便等特点。
该产品从内到外由中⼼管、防砂过滤套、不锈钢外保护套等组成。
中⼼管采⽤API标准套管或油管，防砂过滤套可分别⽤⾦属丝编织⽅孔⽹、⾦属丝编织密纹⽹，也可根据实际技术要求为⽤户设计过滤⾯积⼤，可⾃洁、不宜堵塞的滤材结构。
产品可⽤于各类油、⽓、⽔井的防砂，以达到保护井下及地⾯设备的⽬的，提⾼出油率延长油井的使⽤寿命。
性能特点：这种筛管具有极佳的整体强度和抗变形能⼒。
空隙度最⾼可达90%，抗堵塞能⼒强，渗透率⾼、耐⾼温、抗腐蚀、防砂范围⼴，适⽤于各种不同油层。
有效的控制砂的粒径，过滤效率达99.5%.。
使⽤性能可靠，是机械防砂领域中的⾼新技术之⼀。
⼆、以准噶尔盆地出砂分布情况为例予以简要说明浅层稠油藏处于准噶尔盆地西北缘油⽓富集区，属砂岩油藏，由于地层本⾝结构疏松，加上采取的注⾼温⾼压蒸汽的强采⽅式，致使在油⽥开发的同时就伴随着不同程度的出砂，随着开发的延续，出砂井⽇益增多，出砂情况也更趋复杂、加剧。
油井出砂致使油井⽣产周期缩短，油井产量⼤减，甚⾄造成油井停产、报废，严重制约了油井潜能的充分发挥，同时也使开采设备、地⾯⼯艺情况迅速恶化，严重影响了油⽥的⾼效稳产。
三、机械防砂⼯艺应⽤现状1、防砂技术现状及应⽤情况对于出砂油藏，防砂是油⽓藏开采不可缺少的环节，对原油的稳定开采起着重要的作⽤。
进⼊20世纪90年代以来，随着加⼯⼯艺的不断进步以及防砂认识的深化，积极研发出了⼤量的新⼯艺、新⽅法，特别是在机械防砂⽅⾯，取得飞速的发展。
由于机械防砂较化学防砂价格便宜，且对地层⽆污染，⽬前国内外防砂是以机械防砂为主。
浅层稠油所采⽤的机械防砂⼯艺按挡砂程度的不同可分为：机械防砂⼯艺和机械排砂⼯艺。
1.1、机械防砂⼯艺（1）砾⽯充填防砂：将筛管下⼊井内后，⽤⾼渗透砾⽯充填于筛管和套管的环空之间，有的还将⼀部分砾⽯通过射孔孔眼挤⼊周围地层中，形成多级过滤屏障，阻⽌油井出砂。
油气田用各种防砂筛管及工艺技术简介模板
油气田用各种防砂筛管及工艺技术简介模板油气田用各种防砂筛管及工艺技术简介防砂筛管是为了解决油气井开发中油气井出砂问题和水平井组不射孔开发问题而研发的产品。
我公司现有激光割缝防砂筛管、打孔筛管、金属棉防砂筛管、 TBS防砂筛管、螺旋筛管、 V缝自洁防砂筛管以及弹性防砂筛管等各种规格型号的产品, 并已批量应用于全国各油田的防砂井和水平井生产中。
与当前国内外水平井使用的完井方式相比, 各油田水平井产要是以筛管、打孔衬管、射孔三种完井方式为主。
由于绝大多数水平井是砂岩油藏和稠油油藏, 稠油防砂问题是水平井开发的主要矛盾之一, 因此以筛管完井占主导地位。
用于防砂完井防砂的筛管主要有金属棉筛管、 TBS筛管割缝筛管、弹性筛管、螺旋筛管、 V 缝自洁防砂筛管筛管防砂完井的发展历程及性能评价1、 1996年以前防砂完井技术试验阶段 , 主要以金属棉筛管完井防砂为主。
金属棉筛管防砂完井后井眼尺寸小, 不利于注汽热采、采油生产和后期作业。
防砂材料强度不足、不均匀, 容易堵塞和损坏( 击穿) 。
2、 1996～间开发并应用了TBS筛管。
TBS筛管是以打孔套管为基管, 将金属纤维过滤单元烧结在基管上, 单层管结构, 内径大, 可防细砂, 解决了金属棉筛管内径小、堵塞和强度低的问题。
TBS筛管存在问题: 过滤单元易脱落、加工工艺性差。
3、以后由于机械加工工艺的进步, 割缝筛管加工成本降低, 近几年来在辽河油田应用的最多, 主要适用于粗砂、分选性好的油藏。
存在问题: 不能防止细砂, 缝隙易冲蚀变大、缝型为单一直缝抗压强度低。
4、以后割缝筛管防砂完井技术推广应用阶段和弹性筛管现场试验阶段高强度弹性筛管进入现场, 显示出明显的优势。
解决了TBS过滤单元脱落的问题, 防砂材料采用弹性金属纤维, 渗透性能好, 抗堵塞性能高, 扩大了防砂范围。
截止到当前在辽河油田的水平井上应用了32井次。
当前水平井最主要的防砂完井筛管是弹性筛管和割缝筛管。
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。
油井防砂工艺技术(重要)课件
复合防砂技术的应用实例
复合防砂技术是结合机械和化学防砂技术的一种方法。例 如，先使用机械防砂技术将砂粒阻挡在井口附近，然后使 用化学防砂技术将剩余的砂粒凝固成大块，最后将其排除 。
应用实例：某油田采用绕丝筛管和树脂溶液进行复合防砂 ，有效地提高了油井的采收率和生产效率。
02
03
滤砂管防砂是通过在油管内壁设 置滤砂管，利用滤砂管的过滤作 用阻挡砂粒进入井筒。
04
化学防砂技术
化学防砂技术是通过向地层中注入化学剂， 利用化学剂的反应作用将地层中的砂粒粘结 在一起，形成坚硬的岩石层，从而防止砂粒
进入井筒。
水泥浆防砂是将水泥浆注入地层，利用水泥 浆的粘结作用将地层中的砂粒粘结在一起。
04
油井防砂工艺技术的优化与改进
优化防砂工艺参数
优化射孔参数
通过调整射孔孔径、孔密和相位 角度，提高地层渗透性和流体流
动效率，降低出砂风险。
优化工作液参数
根据地层特性和流体性质，选择合 适的工作液类型和浓度，以降低滤 失量和减少对地层的伤害。
优化施工参数
合理控制施工排量、泵压和注水速 度等参数，以保持适当的流体流动 状态和压力，防止因压力波动过大 导致出砂。
数值模拟法
利用数值模拟软件，模拟油井生产过程中地 层的应力、应变和流体流动情况，预测出砂 趋势。
03
油井防砂工艺技术方法
机械防砂技术
常见的机械防砂方法包括滤砂管 防砂、绕丝筛管防砂和砾石充填 防砂等。
绕丝筛管防砂是通过在油管外部 设置绕丝筛管，利用绕丝筛管的 过滤作用阻挡砂粒进入井筒。
01
油井防砂工艺技术(重要)
2015/12/6
10
一、概述
2 油井出砂的原因
2.5 采油工作制度不合理或井下作业措施不当
a. 油井投产放喷过猛，强烈降压，或油井 生产压差过大，排液速度过快；油井开 关频繁，造成油井激动等原因均会引起 油井出砂。据某油田资料统计，出砂严 重的40口油井中，其中进行过强烈放喷 的共16口，占40%。
2015/12/6
细 砂 在 内 的 不 6 不适用于裸眼井 ,已出砂井及井筒有 5 高储层压力井。 地层防砂。
21
一、概述
防砂 方法 树脂 优 点
1 工艺简单,可用现有管柱施工 较低,可用于6米以内井段防砂,产能高 的老井及含页岩、粉砂岩井段。 防砂。 可用于套管损坏井。
缺点
适用 条件
1 费用较高。1 细 — 粗砂 易燃，要求 防砂。 仔细的防护 井、小井眼 井及套管损 3 多层完井 上层防砂。 3 不适用于 坏井。
1 费用相 1 井身管柱应能承受高 1 原油比重大于 0.934 的 对较低。 温。 高温。 原油储量损失5~6%。 储层。 3 含油饱和度大于40%， 2 能承受 2 短期火烧防砂使地下 2 热采及热增产措施井。 3 有热增 3 注热空气固砂应严格 含水饱和度小于60%储层。 产作用。 控 制 操 作 ， 防 止 原 油 自然。
2015/12/6 4
一、概述
1 前言
最早，人们采用限产的办法来控制 油、气井出砂，后来采用射孔套管或割 缝衬管防砂， 1932 年开始采用砾石充填 办 法 ， 1947年开始大规模采用化学固砂 方法。近二十年，我国随着稠油油田投 入开发，也开始采用热法固砂等方法。
2015/16
20
一、概述
防砂 方法 优 点 缺 点 适用 条件
绕丝筛管防砂工艺技术介绍
绕丝筛管防砂工艺技术介绍
丝筛管防砂是一种常用于油田、煤矿、水处理等工业领域的技术，其主要作用是用来阻挡固体颗粒进入流体中，以保护管道设备免受砂粒的侵蚀和磨损。
以下将详细介绍丝筛管防砂的工艺技术。
首先，丝筛管的材料选择非常重要。
丝筛管通常采用不锈钢材料制成，因为不锈钢具有耐腐蚀、耐高温、耐磨等特性，能够满足在恶劣工作环境下的使用需求。
其次，丝筛管的制造工艺也非常关键。
制造丝筛管的工艺包括材料裁剪、卷制、焊接、封头加工、表面处理等步骤。
在制造过程中，需要注意保持丝筛管的圆度和焊缝的牢固性，以确保丝筛管能够经受住流体的冲击和磨损。
接下来，丝筛管的安装工艺也需要注意。
安装丝筛管时，首先需要选择合适的支撑结构，确保丝筛管能够稳固地固定在管道中。
其次，需要注意丝筛管与管道的连接方式，采用合适的密封材料，确保连接处不会有泄漏。
最后，需要注意对丝筛管的保护措施，例如在丝筛管的外部增加防护层，以防止外界的物理伤害和腐蚀。
在实际应用中，丝筛管还常常与其他工艺技术结合使用，以进一步提高防砂效果。
例如，可以在丝筛管的外部设置过滤层，用来过滤掉小于一定粒径的颗粒，从而增加丝筛管的过滤能力；另外，还可以通过调整流体的流速和压力，来控制固体颗粒的运动，减少对丝筛管的冲击和磨损。
总结起来，丝筛管防砂工艺技术的关键在于材料的选择、制造工艺、安装工艺以及与其他技术的结合应用。
只有在这些方面都达到一定的要求和标准，才能确保丝筛管能够有效地防止固体颗粒进入流体，提高管道设备的使用寿命和可靠性。
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）
金属棉筛管防砂完井技术简介
金属棉筛管防砂完井技术
金属棉筛管是辽河油田1993 年研制的一种防砂筛管，它是由基管、保护管、防砂材料和固定装置组成（见下图），防砂材料采用不粘结不锈钢纤维制成，当大量纤维堆积在一起后，纤维之间就会形成若干细小的缝隙，实现挡砂渗油功能。
金属棉筛管防砂完井技术在辽河油田水平井上应用20 余井次，其中单水平井应用了 5 井次，主要应用于在7"直井基础上侧钻水平井的防砂完井。
单水平井采用的筛管外径175mm，内径122.96mm，从7"直井基础上侧钻水平井防砂完井采用的筛管外径133mm，内径88.6mm。
这种筛管防砂完井后井眼尺寸小，不利于注汽热采、采油生产和后期作业。
它的防砂材料不均匀，防砂效果不容易控制，金属纤维容易堵塞，防砂后可能对水平井的产量造成影响。
水平井经过多轮注汽后，金属棉材料容易发生局部损坏而失去防砂作用。
例如锦612-平 1 井，采用金属棉筛管防砂完井，开井后生产57 天出砂关井。
金属棉筛管结构示意图。
《石油防砂筛管》课件
防砂筛管的特点
高强度
能承受油井中的高压和拉 伸力。
耐腐蚀
能够承受各种腐蚀介质， 如酸、碱、盐等。
可靠性
防砂效果好，使用寿命长 ，减少维修和更换的频率 。
03 石油防砂筛管的制造工艺
制造材料的选择
筛管材料
选择高强度、耐腐蚀、耐磨损的 材料，如不锈钢、合金钢等。
筛网材料
选择耐磨、耐高温、耐腐蚀的材 料，如镍基合金、陶瓷等。
探索石油防砂筛管在非常规油 田资源开发中的应用，以拓展 其应用领域和市场空间。
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THANKS
02 石油防砂筛管的工作原理
防砂筛管的分类
按结构
叠层式、焊接式、编织式
按材质
金属、非金属、复合材料
按孔径
大孔、中孔、小孔
防砂筛管的工作原理
01
02
03
阻挡砂粒
利用筛网的网孔阻挡砂粒 通过，实现油井的防砂。
渗透性
允许油、气、水等介质通 过筛网，保持较好的渗透 性。
支撑作用
筛管对地层砂粒起到支撑 作用，防止地层坍塌。
国际合作和标准化建设将有助于提高 石油防砂筛管的技术水平和产品质量 ，促进其全球市场的拓展。
对未来研究的展望
针对石油防砂筛管的材料、结 构和工艺等方面进行深入研究
，以提高其性能和寿命。
加强石油防砂筛管在实际应用 中的监测和维护技术研究，以
提高其可靠性和安全性。
开展石油防砂筛管与其他油田 设备的集成技术研究，以提高 油田生产效率。
石油防砂筛管可以有效防止出 砂，保护油井的正常生产和延 长油井寿命。
石油防砂筛管的应用背景
随着石油工业的发展，对石油防砂筛管的需求越来越大，对其性能要求也越来越高 。
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油气田用各种防砂筛管及工艺技术简介
防砂筛管是为了解决油气井开发中油气井出砂问题和水平井组不射孔开发问题而研发的产品。
我公司现有激光割缝防砂筛管、打孔筛管、金属棉防砂筛管、TBS防砂筛管、螺旋筛管、V缝自洁防砂筛管以及弹性防砂筛管等各种规格型号的产品，并已批量应用于全国各油田的防砂井和水平井生产中。
与目前国内外水平井使用的完井方式相比，各油田水平井产要是以筛管、打孔衬管、射孔三种完井方式为主。
由于绝大多数水平井是砂岩油藏和稠油油藏，稠油防砂问题是水平井开发的主要矛盾之一，因此以筛管完井占主导地位。
用于防砂完井防砂的筛管主要有:
金属棉筛管、TBS筛管割缝筛管、弹性筛管、螺旋筛管、V缝自洁防砂筛管.
筛管防砂完井的发展历程及性能评价:
1、1996年以前
防砂完井技术试验阶段，主要以金属棉筛管完井防砂为主。
金属棉筛管防砂完井后井眼尺寸小，不利于注汽热采、采油生产和后期作业。
防砂材料强度不足、不均匀，容易堵塞和损坏（击穿）。
2、1996～2002年间
开发并应用了TBS筛管。
TBS筛管是以打孔套管为基管，将金属纤维过滤单元烧结在基管上，单层管结构，内径大，可防细砂，解决了金属棉筛管内径小、堵塞和强度低的问题。
TBS筛管存在问题：过滤单元易脱落、加工工艺性差。
3、2002年以后
由于机械加工工艺的进步，割缝筛管加工成本降低，近几年来在辽河油田应用的最多，主要适用于粗砂、分选性好的油藏。
存在问题：不能防止细砂，缝隙易冲蚀变大、缝型为单一直缝抗压强度低。
4、2005年以后
割缝筛管防砂完井技术推广应用阶段和弹性筛管现场试验阶段
高强度弹性筛管进入现场，显示出明显的优势。
解决了TBS过滤单元脱落的问题，防砂材料采用弹性金属纤维，渗透性能好，抗堵塞性能高，扩大了防砂范围。
截止到目前在辽河油田的水平井上应用了32井次。
目前水平井最主要的防砂完井筛管是弹性筛管和割缝筛管。
目前水平井筛管完井方式主要有两种：
A、95/8″套管内悬挂7″筛管。
B、7″套管下接7″筛管，上部固井。
完井筛管多样化技术
1、割缝筛管
割缝筛管是在套管或油管管体上切割出细缝，将地层砂挡在筛管之外实现防砂，其结构简单、成本低，可用于水平井等弯曲井眼的完井和防砂，但存在如下问题：
1、受加工工艺影响，不能加工成梯缝，自洁能力差。
适应于泥质含量较少的水平井防砂完井。
2、缝宽最小可以加工到0.20mm，如果小于0.20mm，渗流能力会受到影响。
通常设计缝宽0.3mm～0.4mm，主要适用于粒度中值较大的砂岩地层。
3、过流面积为管体表面积的1.1%～2.7%，如果割缝数量增多，会降低管体的强度。
4、由于割缝后存在应力集中，整体强度低，不适应于深井应用。
割缝筛管相片及技术指标：
1、强度：抗压强度为套管45.6%；
2、过流面积：管体表面的1%～2.7%；
3、高温腐蚀：350 ℃时PH 2～12；
4、防砂粒径：0.2mm以上，分选性要求高；
5、筛管尺寸：外径Φ177.8mm，内径Φ159.42mm，便于施工作业；
2、弹性筛管：
高强度弹性筛管以单层厚壁API 标准套管做基管，将防砂过滤单元通过焊接安装到基管的阶梯孔里，形成单层管的整体防砂结构。
特殊弹性纤维防砂材料具有自我解堵的能力，防砂粒径可以根据需要调整，能够防住较细的地层砂，最小可以防到0.1mm，筛管整体强度高，防砂效果好。
弹性筛管相片及技术指标：
1、强度：拉力80t完好；弯曲22°完好；扭转130°/m焊口完好；抗压强度为套管90 %；过滤单元抗压强度40MPa。
2、过流面积：管体表面的6%。
3、高温腐蚀：350 ℃时PH 2-12。
4、防砂粒径：0.1mm以上，立体网状可调，不易堵，分选性要求低。
5、筛管尺寸：外径Φ177.8mm，内径Φ159.42mm，便于施工作业。
3、烧结滤网筛管
它由基管、保护套和过滤层组成，过滤层由烧结滤网构成，过流面积大、强度高，耐腐蚀和防堵能力强。
1、过滤层采用不同目数的多层不锈钢金属筛网高温烧结而成，真空烧结工艺强度高。
2、过滤层多层控制，挡砂精度高
3、挡砂控制层采用特殊网线编制型式，具有不易堵塞、抗变形能力强的特点。
烧结滤网筛管相片及技术指标：
1、强度：打孔套管做基管，整体强度为套管的95%，
2、过流面积：管体表面的20%，渗透率：＞60μm2
3、高温腐蚀：350 ℃时PH 2-12。
4、防砂粒径：0.1mm以上，特殊网线编制不易堵塞、抗变形能力强
5、筛管尺寸：外径Φ184mm，相对较大；内径Φ147.09mm，相对较小
4、螺旋筛管
其基本结构与烧结网式筛管相似，但保护套采用拉伸冲压并螺旋布置的立体缝隙，油井产液从立体缝隙绕流进入筛管，可以有效避免流体对过滤层的直接冲蚀破坏，延长筛管的使用寿命，适用于高液量含砂生产井。
螺旋筛管相片及技术指标：
1、强度：打孔套管，强度为套管的95%
2、过流面积：管体表面的10%
3、高温腐蚀：350 ℃时PH 2-12。
4、防砂粒径：0.1mm以上，特殊网线编制具有不易堵塞、抗变形能力强
5、筛管尺寸：外径Φ188mm，相对较大；内径Φ147.09mm，相对较小
5、V缝自洁防砂筛管
通过在基管上铣出矩形槽，将一组有一定锥度的不锈钢滤片焊接在矩形槽内，形成一组梯形缝隙，具有自洁功能。
适用于低渗、泥质含量高、细粉砂油藏。
V缝自洁防砂筛管相片及技术指标：
1、强度：打孔套管做基管，强度为套管的90%，过滤单元，抗内压：25MPa，抗外压：38MPa。
2、过流面积：管体表面的13%。
3、高温腐蚀：350 ℃时PH 2-12。
4、防砂粒径：0.05mm以上，V缝自洁。
5、筛管尺寸：外径Φ177.8mm，内径Φ159.42mm，便于施工作业。