国内外防砂工艺技术现状及新进展

细
中 粗
新型滤砂管——
STRATAPAC 多层充填组合筛管
STRATAPAC 的技术核心是保尔PMM不锈钢介质。PMM 复合片是由不锈 钢粉末烧结成的薄片，位于不锈钢丝编织网的孔隙结构内。它把高孔隙体 积的保尔PSS 粉末与有特殊刚度和韧性的保尔Regimesh编织丝介质结合在 一起，是一种具有韧性和抗损坏的材料，也是常规砂烧结金属或树脂胶结 材料无法比拟的。 ◇ PMM 介质、内外泄流网和保护罩的总厚度不超过 1/4in（6.35mm），OD/ID 比很小，可应用于小井眼 防砂，能够比常规的预充填筛管通过更大的流量。 ◇ 独立的层间结构及韧性材料在有严重机械变形情 况下，也不影响防砂效果。 ◇ 重量较轻，具有较好的柔性和抗弯曲能力，适合 于水平井及大斜度井的防砂。滤砂管渗透率高，生产 压差小，产能高。
目 录
一、国内外技术现状 二、新型防砂工艺 三、防砂技术发展方向 四、江汉油田适用性分析 五、结论与建议
射孔防砂一体化
油水井射孔防砂一体化管柱实现了 射孔工艺和防砂工艺的有机结合，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 孔和防砂之间的施工时间，减轻地层出砂 和油层污染，减少一趟管柱。 适用条件：新井第一次射孔，且射孔井 段内无闭射夹层；老井（试油井）上返补 孔，且为单采、单注（单试）补孔段，射 孔段内无闭射夹层；油井井筒斜度小于 60°。
优越性
已在墨西哥湾、路易斯安那的海上，以及陆地进行了大量的现场应 用，取得了良好的防砂效果。
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。
国外对防砂的认识
Chirag油田完井表皮系数 裸眼砾石充填 下套管射孔 独立筛管 完 井 表 皮 系 数 膨胀防砂筛管
井斜(层面)，度
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
BP公司在Chirag油田完井表皮系数数据。Chirag油田下套管射孔完井的表皮系数较低。独立筛管完井表皮系数也较低。然 而，当含水上升时，这两种完井方法都大量出砂。膨胀式防砂筛管表皮系数较低，也能防砂，但其在发生水窜后的效果 如何尚不明确。BP公司通过不断改进流体设计和作业方式公司通过不断改进流体设计和作业工艺，将裸眼砾石充填的完 井表皮系数降到了接近零。裸眼砾石充填是一种得到证实的在油井产水后也能防砂的方法。由此，裸眼砾石充填技术是 目前Azeri油田、Chirag油田以及Guneshli油田的基本完井方法。
套管井砾石充填：完井表皮系数较高，但如今，多数套管井砾石充填采用高压充 填或压裂充填（采用哪种方法根据现场经验、材料和设备情况而定）。压裂防砂 包括常规处理和端部脱砂（TSO）处理，可将出砂量减少到最小，甚至可防止出 砂。
裸眼砾石充填：表皮系数较低，能提供较好的井眼稳定性，长期产能高，比独立 筛管或膨胀筛管更能稳定产量和防止出砂，国外公司当前倾向于选择的一种防砂 方式。
国内外防砂工艺技术现状及新进展
目 录
一、国内外技术现状 二、新型防砂工艺 三、防砂技术发展方向 四、江汉油田适用性分析 五、结论与建议
已形成的防砂工艺技术
机械防砂占主流（80%），压裂充填成为当前主流的化学方法
四大观念的突破
突破一：基础理论研究获得新突破 突破二: 油水井维护措施转变为防砂增产措施； 突破三：单纯重视工艺转变为工艺油藏并重； 突破四：单一防砂工艺转变为与其它采油工艺有效集成。
图2 EXCLUDER筛管结构
图3 外保护筛管(a)及内层滤膜网结构(b)
新型滤砂管——EXCLUDER 抗冲蚀防砂筛管
Excluder2000有三种尺寸指标 ： 细： D10为100-200 微米级（均匀孔隙提供高防砂效率和较大的入流面积， 防砂的同时不会产生大压差）。 中： D10 为200-300微米级（优化后的编织膜允许泥浆固相返排而阻挡出 砂）。 粗： D10>300 微米级（孔隙尺寸允许可能造成砂堵的极细砂通过）。
新型滤砂管——EXCLUDER 抗冲蚀防砂筛管
EXCLUDER筛管是美国Baker 公
司的产品，坚固，抗损坏能力强， 主要有保护罩、单层滤膜网、贝克
焊接内衬管及基管，能够优化产量、
延长筛管寿命，EXCLUDER 筛管采用 多层结构，具有较好的抗冲蚀能力。 主要适用于水平井、小井眼井、 重复作业井，尤其是裸眼井效果更 好。
图1 射孔防砂一体化管柱施工流程图
射孔防砂一体化
斯伦贝谢： 射孔+充填+测试一趟管柱 应用井次：15口深水井 最大井深：3300m 最大井斜：75° 井滤失：400 bbl/h 压力：17MPa 作业时间节省：37万美元 射孔：大孔径 孔密：<21 spf 方式：撞击杆/液压
机械防砂
过去十年间，机械防砂的主要进展是精密筛管的研究和应用。国外服 务公司开发了多种新型精密筛管用于独立筛管完井，以解决独立筛管常见 的堵塞和磨蚀问题，尤其适用于水平井完井。目前国外应用最为广泛的主 流精密筛管有： ResScreen 筛管 Con-slot筛管 Excluder2000筛管（贝克） Stratapac筛管（威德福） PoroMax筛管（哈里伯顿） Stren SC2000筛管 MeshRite筛管（斯伦贝谢） ESS膨胀筛管（威德福） 国内近几年在引进国外精密筛管的基础上，一些油田服务公司如大港安 东集团和西安集益公司等也开发出了精密微孔、PK分极控砂筛管等。