CN113187462B - 一种天然气井防砂完井筛管冲蚀损坏风险评价方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种天然气井防砂完井筛管冲蚀损坏风险评价方法，用于评价筛管的抗冲蚀性能以及在实际井下是否存在冲蚀损坏风险。该方法包括：S1获得目标筛管的冲蚀指数K_c；S2计算目标气井的气体最高冲蚀流速；S3计算目标筛管在目标井井底条件下的冲蚀损坏速度和冲蚀损坏时间；S4计算地层砂填满筛管外环空的生产时间；S5计算目标气井的筛管冲蚀风险指数并进行冲蚀风险等级评价。该评价方法简单易行，降低筛管冲蚀测试的复杂度，节约成本和工作量，为实际天然气井的冲蚀评价提供了一条便捷的途径，解决了井底筛管冲蚀损坏风险评价缺乏有效方法的问题，为防砂完井筛管提高抗冲蚀性能提供了基础和依据。

Description

一种天然气井防砂完井筛管冲蚀损坏风险评价方法

技术领域

本发明涉及一种天然气井防砂完井筛管冲蚀损坏风险评价方法，属于防砂完井井下设备安全评价领域。

背景技术

我国及世界上的常规石油与天然气储层中，70％以上是弱胶结疏松砂岩油气藏，在开采过程中地层出砂严重。所谓出砂，是指石油与天然气疏松砂岩储层以及天然气水合物储层在开采过程中，地层砂粒随地层流体产出到井筒或地面的现象。防砂是目前解决出砂问题的主要途径，其中机械筛管防砂是主要的防砂完井方式之一，筛管的稳定工作寿命对油气井防砂质量、防砂有效期以及油气井产量至关重要。防砂筛管在油气开采过程中的损坏形式主要包括筛管冲蚀损坏、腐蚀损坏、机械损坏、堵塞等，其中冲蚀损坏是防砂筛管损坏最常见的一种形式。

天然气井中，由于气体流速高，气体携砂等，造成了筛管的冲蚀损坏现象明显。导致筛管冲蚀磨损失效的主要因素有气井产量、生产过程中的气体含砂浓度、含砂粒度分布等。一旦防砂筛管失效将导致气井整体防砂作业的失败。对防砂筛管的冲蚀损坏风险进行评价是解决上述问题的关键，但目前国内外对筛管在井底工况条件下的冲蚀损坏评价开展的研究较少。目前在天然气开采现场，缺乏井下筛管冲蚀损坏的系统评价方法，包括筛管是否存在冲蚀现象，冲蚀损坏速度是多少，井底条件下是否会出现筛管冲蚀损坏的风险，冲蚀损坏需要多长时间，这一些列问题的不明确，造成目前的气井防砂完井筛管优选和设计缺乏直接依据，无法有效地降低筛管冲蚀损坏风险。

如，中国专利文献CN104897510A公开了一种评价防砂管冲蚀速率的方法及其专用装置，利用现场所用筛管加工成筛管片进行实验。通过对实验过程不同时段的产出砂做激光粒度分析来评价防砂管精度的变化，通过对实验前后筛管片质量的变化来评定筛管在特定储层条件和生产条件下的冲蚀速率，最终达到预测筛管的冲蚀速率及使用寿命的目的。该评价方法只能测试冲蚀速率，无法真实评价井底条件下是否会出现筛管冲蚀损坏的风险，冲蚀损坏需要多长时间，并且该实验装置只能对一些小型试件进行试验，无法直接对全尺寸防砂筛管进行冲蚀实验，无法真实有效反应实际井底条件下防砂完井筛管冲蚀损坏风险。

中国专利文献CN105928813A公开了一种油井防砂筛管冲蚀寿命预测方法，包括以下步骤：针对目标油井使用的防砂筛管，进行防砂筛管室内冲蚀实验，采集实验数据；绘制实验压力随实验时间变化曲线，从曲线上找出实验压力突然下降的实验时间，测量该实验时间点的筛管质量损失，确定防砂筛管发生冲蚀破坏的临界点；对实验数据拟合，确定适用于目标油井使用的防砂筛管的冲蚀寿命计算公式；以防砂筛管发生冲蚀破坏的临界点，对不同流体流速和液体含砂浓度条件下防砂筛管的冲蚀寿命进行计算，绘制防砂筛管冲蚀寿命预测图版；根据目标油井的油藏配产和完井防砂筛管长度，计算防砂筛管表面流速，由出砂模拟实验确定携砂液浓度，从防砂筛管冲蚀寿命预测图版中查得目标油井使用的防砂筛管的冲蚀寿命，但该预测方法预测冲蚀损坏寿命的方法，而非评价设备在实际境地条件下是否具备冲蚀损坏风险，该冲蚀实验是开放空间的冲蚀实验，预测不符合实际境地条件，导致预测不准确，并且需要进行大量的实验才能制作出图版。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明提供一种天然气井防砂完井筛管冲蚀损坏风险评价方法。

本发明提出筛管冲蚀指数并给出其实验测试方法，用于评价筛管临界冲蚀条件和筛管冲蚀损坏速度，并评价筛管的抗冲蚀性能；结合实际气井的产气量，与沿生产段的产气和出砂剖面及其流速，根据含砂率预测出砂速度；根据筛管精度预测挡砂率以及地层砂填满筛管外环形空间，最终很冲蚀损坏时间和有效冲蚀时间，判断实际井下筛管是否存在冲蚀损坏风险。

本发明的技术方案

一种天然气井防砂完井筛管冲蚀损坏风险评价方法，所述的方法为目标气井的筛管冲蚀风险等级评价方法，该方法包括：

S1：获得目标筛管的冲蚀指数K_c，所述目标筛管的冲蚀指数K_c包括以下参数：临界冲蚀距离、冲蚀距离、冲蚀损坏速度、气体冲蚀流速、气体含砂率、地层砂密度、地层砂平均粒径，根据参数结合公式1，获得目标筛管的冲蚀指数K_c，

式中L_c—临界冲蚀距离，即能产生冲蚀现象的临界距离，在一般天然气井的冲蚀条件下，L_c≈55mm；L—冲蚀距离，即最高流速位置的冲蚀喷出位置距离筛管表面的距离，mm；V_g—气体冲蚀流速，m/s；C_s—气体含砂率，％；ρ_s—地层砂密度，kg/m³；d_s—地层砂平均粒径，mm；V_c—冲蚀损坏速度，mm/s；a—拟合系数，a＝-1.8746；K_c—筛管冲蚀指数；

S2：根据日产气量和井底温度压力条件计算井底气体流量，然后根据井底气体流量和井底泄流面积计算平均气体入井流速，根据测井资料计算或估算流速非均匀系数，最后根据流速非均匀系数和均气体入井流速，得到气体最高冲蚀流速；

S3：根据最高气体流速、临界冲蚀距离、冲蚀距离、气体含砂率、地层砂密度、地层砂平均粒径参数结合目标筛管的冲蚀指数K_c，计算目标筛管在目标井底条件下的冲蚀损坏速度Vcr；根据目标筛管的机械结构参数、目标筛管在目标井底条件下的冲蚀损坏速度Vcr，计算筛管在井底条件下的冲蚀损坏时间T_a；

S4：根据地层砂粒径分布数据和筛管挡砂精度得到筛管挡砂率，然后根据出砂速度和挡砂率计算筛管外环空的沉砂速度，最后根据筛管外环空容积、沉砂速度计算得到筛管外环空被地层产出砂填满所需要的时间T_b；

S5：定义冲蚀风险指数F＝T_b/T_a，即环空砂埋时间与筛管冲蚀损坏时间的比值；根据冲蚀风险指数F的数值大小进行冲蚀风险等级评价。

步骤S1，筛管冲蚀指数的提出是基于如图1所示的系列实验结果和规律。通过大量的实验分析表明，筛管的冲蚀速度和实验参数的组合

成正比，如下公式所示：

根据上述规律，定义比例系数Kc为筛管冲蚀指数。对于同一类型筛管，其冲蚀指数与外界冲蚀条件无关，仅表征筛管本身的冲蚀性能，冲蚀指数越大，筛管越容易被冲蚀损坏。

获得筛管冲蚀指数需要进行至少3-5组实验测试。特定筛管的冲蚀指数和外界冲蚀条件无关。其具体实验测试方法为：将气体冲蚀流速、含砂率、砂粒径、冲蚀距离等冲蚀实验参数灵活组合，进行3-5次冲蚀实验，测试得到每次实验的筛管冲蚀损坏速度Vc，将多次试验数据与图1进行拟合，即可得到目标筛管冲蚀指数。

步骤S1，临界冲蚀距离Lc≈55mm是发明人进行了大量的实验总结得到的。

根据本发明优选的，步骤S1，冲蚀距离L为井筒内壁至筛管外壁的距离。

根据本发明优选的，步骤S2中，计算井底气体流量的公式如下所示：

式中：T－井底温度，K；P－井底压力，MPa；Z－井底天然气压缩因子，无量纲；Z_SC、T_SC、P_SC—分别为井底条件下的天然气压缩因子、温度和压力，Z_SC＝1.0，T_SC＝293.15K，P_SC＝0.101MPa；qsc—标况下天然气井日产量，m³/d；q—井底条件下天然气体积流量，m³/d。

根据本发明优选的，步骤S2中，计算平均气体入井流速的公式如下所示：

式中：q-井底条件下天然气体积流量，m³/d；A-均匀入流条件下井底泄流面积，m²。V_g为平均气体入井流速，m/s。

根据本发明优选的，步骤S2中，流速非均匀系数为1～10×10⁴。

根据本发明优选的，步骤S2中，根据如下公式得到气体最高冲蚀流速：

V_gmax＝V_g·K_a (5)

式中K_a-由于储层非均质性造成的最高入流流速与平均入流流速的比例系数；V_gmax-生产层位的最高入流流速，即气体冲蚀最高流速，m/s。

无论对于垂直井还是水平井，沿生产层位井轴方向的储层岩石胶结强度、渗透率等均有明显分非均质性，实际井筒入流剖面也并非均匀，存在入流集中的高流速入流剖面；并且随着生产的延续，由于出砂疏松孔道的作用，这种入流剖面的非均质性会越来越强。这种非均质性及其演化会导致导致局部入流高流速，作为井底气体最高冲蚀流速。

根据本发明优选的，步骤S3中，计算目标筛管在目标井底条件下的冲蚀损坏速度Vcr采用的公式如下所示：

根据本发明优选的，步骤S3中，冲蚀损坏时间T_a计算公式如下：

式中，H-筛管厚度，mm；T_a-筛管在井底条件下的冲蚀损坏所需的时间，d。

从地层中产出的地层砂，一部分粒径低于筛管挡砂精度的砂粒会通过筛管进入井筒；而粒径高于筛管挡砂精度的砂粒会被筛管阻挡，从而滞留沉积在筛管外的环空中。产出的地层砂滞留在筛管外环空中的比例为挡砂率。

根据本发明优选的，步骤S4中，挡砂率的确定方法为：根据地层砂粒径分布数据，在地层产出砂的粒度分布曲线图上，找到筛管精度wf对应地层砂累重百分比，即为挡砂率R_d。

筛管精度w_f也即挡砂精度。

粒度分布曲线是指的地层砂累重百分比(％)与地层砂粒径(mm)的关系曲线；把挡砂精度Wf(mm)当成粒径，在曲线上找到对应的累重百分比即为挡砂率R_d。

根据本发明优选的，步骤S4中，筛管外环空的沉砂速度的计算公式如下：

Q_s＝q_sc·C_s·R_d·K_m (8)

式中K_m—考虑实际不确定性因素的校正系数，无量纲；Q_s—筛管外环空的沉砂速度，m³/d。

筛管外环空的沉砂速度Q_s也即产出的地层砂被筛管阻挡从而在筛管外环空滞留堆积的速率。

根据本发明优选的，步骤S4中，筛管外环空被地层产出砂填满所需要的时间T_b计算公式为：

式中V_an—筛管外环空容积，可根据筛管外径、井筒内径及生产段长度计算得到，m³；T_b—筛管外环空被地层产出砂填满所需要的时间，d。

步骤S5中，筛管外环空被地层产出砂填满所需要的时间T_b实质即为井底发生冲蚀现象的最长时间，因为一旦筛管外环空被地层砂填满，相当于沉积的地层砂对筛管起到保护作用，冲蚀便不再发生(如图3和图4)。如果T_b＜T_a，则筛管可以被冲蚀损坏，否则筛管在冲蚀损坏之前已经被地层砂填埋，无损坏风险。定义冲蚀风险指数F＝T_b/T_a，即环空砂埋时间与筛管冲蚀损坏时间的比值，根据数值大小进行冲蚀风险等级评价。

根据本发明优选的，步骤S5中，根据冲蚀风险指数F的数值大小进行冲蚀风险等级评价，具体方法如下：

当F≥1.25，筛管冲蚀损坏风险极高；

当1.25＞F≥1.0，筛管冲蚀损坏风险很高；

当1.0＞F≥0.75，筛管冲蚀损坏风险较高；

当0.75＞F≥0.5，筛管冲蚀损坏风险较低；

当F＜0.5，筛管无冲蚀损坏风险。

本发明的有益效果

1、本发明提出了评价筛选冲蚀性能的一个有益指标——冲蚀指数。该指标通过实验测试得到，但其数值本身与外界冲蚀条件无关，只与筛管本身的机械结构、材质等参数有关。基于该指标的上述特性，本发明提出了筛管抗冲蚀指标的3-5个试验点的测试方法，并且不需要考虑实际气井的冲蚀条件。该指标及其测试评价方法简单易行，大大降低了筛管冲蚀测试的复杂度，节约成本和工作量。解决了筛管抗冲蚀性能评价无统一标准的问题。

2、利用本发明提出以及评价测试得到的冲蚀指数评价指标，可以直接预测实际天然气井井底生产条件下防砂完井筛管的冲蚀速度。为实际天然气井的冲蚀预测提供了一条便捷的途径，解决以往井下冲蚀速度测完全依赖于使用实际生产条件进行大量复杂实验的问题，大幅降低了此项工作的复杂性和成本，并且结果可靠。

3、本发明提出的利用筛管冲蚀损坏时间和环空填埋时间(实际有效冲蚀时间)计算得到的筛管冲蚀损坏风险指数，可以直观有效地反映防砂完井筛管在井底实际生产条件下的冲蚀损毁的可能性。该指标考虑了筛管本身的抗冲蚀性能、实际气井生产条件、储层非均质性对入流剖面影响造成高入流流速等因素，评价结果可靠、简单易行；解决了井底筛管冲蚀损坏风险评价缺乏有效方法的问题，为防砂完井筛管提高抗冲蚀性能提供了基础和依据。

附图说明

图1为目标筛管冲蚀指数实验案例拟合图；

图2为根据筛管挡砂精度获得对应累重百分比案例示意图；

图3为筛管外井筒环空粗质地层砂被阻挡和逐步填埋过程示意图；

图4为筛管外井筒环空粗质地层砂被逐步实际实验照片；

图5为应用实验例1中冲蚀损坏实验测试照片。

具体实施方式

下面通过具体实施例和附图对本发明方案做进一步说明，但不是限制本发明的要求保护的范围。

实施例1：

一种天然气井防砂完井筛管冲蚀损坏风险评价方法，所述的方法为目标气井的筛管冲蚀风险等级评价方法，该方法包括：

S1：获得目标筛管的冲蚀指数K_c，所述目标筛管的冲蚀指数K_c包括以下参数：临界冲蚀距离、冲蚀距离、冲蚀损坏速度、气体冲蚀流速、气体含砂率、地层砂密度、地层砂平均粒径，根据参数结合公式1，获得目标筛管的冲蚀指数K_c，

式中L_c—临界冲蚀距离，即能产生冲蚀现象的临界距离，在一般天然气井的冲蚀条件下，L_c≈55mm；L—冲蚀距离，即最高流速位置的冲蚀喷出位置距离筛管表面的距离，mm；V_g—气体冲蚀流速，m/s；C_s—气体含砂率，％；ρ_s—地层砂密度，kg/m³；d_s—地层砂平均粒径，mm；V_c—冲蚀损坏速度，mm/s；a—拟合系数，a＝-1.8746；K_c—筛管冲蚀指数；

S2：根据日产气量和井底温度压力条件计算井底气体流量，然后根据井底气体流量和井底泄流面积计算平均气体入井流速，根据测井资料计算或估算流速非均匀系数，最后根据流速非均匀系数和均气体入井流速，得到气体最高冲蚀流速；

计算井底气体流量的公式如下所示：

式中：T-井底温度，K；P-井底压力，MPa；Z-井底天然气压缩因子，无量纲；Z_SC、T_SC、P_SC-分别为井底条件下的天然气压缩因子、温度和压力，Z_SC＝1.0，T_SC＝293.15K，P_SC＝0.101MPa；qsc-标况下天然气井日产量，m³/d；q-井底条件下天然气体积流量，m³/d。

计算平均气体入井流速的公式如下所示：

式中：q-井底条件下天然气体积流量，m³/d；A-均匀入流条件下井底泄流面积，m²。V_g为平均气体入井流速，m/s。

流速非均匀系数为1～10×10⁴。

根据如下公式得到气体最高冲蚀流速：

V_gmax＝V_g·K_a (5)

式中K_a-由于储层非均质性造成的最高入流流速与平均入流流速的比例系数；V_gmax-生产层位的最高入流流速，即气体冲蚀最高流速，m/s。

无论对于垂直井还是水平井，沿生产层位井轴方向的储层岩石胶结强度、渗透率等均有明显分非均质性，实际井筒入流剖面也并非均匀，存在入流集中的高流速入流剖面；并且随着生产的延续，由于出砂疏松孔道的作用，这种入流剖面的非均质性会越来越强。这种非均质性及其演化会导致导致局部入流高流速，作为井底气体最高冲蚀流速。

S3：根据最高气体流速、临界冲蚀距离、冲蚀距离、气体含砂率、地层砂密度、地层砂平均粒径参数结合目标筛管的冲蚀指数K_c，计算目标筛管在目标井底条件下的冲蚀损坏速度Vcr；根据目标筛管的机械结构参数、目标筛管在目标井底条件下的冲蚀损坏速度Vcr，计算筛管在井底条件下的冲蚀损坏时间T_a；

计算目标筛管在目标井底条件下的冲蚀损坏速度Vcr采用的公式如下所示：

冲蚀损坏时间T_a计算公式如下：

式中，H-筛管厚度，mm；T_a-筛管在井底条件下的冲蚀损坏所需的时间，d。

从地层中产出的地层砂，一部分粒径低于筛管挡砂精度的砂粒会通过筛管进入井筒；而粒径高于筛管挡砂精度的砂粒会被筛管阻挡，从而滞留沉积在筛管外的环空中，产出的地层砂滞留在筛管外环空中的比例为挡砂率。

S4：根据地层砂粒径分布数据和筛管挡砂精度得到筛管挡砂率，然后根据出砂速度和挡砂率计算筛管外环空的沉砂速度，最后根据筛管外环空容积、沉砂速度计算得到筛管外环空被地层产出砂填满所需要的时间T_b；

挡砂率的确定方法为：根据地层砂粒径分布数据，在地层产出砂的粒度分布曲线图上，找到筛管精度w_f对应地层砂累重百分比，即为挡砂率R_d。

筛管精度w_f也即挡砂精度。

粒度分布曲线是指的地层砂累重百分比(％)与地层砂粒径(mm)的关系曲线；把挡砂精度Wf(mm)当成粒径，在曲线上找到对应的累重百分比即为挡砂率R_d。

筛管外环空的沉砂速度的计算公式如下：

Q_s＝q_sc·C_s·R_d·K_m (8)

式中K_m-考虑实际不确定性因素的校正系数，无量纲；Q_s-筛管外环空的沉砂速度，m³/d。

筛管外环空的沉砂速度Q_s也即产出的地层砂被筛管阻挡从而在筛管外环空滞留堆积的速率。

筛管外环空被地层产出砂填满所需要的时间T_b计算公式为：

式中V_an-筛管外环空容积，可根据筛管外径、井筒内径及生产段长度计算得到，m³；T_b-筛管外环空被地层产出砂填满所需要的时间，d。

S5：定义冲蚀风险指数F＝T_b/T_a，即环空砂埋时间与筛管冲蚀损坏时间的比值；根据冲蚀风险指数F的数值大小进行冲蚀风险等级评价。

筛管外环空被地层产出砂填满所需要的时间T_b实质即为井底发生冲蚀现象的最长时间，因为一旦筛管外环空被地层砂填满，相当于沉积的地层砂对筛管起到保护作用，冲蚀便不再发生(如图3和图4)；如果T_b＜T_a，则筛管可以被冲蚀损坏，否则筛管在冲蚀损坏之前已经被地层砂填埋，无损坏风险。定义冲蚀风险指数F＝T_b/T_a，即环空砂埋时间与筛管冲蚀损坏时间的比值，根据数值大小进行冲蚀风险等级评价。

冲蚀风险等级评价，具体如下：

当F≥1.25，筛管冲蚀损坏风险极高；

当1.25＞F≥1.0，筛管冲蚀损坏风险很高；

当1.0＞F≥0.75，筛管冲蚀损坏风险较高；

当0.75＞F≥0.5，筛管冲蚀损坏风险较低；

当F＜0.5，筛管无冲蚀损坏风险。

应用实验例1：

南海某高温高压气田水平井筛管冲蚀风险评价

南海某高温高压气藏水平井生产段长396m，配产量160×10⁴m³/d，井井底温度150℃，井底压力45MPa，生产压差3MPa。使用的筛管为复合精密筛管，外径0.149m，井眼内径0.25m。地层砂中值粒径0.125mm。

根据防砂完井优化设计需求，需要评价复合筛管在该井井底条件下的冲蚀损坏风险以及损坏时间。

利用本发明的方法对该井进行复合精密筛管冲蚀风险评价，具体步骤如下：

S1：将临界冲蚀距离、冲蚀距离、气体冲蚀流速、气体含砂率、地层砂密度、地层砂平均粒径参数组合，进行3-10次冲蚀实验，测试得到每次实验的筛管冲蚀损坏速度Vc，将多次试验数据与筛管抗冲蚀指数拟合图进行拟合，得到目标筛管的冲蚀指数。

图5为实施该实验的冲蚀损坏实验案例照片，图1为根据实验结果拟合冲蚀指数的结果图形，冲蚀速度与实验参数之间的线性拟合关系明显，拟合得到使用的复合精密筛管冲蚀指数K_c＝7.62ⅹ10^-6。

S2：计算目标气井(要具体评价的实际气井)的气体最高冲蚀流速。根据日产气量和井底温度压力条件计算井底气体流量；根据井底泄流面积计算平均气体入井流速；根据测井资料计算或估算流速非均匀系数，得到冲蚀评价所使用的气体最高冲蚀流速。

使用该井生产数据计算得到该井井底体积系数为气体体积系数0.00514，考虑储层非均质性的气体局部最高流速约为10-20m/s。

S3：计算目标筛管在目标井井底条件下的冲蚀损坏速度和冲蚀损坏时间。利用最高气体流速、气体含砂率、冲蚀距离、地层砂粒径等参数，结合目标筛管冲蚀指数，计算目标筛管在目标井底条件下的冲蚀损坏速度V_c和冲蚀损坏时间T_a。

根据实际井底条件及筛管冲蚀指数计算得到冲蚀损坏速度为0.0125mm/h，筛管外保护罩厚度为0.8mm，计算得到冲蚀损坏时间T_a为64h。

S4：计算地层砂填满筛管外环空的生产时间T_b。根据地层砂粒径分布数据和筛管挡砂精度计算筛管挡砂率；根据出砂速度和挡砂率计算筛管外环空的沉砂速度；根据环形空间体积可计算得到筛管外环空被地层产出砂填满所需要的时间T_b。

计算得到筛管外环空容积为12.43m³，挡砂率测算为85％，含砂率按照地面标况产气量估算为0.5×10^-5，计算得到环空砂埋速率为2.72m³/d，相应环空砂埋时间T_b为4.56天，约110h。

S5：计算目标气井的筛管冲蚀风险指数F并评价风险等级。

计算得到冲蚀风险指数为F＝110h/64h＝1.718，评价为筛管冲蚀损坏风险极高。

根据此评价结论，为了避免筛管冲蚀损坏，需要采取特别措施预防筛管冲蚀损坏风险。该实施案例证明本发明提出的冲蚀风险评价方法简单易行，对于避免天然气井筛管冲蚀损坏风险有直接指导意义。

Claims (10)

1.一种天然气井防砂完井筛管冲蚀损坏风险评价方法，所述的方法为目标气井的筛管冲蚀风险等级评价方法，该方法包括：

S1：获得目标筛管的冲蚀指数K _c，所述目标筛管的冲蚀指数K _c包括以下参数：临界冲蚀距离、冲蚀距离、冲蚀损坏速度、气体冲蚀流速、气体含砂率、地层砂密度、地层砂平均粒径，根据参数结合公式1，获得目标筛管的冲蚀指数K _c，

(1)

式中L _c—临界冲蚀距离，即能产生冲蚀现象的临界距离，在一般天然气井的冲蚀条件下，L _c≈55mm；L—冲蚀距离，即最高流速位置的冲蚀喷出位置距离筛管表面的距离，mm；V _g—气体冲蚀流速，m/s；C _s—气体含砂率，%；ρ _s—地层砂密度，kg/m³；d _s—地层砂平均粒径，mm；V _c—冲蚀损坏速度，mm/s；a—拟合系数，a=-1.8746；K _c—筛管冲蚀指数；

S2：根据日产气量和井底温度压力条件计算井底气体流量，然后根据井底气体流量和井底泄流面积计算平均气体入井流速，根据测井资料计算或估算流速非均匀系数，最后根据流速非均匀系数和均气体入井流速，得到气体最高冲蚀流速；

S3：根据最高气体流速、临界冲蚀距离、冲蚀距离、气体含砂率、地层砂密度、地层砂平均粒径参数结合目标筛管的冲蚀指数K _c，计算目标筛管在目标井底条件下的冲蚀损坏速度Vcr_；根据目标筛管的机械结构参数、目标筛管在目标井底条件下的冲蚀损坏速度Vcr，计算筛管在井底条件下的冲蚀损坏时间T _a；

S4：根据地层砂粒径分布数据和筛管挡砂精度得到筛管挡砂率，然后根据出砂速度和挡砂率计算筛管外环空的沉砂速度，最后根据筛管外环空容积、沉砂速度计算得到筛管外环空被地层产出砂填满所需要的时间T _b；

S5：定义冲蚀风险指数F= T _b/T _a，即环空砂埋时间与筛管冲蚀损坏时间的比值；根据冲蚀风险指数F的数值大小进行冲蚀风险等级评价。

2.根据权利要求1所述的评价方法，其特征在于，步骤S1，获得目标筛管的冲蚀指数K _c中，将临界冲蚀距离、冲蚀距离、气体冲蚀流速、气体含砂率、地层砂密度、地层砂平均粒径参数组合，进行3-10次冲蚀实验，测试得到每次实验的筛管冲蚀损坏速度Vc，将多次试验数据与筛管抗冲蚀指数拟合图进行拟合，即可得到目标筛管的冲蚀指数。

3.根据权利要求1所述的评价方法，其特征在于，步骤S2中，计算井底气体流量的公式如下所示：

(3)

式中：T－井底温度，K；P－井底压力，MPa；Z－井底天然气压缩因子，无量纲；Z _SC、T _SC、P _SC—分别为井底条件下的天然气压缩因子、温度和压力，Z _SC=1.0，T _SC=293.15K，P _SC=0.101MPa；qsc—标况下天然气井日产量，m³/d；q—井底条件下天然气体积流量，m³/d。

4.根据权利要求1所述的评价方法，其特征在于，步骤S2中，计算平均气体入井流速的公式如下所示：

(4)

式中：q—井底条件下天然气体积流量，m³/d；A—均匀入流条件下井底泄流面积，m²；

平均气体入井流速，m/s。

5.根据权利要求1所述的评价方法，其特征在于，步骤S2中，流速非均匀系数为1~10×10⁴，根据如下公式得到气体最高冲蚀流速：

(5)

式中K _a—由于储层非均质性造成的最高入流流速与平均入流流速的比例系数；V _gmax—生产层位的最高入流流速，即气体冲蚀最高流速，m/s。

6.根据权利要求1所述的评价方法，其特征在于，步骤S3中，计算目标筛管在目标井底条件下的冲蚀损坏速度Vcr采用的公式如下所示：

(6)。

7.根据权利要求1所述的评价方法，其特征在于，步骤S3中，冲蚀损坏时间T _a计算公式如下：

(7)

式中，H—筛管厚度，mm；T _a—筛管在井底条件下的冲蚀损坏所需的时间，d。

8.根据权利要求1所述的评价方法，其特征在于，步骤S4中，筛管外环空的沉砂速度的计算公式如下：

(8)

式中K _m—考虑实际不确定性因素的校正系数，无量纲；Q _s—筛管外环空的沉砂速度，m³/d。

9.根据权利要求1所述的评价方法，其特征在于，步骤S4中，筛管外环空被地层产出砂填满所需要的时间T _b计算公式为：

(9)

式中V _an—筛管外环空容积，可根据筛管外径、井筒内径及生产段长度计算得到，m³；T _b—筛管外环空被地层产出砂填满所需要的时间，d。

10.根据权利要求1所述的评价方法，其特征在于，步骤S5中，根据冲蚀风险指数F的数值大小进行冲蚀风险等级评价，具体方法如下：

当F≥1.25，筛管冲蚀损坏风险极高；

当1.25>F≥1.0，筛管冲蚀损坏风险很高；

当1.0>F≥0.75，筛管冲蚀损坏风险较高；

当0.75>F≥0.5，筛管冲蚀损坏风险较低；

当F<0.5，筛管无冲蚀损坏风险。

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