可自適應(yīng)性膨脹防砂篩管

1、可自適應(yīng)膨脹防砂篩管防砂防砂小組成員：孟霖 徐梓源 朱斌 林鑫目錄一、概述二、可自適應(yīng)膨脹防砂篩管設(shè)計(jì)理念三、可自適應(yīng)膨脹防砂篩管防砂機(jī)理四、可自適應(yīng)膨脹防砂篩管防砂性能實(shí)驗(yàn)研究五、參考文獻(xiàn)2一、概述1.出砂的定義： 出砂是由于油氣井開采和作業(yè)等綜合因素造成井底附近地層破壞 導(dǎo)致剝落的地層砂隨地層流體進(jìn)入井筒，而對油氣井生產(chǎn)造成不利影響的現(xiàn)象。2.目前，國內(nèi)外常用的油井防砂方式為化學(xué)防砂和機(jī)械防砂兩類。但化學(xué)防砂防砂強(qiáng)度和有效期受到一定的限制，機(jī)械防砂大都難以勝任中后期出砂較嚴(yán)重或經(jīng)過多次防砂作業(yè)的油井的防砂任務(wù)。因此綜合礫石充填、 可膨脹篩管和割縫篩管的優(yōu)點(diǎn),開發(fā)出了可自適應(yīng)膨脹防砂篩管防砂

2、新技術(shù)。3二、可自適應(yīng)膨脹防砂篩管設(shè)計(jì)理念可自適應(yīng)膨脹防砂篩管整體結(jié)構(gòu)主要由防護(hù)外殼、可膨脹防砂篩網(wǎng)、礫石充填膨脹層和內(nèi)支撐復(fù)合割縫篩管構(gòu)成，其結(jié)構(gòu)示意圖如下：4二、可自適應(yīng)膨脹防砂篩管設(shè)計(jì)理念（1）最外層為防護(hù)外殼, 其作用一是保護(hù)防砂篩管在運(yùn)輸、 施工過程中內(nèi)層結(jié)構(gòu)不受到損害; 二是在篩管膨脹過程中提供位移補(bǔ)償, 防止內(nèi)層的防砂篩網(wǎng)松脫,起到均衡膨脹力的作用。（2）在防護(hù)外殼之內(nèi)的部分為外卷式可膨脹防砂篩網(wǎng),可在礫石充填層的推擠作用下向外擴(kuò)展膨脹,對原油進(jìn)行初步過濾, 形成初級擋砂屏障; 同時(shí),阻擋礫石在篩管膨脹過程中從防護(hù)外殼的孔隙漏失。5二、可自適應(yīng)膨脹防砂篩管設(shè)計(jì)理念（3）中間部分為

3、礫石充填層,充填的是與地層砂配伍的石英砂, 其作用一是對原油進(jìn)行再次過濾,形成二級擋砂屏障; 二是作為可自適應(yīng)膨脹防砂篩管的膨脹介質(zhì), 在膨脹壓力的作用下, 擠壓外層結(jié)構(gòu),向外膨脹,與套管壁貼合實(shí)現(xiàn)“零環(huán)空”。（4）最內(nèi)層結(jié)構(gòu)為內(nèi)支撐割縫篩管, 壁厚較厚,其作用一是形成第三級擋砂屏障,阻擋填充礫石和地層砂進(jìn)入中心管對采油設(shè)備造成損害;二是作為可自適應(yīng)膨脹防砂篩管的內(nèi)支撐管柱, 在可自適應(yīng)膨脹防砂篩管的下入、 起出過程中提供支撐,保證可自適應(yīng)膨脹防砂篩管的整體性。6三、可自適應(yīng)膨脹防砂篩管防砂機(jī)理可自適應(yīng)膨脹防砂篩管利用管外地層砂粒和自身防砂結(jié)構(gòu)，構(gòu)成復(fù)合防砂體系，如下圖所示：7三、可自適應(yīng)膨脹

4、防砂篩管防砂機(jī)理其防砂機(jī)理為：（1）管外地層砂粒形成砂橋，作為初級擋砂屏障，對原油進(jìn)行初步過濾，起到一定的防砂作用；（2）防護(hù)外殼內(nèi)的可膨脹防砂篩網(wǎng)，對原油形成二級過濾，起到主要防砂作用，同時(shí)，阻擋礫石在膨脹過程中從防護(hù)外殼的孔隙漏失。（3）中間的礫石充填層，既作為可自適應(yīng)膨脹防砂篩管的膨脹介質(zhì)，在攜砂液的帶動(dòng)下發(fā)揮向外擠壓膨脹的作用，又承擔(dān)著對原油實(shí)行三級過濾的作用。8三、可自適應(yīng)膨脹防砂篩管防砂機(jī)理(4) 最內(nèi)層的內(nèi)支撐割縫篩管，作為第四級擋砂屏障，阻擋填充礫石和地層砂進(jìn)入中心管，起到重要的防砂和內(nèi)部支撐作用。整個(gè)可自適應(yīng)膨脹防砂篩管復(fù)合防砂體系，以高滲透礫石填實(shí)環(huán)空，在井眼不規(guī)則的油井中

5、實(shí)現(xiàn)膨脹段的“零環(huán)空”和膨脹壓力均一，避免了由于地層砂重新分布而形成近井眼低滲透帶，減少了對篩管的沖蝕破壞和近井眼壓降損耗，充分利用可膨脹防砂篩管防砂和礫石充填防砂的優(yōu)點(diǎn)，在保證滲透率基礎(chǔ)上，提高防砂效果。9四、可自適應(yīng)膨脹防砂篩管防砂性能實(shí)驗(yàn)研究將可自適應(yīng)膨脹防砂管與割縫篩管、繞絲篩管、金屬纖維濾砂管、雙層預(yù)充填篩管進(jìn)行實(shí)驗(yàn)對比，研究可自適應(yīng)膨脹防砂篩管防砂性能。實(shí)驗(yàn)結(jié)果如下：圖中的曲線、曲線、曲線、曲線、曲線分別對應(yīng)實(shí)驗(yàn)的割縫篩管、繞絲篩管、金屬纖維濾砂管、雙層預(yù)充填篩管、可自適應(yīng)膨脹防砂篩管。10四、可自適應(yīng)膨脹防砂篩管防砂性能實(shí)驗(yàn)研究11四、可自適應(yīng)膨脹防砂篩管防砂性能實(shí)驗(yàn)研究有實(shí)驗(yàn)結(jié)果可以看出，可自適應(yīng)膨脹防砂篩管在防砂時(shí)，滲透率變化最小，出砂量為零，由此可以看出可自適應(yīng)膨脹防砂篩管的防砂效果最好。12五、參考文獻(xiàn)（主要）1.馬建民,劉永紅等.可自適應(yīng)膨脹防砂篩管結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及防砂機(jī)理研究J.石油礦場機(jī)械,2010,39（9）:1-4.2.馬建民,劉永紅等.可自適應(yīng)膨脹防砂篩管膨脹機(jī)理研究J.石油礦場機(jī)械,2009,38（12）:9-11.3.馬建民,劉永紅等.可自適應(yīng)膨脹防砂篩管性能評價(jià)試驗(yàn)研究