防砂和筛管技术

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。

濮城油田绕丝筛管充填防砂技术的应用摘要：濮城油田开发已进入中后期，地层出砂严重，致使采油井检泵周期缩短，激光割缝筛管、双层筛管、防砂泵、防砂气锚等简单的机械防砂技术，已不能满足出砂严重井的防砂要求，为此针对地层出砂严重的井我们应用了绕丝筛充填防砂工艺，此技术工艺简单，成本低，有效期长，经过采油井现场应用，经济效益显著。

关键词：濮城油田出砂机械防砂绕丝筛管充填防砂一、前言濮城油田开发进入中后期，随着开发程度的不断深入，油藏开采压差的增大，由于油层胶结疏松或油井工作制度不合理，以及措施不当造成油气井出砂越来越严重，出砂油气井砂子随油流携带上升出井，砂上升的过程中会磨损抽油设备，致使产液量下降，泵效降低。

油气井出砂后一部分砂子沉积井中形成砂堵，增加油流阻力，降低油井产量，砂堵严重的井，砂柱可达百米以上高度，将油井堵死，使油井减产甚至停产。

为解决濮城油田采油井出砂严重的问题，我们研究应用了绕丝筛充填防砂工艺技术。

二、油气水井出砂机理地层是否出砂取决于颗粒的胶结程度—地层强度。

一般说来，地层应力超过过地层强度就可能出砂。

出砂影响因素很多，主要分为两大类：1、先天因素：指砂岩地层的地质条件，如胶结物含量及分布，胶结类型，成岩压实作用，地质年代等。

濮城油田地层流体粘度大，携带力强、油层胶结物类型以疏松的接触式及接触—孔隙式为主，孔隙度为16.9%—31.5%，泥质含量2%—20%，泥质中含有遇水易膨胀的蒙脱石，遇水变得松散，降低胶结性，因此，油井开发初期即出砂，进入注水开发后出砂日趋严重。

2、开发因素：1）采液速度突然发生变化或采油速度过高；2）低质量（指对地层伤害严重）和频繁的修井作业；3）不合理的生产及作业措施造成油层伤害；4）地层压力持续下降，油井含水上升；5）开发中、后期油井提液，加剧了对颗粒的冲刷，泥质胶结的地层防膨措施不当。

因此，随着开采时间的延长，地层结构破坏也就越严重，出砂也随之越来越严重。

三、油气水井出砂危害濮城油田开发进入中后期，出砂危害日见明显，使井下情况愈加复杂。

【防砂】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。

目前常用的防砂筛管有：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。

一、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。

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。

二、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。

优质筛管防砂作业流程及安全风险分析一、优质筛管防砂现在渤海地区常见的优质筛管防砂包括：常规定向井套管射孔防砂和裸眼井防砂。

二、优质筛管防砂原理优质筛管防砂也叫适度防砂,它允许一定精度的地层沙进入生产管柱,被阻挡的地层沙在筛管与套管间的环空形成天然的防砂屏障,从而形成以沙治沙的目的.目的：延长井的生产寿命；保护地面设施；降低生产井的维修费用。

三、防砂作业步骤1、作业前工具准备首先需要知道井的基本数据，包括套管磅级、射孔数据、筛盲管扣型等，根据不同井的情况准备手工具和各种变扣接头。

手工具一般包括：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。

各种变扣接头主要包括：筛盲管防喷变扣（根据筛盲管尺寸定），中心管防喷变扣、座封工具与钻杆连接的变扣（视作业平台钻杆尺寸决定，7”井座封工具上部接头扣型为 2－7/8”IFB;9-5/8”井座封工具上部接头扣型为3-1/2”IFB）、循环头等。

2、作业流程（以2层9-5/8”井为例）2．1、座封沉砂封隔器电缆座封沉砂封隔器工具组合：Baker "F-1" 沉砂封隔器 + 电缆座封工具+ CCL + 马龙头 + 电缆沉砂封隔器的坐封位置要参照测井曲线避开套管接箍。

沉砂封隔器应坐封于底层射孔段底部以下大约5～8ft处。

注意事项：电缆下入"F-1"沉砂封隔器时，关闭所有无线电通讯，停止一切电弧焊作业，平台所有人员禁止使用手机。

如果电缆坐封"F-1"沉砂封隔器有困难（井斜超过60度电缆下入就比较困难），可用钻杆下入液压座封工具。

钻杆下入液压座封工具步骤为：1)工具组合为："F-1"封隔器＋液压坐封工具 + 变扣 + 3-1/2"钻杆（具体柱数根据同位素的深度来定）+ 同位素接头(3-1/2" IF B ×P) +3-1/2"钻杆。

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。

采油厂酸洗防砂、绕丝/割缝筛管砾石充填防砂施工安全操作规程1、施工井口必须加固，地面流程试压，一般20MPa,不刺不漏。

2、配液池（罐）必须清洁干净，以保证配药质量。

3、施工中高压区内严禁站人，挤酸中若管线刺漏，应替入清水，关好总闸门，放压后整改。

4、高压施工，地面管线连接要牢固。

5、严格控制加砂比由小到大，均匀加砂，如果施工中泵压突然上升，超过正常泵压3~5MPa应立即停止加砂，等泵压正常后再继续加砂。

6、井架安装要标准，天车和井口要对中。

7、起下防砂管柱要平稳操作,不得猛提猛放,严禁顿、溜，上卸扣必须打好背钳，防止脱扣，丝扣油涂在公扣上，紧扣后将多余的丝扣油擦净，管柱下放速度每小时低于30根。

8、防砂施工装好井口，各闸门灵活可靠，井口悬挂完好，盘根、顶丝齐全。

9、施工过程中严格执行安全操作规程，尤其是水平井防砂，井口装好高压封井器，起管柱做到随起随灌液体，严防井喷。

10、施工人员必须服从统一指挥，严格按操作规程、安全环保法规及施工设计进行作业，不得擅自变更设计方案和降低标准。

11、作业前召开一次作业交底会，介绍本次作业有关的施工步骤、技术要求及安全环保注意事项。

12、进入造斜段的油管接箍要倒角4X30。

13、水平井投产带防砂：采用近平衡压力射孔，为保证施工安全，应在射孔前装好井口。

14、井口采油树螺丝、顶丝必须全上紧，出口管线用硬管线并固定。

15、牵涉酸化时：现场工作人员戴全防护用具，配酸及其它接触酸液人员应穿工衣、雨靴，戴风镜、口罩或防毒面目、胶皮手套系胶皮围裙。

井口备苏打水、清水各一盆。

4、施工中高压区内严禁站人，挤酸中若管线刺漏，应替入清水，关好总闸门，放压后整改。

5.填砂前循环均匀后方可开泵。

6.加砂要均匀，若压力突然升高，则停止加砂，待压力正常后继续加砂。

7.施工中若遇砂堵，立即放空并反洗井，不通则起出管柱清砂。

8.连续施工不间断。

9.作业交井时应向采油队、站交代：开井前做好一切开井准备工作。

收稿日期:2002203204作者简介:李文勇(1971—),男,1995年毕业于西南石油学院钻井钻业,现任菲利普斯中国有限公司西江油田钻井完井工程师。

联系电话:(0755)6691786-2739第30卷　第4期2002年8月石　油　钻　探　技　术PETROL EUM DR I LL I N G T ECHN I QU ES V o l .30N o.4A ug .2002!试井与开采#菲利普斯西江油田膨胀筛管防砂完井技术李文勇1,赵锦栋1,张卫东2(11菲利普斯中国有限公司西江油田钻井完井及修井工程部,广东深圳　518067;21石油大学(华东)石油工程学院,山东东营　257062)摘　要:介绍了膨胀筛管的结构、防砂机理和采用膨胀管防砂完井的优缺点。

在西江油田3口井的成功应用表明,采用膨胀筛管完井能减小表皮系数,提高油井产能。

关键词:膨胀;筛管;防砂;完井;西江油田中图分类号:T E 25719 文献标识码:B 文章编号:100120890(2002)0420050203 菲利普斯西江油田的主力产层垂深1800～2800m ,属于中新世上第三系地层,具有埋藏中等、分选中等偏好、胶结疏松、孔隙度大、渗透率高、产能高、易出砂的特点,在油田开发时要求采取必要的防砂措施。

西江油田累计完成新钻井44口,其中大多采用了砾石充填防砂和预充填筛管防砂。

其中砾石充填防砂井近井眼生产压差都很高,大致为3185～7100M Pa ,其中B 02ST 01井的近井眼生产压差高达12125M Pa ,其产液指数大致为5617～102211m 3 (d ・M Pa );预充填筛管防砂井在生产的中期出现防砂失效问题,如A 12井在投产17个月后出砂,其近井眼生产压差大致为1175～3150M Pa ,其产液指数大致为9018～31810m 3 (d ・M Pa )。

为了解决过高的生产压差带来的底水迅速锥进,产层出砂加快以及完井管柱冲蚀破坏等一系列问题,决定采用膨胀筛管防砂技术。

筛管防砂技术服务
筛管防砂是将滤砂管联接于生产管柱的下部下入井内，滤砂管正对产层，滤砂管上部用封隔器分隔上部井段，迫使产层的流体经过滤砂管过滤，将砂挡在滤砂管外面、而流体进入生产管柱内；或者将滤砂管和封隔器联接成防砂管柱用钻杆将防砂管柱送入到产层，坐封丢手后，封隔器永久性地将滤砂管固定于井下，然后在封隔器上部下入生产管柱。

筛管防砂与砾石充填相比较操作简单，成本低，风险小，作业周期短。

在几年的摸索学习中我们主要有
1、复合筛管
2、冲缝筛管
3、调流控水筛管
4、HSG新型复合防砂筛管
5、预充填筛管
6、绕丝筛管
7、割缝筛管
绕丝筛管
优质筛管。

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。