防砂和筛管技术

化学防砂法的优 /缺点： a、优点---- 现场施工作业简单； b、缺点---- ●由于地层渗透率差异问题，不适宜长井段防
砂(≤30m）；
● 高温井（＞900C）胶结质量难以控制；
●有效防砂寿命期短；
A、早期挤化学剂固砂
套管 环氧树脂胶结后的地层砂
挤注管柱
挤注封隔器 没胶结的地层砂 炮眼
B、补救防砂
筛管的种类很多，但目前使用比较广泛的有三种： a）绕丝筛管 b）金属微孔多层网布筛管 c）筛孔形金属棉筛管（海总内部）
其中用得最多的是绕丝筛管。 A）绕丝筛管
适用范围：几乎适用于所有的油、气、水井的防砂； 优点：● 加工时绕丝缝隙容易控制、容易检验其质量好坏；
● 使用绕丝筛管能进行高速或压裂充填防砂工艺； ● 由于其缝隙不直接和地层砂接触，而是缝隙挡砾石，
防砂和筛管 技术简介
2004年ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ月
一、防砂方法
笼统讲，防砂方法分两大类：化学防砂和机械防砂。
1 、化学防砂 化学防砂方法多用于早期防砂和后期补救防砂。 现场作业时： ● 将某种合适的化学剂（比如环氧树脂）挤入油层--井眼附近，把井眼附近的地层砂固结起来，生产时阻止 地层砂流动，达到防砂目的。 ● 事先将合适尺寸的砾石涂上树脂，然后把涂脂砾石泵入 地层（井筒附近），待涂脂砾石固化后即形成防砂砾石 层。
麽 堵，要麽出砂，对大部分防砂井，其有效防砂寿命都很短。
3）压实性金属片筛孔形防砂管（不能叫做筛孔形金属棉筛管） 优点：现场施工简单；基管通径大，二次作业时容易打 捞。强度大，特别适用于大斜度井。 缺点：● 泥质含量高（＞10%）的井慎用。 ● 制造过程中比较困难控制过滤精度。 适用范围：油不太稠、泥质含量不很高的井—特别是大斜 度裸眼井。若在套管井使用时，应尽量减小砂 环厚度。
割缝管示意图
6）绕丝筛管 优点：防砂效果好，有效寿命长。 缺点：现场施工复杂，作业难度大，费用较高。 适用范围：除水平裸眼井外，几乎适用于各类防砂井。 就其绕丝断面形状而言，根据不同的使用情况， 现场应有所选择。
A、普通三角形绕丝断面
（具有自洁功能）
适用范围：普通循环砾石充填防砂井
B、“House”形绕丝断面
1）d50＞70µm； 2）44µm以下的微粒数量＜20%； 3）d40/d90＜5（均匀系数＜5）； 4）黏土含量＜5%（渤海地区大部分油田达不到）；
注：Pall Stratapac Screen ----‘多层复合金属纤维烧结（毡） 式筛管’ 类似于我们早期防砂用过的 ‘油毛毡’ 效果----要
5）割缝管 优点：结构简单，现场容易施工，基管通径大，二次施工时打 捞作业特别容易。 缺点：小尺寸的开缝难以加工、开缝总的流通面积较小、由于 开缝处容易结垢/生锈，因此，开缝容易被堵； 适用范围：地层砂直径比较大无明显腐蚀介质存在的井； 大斜度井；裸眼井； 若在套管井里使用，应尽量减小砂环的厚度。 外面不能进行砾石充填；
B、“House”形绕丝断面
“House”形绕丝截面
缠绕后可能形成易被赃物堵 塞的不平行“House”形筛缝
适用范围：压裂充填、高速循环充填
C、改进性三角形绕丝断面
特点：和普通三角形断面绕丝相比，具有较强的抗冲蚀性，而
且保留了自洁特性，但费用高。
适用范围：压裂充填、高速循环充填
二、筛 管
1、筛管种类、使用范围及其优缺点
优点：现场施工简单；基管通径大；抗变形能力强；防砂 效果较好。
缺点：价格昂贵； 适用范围：大斜度井、裸眼井。若在套管井使用并且管外
不再充填砾石时，应尽量减小砂环厚度。
卸油网
（外/中/内）
外套
过滤网（有时每层具有不同的网眼直径） 端环
中心管
过滤筛网 （2～3层）
多层金属网缠绕复合筛管结构示意图 （EXCLUDER SCREEN）
砾石形成的缝隙挡地层砂，因此，防砂效果比较好， 寿命长；
缺点：现场施工作业量比较大，作业过程中技术性比较强，因作业 时砾石充填层有时存在“空洞”的可能，可能导致防砂失败；
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”.
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。
预充填砾石
基管
保护套
优点：结构简单、现场容易施工，二次防砂时容易作业。 缺点：防砂效果差、特别不适宜稠油/泥质含量高的井；
易破碎，不适宜斜井；外面不能进行砾石充填。 目前油田上已很少使用。 适用范围：直井或斜度不大的短井段井；
1、先生产，不防砂
生产油管
由于先期生产时不防砂， 井筒附近被掏成空洞。
套管 炮眼
疏松地层砂
油层
2、补救防砂---挤入涂脂砾石
‘空洞’已被涂脂砾石填 充
生产油管 套管
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
‘空洞’已被胶结砾石填 充
生产油管 套管
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。
压实性金属片筛孔形防砂管结构示意图
防砂金属片 承托杯 上卸油网 压帽
下卸油网
承托片
4）多层金属网缠绕复合筛管（不同于我们现在的多层金属网缠绕复合筛管） 这种筛管一般由三层筛网布缠绕，从外向里每层筛网的
孔眼逐渐变小，最外层形成大砂粒砂桥；中间层形成中等砂 粒砂桥；较小的砂粒在最里层形成砂桥；再小的地层砂流入 井筒。这样，在筛网里形成了由地层砂本身组成的、经过选 择分类的砾石充填层。
泥质含量低、黏度不高的井；
2）多层复合金属纤维烧结（毡）式筛管—Stratapac Screen 从防砂效果方面来说，类似于预充填筛管，对泥质含量
和稠油很敏感。 优点：现场施工简单，基管内径大。 缺点：不适宜稠油/泥质含量高的井，外面不能进行砾石充填。
适用范围：泥质含量低、油黏度不高的井；
“Pall Stratapac Screen” 的使用条件