CN113833436A - 一种高抗冲蚀筛管外保护罩及降低筛管冲蚀损坏风险的方法 - Google Patents
一种高抗冲蚀筛管外保护罩及降低筛管冲蚀损坏风险的方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN113833436A CN113833436A CN202110328284.7A CN202110328284A CN113833436A CN 113833436 A CN113833436 A CN 113833436A CN 202110328284 A CN202110328284 A CN 202110328284A CN 113833436 A CN113833436 A CN 113833436A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- erosion
- risk
- production
- screen
- screen pipe
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
- 230000003628 erosive effect Effects 0.000 title claims abstract description 180
- 230000001681 protective effect Effects 0.000 title claims abstract description 66
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 46
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 claims abstract description 99
- 239000004576 sand Substances 0.000 claims abstract description 92
- 238000013461 design Methods 0.000 claims description 24
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 claims description 22
- 239000011435 rock Substances 0.000 claims description 20
- 238000011156 evaluation Methods 0.000 claims description 13
- 238000010586 diagram Methods 0.000 claims description 12
- 238000009826 distribution Methods 0.000 claims description 11
- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims description 11
- 238000004364 calculation method Methods 0.000 claims description 9
- 229910000589 SAE 304 stainless steel Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 239000003129 oil well Substances 0.000 claims description 3
- 230000035939 shock Effects 0.000 claims description 3
- 239000004215 Carbon black (E152) Substances 0.000 claims 1
- XQCFHQBGMWUEMY-ZPUQHVIOSA-N Nitrovin Chemical compound C=1C=C([N+]([O-])=O)OC=1\C=C\C(=NNC(=N)N)\C=C\C1=CC=C([N+]([O-])=O)O1 XQCFHQBGMWUEMY-ZPUQHVIOSA-N 0.000 claims 1
- 229930195733 hydrocarbon Natural products 0.000 claims 1
- 150000002430 hydrocarbons Chemical class 0.000 claims 1
- 239000012530 fluid Substances 0.000 abstract description 13
- 230000002708 enhancing effect Effects 0.000 abstract description 4
- 230000002265 prevention Effects 0.000 abstract description 3
- 239000010410 layer Substances 0.000 description 59
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 19
- 238000004080 punching Methods 0.000 description 11
- 239000002356 single layer Substances 0.000 description 8
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 7
- 230000000903 blocking effect Effects 0.000 description 5
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 4
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 4
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 4
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 3
- 230000007935 neutral effect Effects 0.000 description 3
- 230000004888 barrier function Effects 0.000 description 2
- 230000007797 corrosion Effects 0.000 description 2
- 238000005260 corrosion Methods 0.000 description 2
- 238000005520 cutting process Methods 0.000 description 2
- VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N methane Chemical compound C VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000005457 optimization Methods 0.000 description 2
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 2
- 230000035699 permeability Effects 0.000 description 2
- 238000013459 approach Methods 0.000 description 1
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 1
- 230000000295 complement effect Effects 0.000 description 1
- 238000007596 consolidation process Methods 0.000 description 1
- 238000011161 development Methods 0.000 description 1
- NMJORVOYSJLJGU-UHFFFAOYSA-N methane clathrate Chemical compound C.C.C.C.O.O.O.O.O.O.O.O.O.O.O.O.O.O.O.O.O.O.O.O.O.O.O NMJORVOYSJLJGU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000003345 natural gas Substances 0.000 description 1
- 210000002445 nipple Anatomy 0.000 description 1
- 238000009828 non-uniform distribution Methods 0.000 description 1
- 239000003921 oil Substances 0.000 description 1
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 1
- 238000012954 risk control Methods 0.000 description 1
- 238000004062 sedimentation Methods 0.000 description 1
- 238000004088 simulation Methods 0.000 description 1
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E21—EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
- E21B—EARTH OR ROCK DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
- E21B43/00—Methods or apparatus for obtaining oil, gas, water, soluble or meltable materials or a slurry of minerals from wells
- E21B43/02—Subsoil filtering
- E21B43/08—Screens or liners
-
- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E21—EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
- E21B—EARTH OR ROCK DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
- E21B43/00—Methods or apparatus for obtaining oil, gas, water, soluble or meltable materials or a slurry of minerals from wells
- E21B43/02—Subsoil filtering
- E21B43/08—Screens or liners
- E21B43/086—Screens with preformed openings, e.g. slotted liners
Landscapes
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Geology (AREA)
- Mining & Mineral Resources (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Environmental & Geological Engineering (AREA)
- Fluid Mechanics (AREA)
- General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Geochemistry & Mineralogy (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Dispersion Chemistry (AREA)
- Revetment (AREA)
Abstract
本发明涉及一一种高抗冲蚀筛管外保护罩及降低筛管冲蚀损坏风险的方法，外保护罩包括内层基体和外层基体，内层基体、外层基体上均设有横向排布的弧形冲缝，弧形冲缝相互交错，并且弧形方向相反，降低筛管冲蚀损坏风险的方法包括：S1提供一高抗冲蚀筛管，增强侧面倾斜高速入流冲蚀防护功能，降低流体通过外保护罩的流动阻力；S2一种油气井生产层段高速入流位置及区域的识别方法，能够识别生产过程中的高冲蚀风险的区域和长度；S3UI一种降低筛管冲蚀损坏风险的防砂完井设计方法。即提高全井段中高冲蚀风险区域的筛管抗冲蚀能力，降低了井底筛管冲蚀损坏风险，同时降低了高抗冲蚀外保护罩筛管的使用量，节约了防砂完井成本。
Description
技术领域
本发明涉及一种高抗冲蚀筛管外保护罩及降低筛管冲蚀损坏风险的方法，属于油气开发与开采行业中的筛管防砂完井设计领域。
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，因此，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。筛管冲蚀损坏是指从油气储层中生产流出的油气水等流体会携带地层砂颗粒冲击筛管表面，造成筛管冲蚀损坏。机械防砂完井筛管一般由外保护罩、挡砂介质层、基管等组成，其中外保护罩是抵抗筛管冲蚀损坏的屏障。目前的筛管外保护罩多为交错冲缝或套管打孔式，并且为单层，形式结构单一，厚度较薄，容易被冲蚀损坏；尤其是广泛使用的单层交错冲缝式外保护罩，对于倾斜冲蚀角度下的抗冲蚀能力较差，由于保护超的交错结构形成防护漏洞，保护罩内的挡砂滤网极易被冲蚀损坏，一旦外保护罩损坏，意味着筛管冲蚀损坏失效，造成筛管报废。
对于生产层位较厚(几米至几十米级)的垂直井以及长生产井段(几百米至上千米级)的水平井，由于储层流动性及岩石强度的非均质性，储层流体向段的入流剖面和出砂剖面也是非均匀的，并且随着生产延续，入流和出砂剖面会逐渐向非均质性加剧的方向演变，最终造成沿生产段的局部高速入流区域。正是这种局部高速入流，造成筛管冲蚀损坏严重。现有油气井筛管防砂完井存在的问题是：目前缺乏高速入流区的识别方法，难以找准筛管冲蚀损坏的高风险位置，使得后续的以提高冲蚀可靠性的筛管防砂完井设计缺乏目的性。
目前在油气田现场，出于增强筛管抗冲蚀性能、降低油气井筛管冲蚀损坏风险的需求，缺乏专门的硬件装备及相应的优化设计方法。笼统地增强全井段的筛管抗冲蚀性能，使得成本大幅增加，经济性差。
发明内容
针对现有技术的不足，本发明提供一种高抗冲蚀筛管外保护罩及降低筛管冲蚀损坏风险的方法。
本发明达到以下目的：
1、一种新型高抗冲蚀外保护罩结构，用于增强筛管外保护罩的抗冲蚀能力，尤其是增强对于倾斜入流冲击条件下的抗冲蚀能力；
2、提供的油气井生产段高流速入流剖面识别方法用于识别生产段的高速入流位置，提高抗冲蚀筛管防砂完井设计的目的性，确定需要使用高抗冲蚀筛管的位置和长度；
3、提供的降低筛管冲蚀风险的设计方法既可以大大降低筛管冲蚀损坏风险，有保证了经济性。
为了达到以上目的，本发明是通过如下技术方案实现的：
一种高抗冲蚀筛管外保护罩，所述的外保护罩包括由内到外套设在一起的内层基体和外层基体，内层基体、外层基体上均设有横向排布的弧形冲缝，内层基体上的弧形冲缝与外层基体上的弧形冲缝相互交错，并且弧形冲缝的弧形方向相反。
根据本发明优选的，内层基体厚度为0.4-0.6mm，弧形冲缝的长度50-10mm，冲锋间距20-30mm，弧形角度控制在150-170°。
根据本发明优选的，外层基体厚度为0.5-0.8mm，弧形冲缝的长度为50-10mm，冲锋间距30-40mm，弧形角度控制在150-170°。
根据本发明优选的，内层基体的直径比外层基体的直径小20-30mm。
根据本发明优选的，内层基体、外层基体的材质均为304钢，内层基体与外层基体贴合在一起。
本发明的内层基体、外层基体的厚度设计总体增强了抗冲蚀能力，外层首冲蚀几率较高，其厚度略高于内层。
内层基体、外层基体的弧形冲缝相互交错，避免了传统单层冲缝外保护罩的侧面保护空挡结构缺陷。双层弧形交错互补的筛管外保护罩可以有效增强倾斜高速入流冲蚀防护功能，同时弧形流线形设计可以降低流体通过外保护罩的流动阻力。
外层基体的弧形冲缝流线形设计可以降低流体通过外保护罩进入筛管的流动阻力，也有利于环节地层砂粒对其表面的切削冲蚀作用；内层基体、外层基体的弧形冲缝加工方向相反，装配将两层保护罩的冲缝位置交错布置。使得无论携砂入流流体正面冲击还是侧面倾斜冲击，均不能直接冲击到内部的挡砂介质层，尤其是对于侧面倾斜入流冲蚀的情况，(见图3防护侧向冲蚀示意图)避免了传统外保护罩防护空档的出现。总体有效增强了保护罩在所有入流方向上的抗冲蚀能力。
作为对比，现有常用的单层交错冲缝外保护罩实物照片如图4所示。现有的外保护罩存在如下缺陷：(1)携砂来流基本以垂直方向直接冲蚀外保护罩表面，冲蚀效应明显；(2)倾斜入流条件下，携砂来流可以通过交错割缝的侧面防护空档，使得外保护罩变形，直接冲蚀筛管内部的挡砂介质层。相比于外保护罩，筛管内部的挡砂介质的抗冲蚀能力极弱。图5展示了现有传统单层交错冲缝式外保护罩侧面冲蚀损坏的实验照片及其原理示意图。
一种高抗冲蚀筛管，筛管由内至外依次包括：基管，所述基管上开设有与基管内相连通的导流孔；套设在基管外部的内层滤网；套设在基管外部的外层滤网；内层滤网与外层滤网之间的预充填层；上述的外保护罩，外保护罩套设在外层滤网外侧，并且端部固定在基管上。
利用高抗冲蚀筛管降低冲蚀损坏风险的防砂完井方法，包括：
S1：提供一高抗冲蚀筛管；
S2：基于孔隙度、岩石密度展示的入流及出砂剖面非均质性，识别生产过程中的高速入流及出砂位置和区域长度，确定油气井生产层段高速入流位置及区域，作为后续提高筛管抗冲蚀能力、降低井底筛管冲蚀损坏风险的目标位置；
此位置和区域即生产过程中最容易或首先发生筛管高速冲蚀损坏的位置，作为后续提高筛管抗冲蚀能力、降低井底筛管冲蚀损坏风险的重点设计目标位置。
S3：根据识别得到沿生产井段的高速入流冲蚀位置和区域，进行冲蚀风险等级评价；在高冲蚀风险等级的井段，采用本发明的高抗冲蚀筛管，在其他低冲蚀风险区域，则采用常规筛管。
本发明的提高筛管抗冲蚀能力和降低筛管冲蚀损坏风险的筛管防砂完井方法，提高了筛管的抗腐蚀性能，又降低了井底筛管冲蚀损坏风险，同时降低了高抗冲蚀外保护罩筛管的使用量，节约了防砂完井成本。
步骤S2中，油气井生产层段高速入流位置及区域的识别方法是基于油气井生产层段的孔隙度和岩石密度。其依据的基本原理是：孔隙度和渗透率有正相关的关系，反映储层的流通性。孔隙度越大，渗透率越高，流体流动阻力越小，在相同生产压差条件下，流体入流流速越高。岩石密度和声波时差反映储层岩石的强度，岩石密度越低或声波时差越高，表示储层岩石胶结强度越弱，相同生产条件下越容易出砂。影响冲蚀的两大因素是流体进入井筒的入流流速和携带的地层砂含砂率及粒径大小。另外，由于地质沉积因素，储层孔隙度和岩石胶结强度沿生产段具有较强的非均质性，即存在入流和出砂的相对强弱的非均匀分布。并且，流体流速越高会使得出砂更严重的位置，所以入流流速越高的位置往往也是出砂越严重的位置。基于上述原理，依据孔隙度测井资料、密度测井资料可以识别沿生产层段的高速入流和出砂严重区域的位置和长度。
根据本发明优选的，步骤S2中，油气井生产层段高速入流位置及区域的识别方法，步骤如下：
步骤1：获得目标井生产段的孔隙度和岩石密度；
步骤2：根据孔隙度测井曲线计算沿生产段的拟入流指数Kf并绘制其分布图；
拟入流指数Kf的计算公式为：
式中φi—生产层位第i个深度点的孔隙度，无量纲；
φmax、φmin—生产层位岩石孔隙度的最大值和最小值，无量纲；
Kfi—产层位第i个深度点拟入流指数，无量纲。
步骤3：根据密度测井曲线计算沿生产段的拟出砂指数Ks并绘制其分布图；
拟出砂指数Ks的计算公式为：
式中ρi—生产层位第i个深度点的密度测井，g/cm3；
ρmax、ρmin—生产层位岩石密度测井最大值和最小值，g/cm3；
Ksi—生产层位第i个深度点的拟出砂指数，无量纲。
步骤4：根据拟入流指数Kfi和拟出砂指数Ks计算拟冲蚀强度指数K并绘制分布图；
拟冲蚀强度指数K的计算公式为：
Ki＝0.5Kfi+0.5Ksi (3)
式中Ki—生产层位第i个深度点的拟冲蚀强度指数，无量纲。
步骤5：对整个生产层段的高冲蚀风险区域进行识别评价。
根据本发明优选的，对整个生产层段的高冲蚀风险区域进行识别评价方法，具体如下：
对于K≥0.9的位置和区域，评价为冲蚀损坏风险III级，表示高风险；
对于0.9>F≥0.8的位置和区域，评价为冲蚀损坏风险II级，表示中风险，；
对于0.8>F≥0.7的位置和区域，评价为冲蚀损坏风险I级，表示低风险，；
对于F<0.7的位置和区域，评价为冲蚀损坏风险零级，即无冲蚀风险，表示无风险，；
根据本发明优选的，步骤S3中，
提高筛管抗冲蚀能力和降低筛管冲蚀损坏风险的筛管防砂完井设计方法为：
(1)沿生产井段评价为冲蚀损坏风险III级的位置和区域，其防砂完井筛管采用本发明提供的高抗冲蚀外保护罩筛管，其长度确定方法如下：
a.对于单个区域长度L，使用高抗冲蚀外保护罩筛管的长度Ls为
Ls＝[int(L/Lc)+1]×Lc ()
式中，L—生产井段中冲蚀损坏风险III级的区域长度，m；Lc—商业防砂完井筛管的单根长度，一般为10m左右；Ls—设计使用高抗冲蚀外保护罩筛管的长度，m；int表示取整数。
b.如果两段III级冲蚀损坏风险的区域相邻，如其间隔小于2m，则忽略该间隔，将两个区域合并等同于一段III级冲蚀损坏风险区域，按照a的方法确定其使用高抗冲蚀外保护罩筛管的长度。
(2)沿生产井段评价为冲蚀损坏风险II级的位置和区域，按照如下方法设计：
a.如果为海上油高产油气井，且对筛管寿命要求较苛刻，则防砂完井筛管采用本发明提供的高抗冲蚀外保护罩筛管，其长度确定方法同(1)。
b.如果为陆地油气井，或者海上中低产油气井，防砂完井筛管使用常规外保护罩筛管。这种考虑的原因是由于产量较低总体冲蚀风险相对较低，从经济性方面考虑，使用常规筛管。
(3)沿生产井段评价为冲蚀损坏风险I级和零级的位置和区域，使用常规外保护罩筛管。
上述完井设计方法的特点和优势在于，在高冲蚀风险等级的井段，采用本发明提供的高抗冲蚀外保护罩筛管，在其他低冲蚀风险区域，则采用常规保护罩筛管。即提高全井段中高冲蚀风险区域的筛管抗冲蚀能力，降低了井底筛管冲蚀损坏风险，同时降低了高抗冲蚀外保护罩筛管的使用量，节约了防砂完井成本。
本发明的有益效果
1、本发明高抗冲蚀筛管外保护罩，可以增强筛管的抗冲蚀能力，降低流体通过外保护罩进入筛管的流动阻力，并减弱地层砂砂粒对其表面的切削冲蚀作用；重点是避免了侧向入流冲蚀对挡砂介质层的直接冲蚀，总体有效增强了保护罩在所有入流方向上的抗冲蚀能力。
2、本发明防砂完井方法中油气井生产层段高速入流位置及区域的识别方法，能够根据容易获取的孔隙度测井、岩石密度或声波时差测井资料，识别生产过程中的高速入流及出砂位置和区域长度，即高冲蚀风险的区域和长度，明确降低井底筛管冲蚀损坏风险的重点设计目标位置。该方法简单易行，结果可靠。
3、本发明提供的防砂完井方法在高冲蚀风险等级的井段，采用本发明提供的高抗冲蚀外保护罩筛管，在其他低冲蚀风险区域，则采用常规保护罩筛管。即提高全井段中高冲蚀风险区域的筛管抗冲蚀能力，降低了井底筛管冲蚀损坏风险，同时降低了高抗冲蚀外保护罩筛管的使用量，节约了防砂完井成本。
附图说明
图1为本发明的高抗冲蚀筛管外保护罩结构示意图；
图2为本发明的高抗冲蚀筛管外保护罩横截结构示意图；
图中，1、内层基体，2、内层基体弧形冲缝，3、外层基体，4、外层基体弧形冲缝，5、弧形冲缝缝隙，6、挡砂介质。
图3为本发明提供的高抗冲蚀筛管外保护罩防护侧向冲蚀示意图；
图4为现有常用的单层交错冲缝外保护罩实物照片；a为单层交错冲缝外保护罩实物照片，b为a的局部放大图；
图5为现有单层交错冲缝式外保护罩侧面冲蚀损坏的实验照片(a)及其原理示意图(b)；
图6为试验例1中的孔隙度测井曲线(a)和密度测井曲线(b)；
图7为试验例1中的拟冲蚀强度指数分布曲线；
图8为试验例1中的生产井段冲蚀风险等级评价及设计结果图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明做进一步说明，但不限于此。
实施例1：
如图1、图2所示，一种高抗冲蚀筛管外保护罩，所述的外保护罩包括由内到外套设在一起的内层基体1和外层基体3，内层基体1、外层基体3上均设有横向排布的弧形冲缝，内层基体上的弧形冲缝2与外层基体上的弧形冲缝4相互交错，并且弧形冲缝的弧形方向相反。
内层基体1厚度为0.4-0.6mm，弧形冲缝的长度50-10mm，冲锋间距20-30mm，弧形角度控制在150-170°。外层基体3厚度为0.5-0.8mm，弧形冲缝的长度为50-10mm，冲锋间距30-40mm，弧形角度控制在150-170°。内层基体1的直径比外层基体3的直径小20-30mm。
内层基体1、外层基体3的材质均为304钢，内层基体与外层基体贴合在一起。
实施例2：
一种高抗冲蚀筛管，筛管由内至外依次包括：基管，所述基管上开设有与基管内相连通的导流孔；套设在基管外部的内层滤网；套设在基管外部的外层滤网；内层滤网与外层滤网之间的预充填层；实施例1的外保护罩，外保护罩套设在外层滤网外侧，并且端部固定在基管上。
实施例3：
利用实施例2的高抗冲蚀筛管降低冲蚀损坏风险的防砂完井方法，包括：
S1：提供一高抗冲蚀筛管；
S2：基于孔隙度、岩石密度展示的入流及出砂剖面非均质性，识别生产过程中的高速入流及出砂位置和区域长度，确定油气井生产层段高速入流位置及区域，作为后续提高筛管抗冲蚀能力、降低井底筛管冲蚀损坏风险的目标位置；
油气井生产层段高速入流位置及区域长度的识别方法，步骤如下：
步骤1：获得目标井生产段的孔隙度和岩石密度；
步骤2：根据孔隙度测井曲线计算沿生产段的拟入流指数Kf并绘制其分布图；
拟入流指数Kf的计算公式为：
式中φi—生产层位第i个深度点的孔隙度，无量纲；
φmax、φmin—生产层位岩石孔隙度的最大值和最小值，无量纲；
Kfi—产层位第i个深度点拟入流指数，无量纲。
步骤3：根据密度测井曲线计算沿生产段的拟出砂指数Ks并绘制其分布图；
拟出砂指数Ks的计算公式为：
式中ρi—生产层位第i个深度点的密度测井，g/cm3；
ρmax、ρmin—生产层位岩石密度测井最大值和最小值，g/cm3；
Ksi—生产层位第i个深度点的拟出砂指数，无量纲。
步骤4：根据拟入流指数Kfi和拟出砂指数Ks计算拟冲蚀强度指数K并绘制分布图；
拟冲蚀强度指数K的计算公式为：
Ki＝0.5Kfi+0.5Ksi (3)
式中Ki—生产层位第i个深度点的拟冲蚀强度指数，无量纲。
步骤5：对整个生产层段的高冲蚀风险区域进行识别评价。
根据本发明优选的，对整个生产层段的高冲蚀风险区域进行识别评价方法，具体如下：
对于K≥0.9的位置和区域，评价为冲蚀损坏风险III级，表示高风险；
对于0.9>F≥0.8的位置和区域，评价为冲蚀损坏风险II级，表示中风险；
对于0.8>F≥0.7的位置和区域，评价为冲蚀损坏风险I级，表示低风险；
对于F<0.7的位置和区域，评价为冲蚀损坏风险零级，即无冲蚀风险，表示无风险。
S3：根据识别得到沿生产井段的高速入流冲蚀位置和区域，进行冲蚀风险等级评价；在高冲蚀风险等级的井段，采用本发明的高抗冲蚀筛管，在其他低冲蚀风险区域，则采用常规筛管。
提高筛管抗冲蚀能力和降低筛管冲蚀损坏风险的筛管防砂完井设计方法为：
(1)沿生产井段评价为冲蚀损坏风险III级的位置和区域，其防砂完井筛管采用本发明提供的高抗冲蚀外保护罩筛管，其长度确定方法如下：
a.对于单个区域长度L，使用高抗冲蚀外保护罩筛管的长度Ls为
Ls＝[int(L/Lc)+1]×Lc ()
式中，L—生产井段中冲蚀损坏风险III级的区域长度，m；Lc—商业防砂完井筛管的单根长度，一般为10m左右；Ls—设计使用高抗冲蚀外保护罩筛管的长度，m；int表示取整数。
b.如果两段III级冲蚀损坏风险的区域相邻，如其间隔小于2m，则忽略该间隔，将两个区域合并等同于一段III级冲蚀损坏风险区域，按照a的方法确定其使用高抗冲蚀外保护罩筛管的长度。
(2)沿生产井段评价为冲蚀损坏风险II级的位置和区域，按照如下方法设计：
a.如果为海上油高产油气井，且对筛管寿命要求较苛刻，则防砂完井筛管采用本发明提供的高抗冲蚀外保护罩筛管，其长度确定方法同(1)。
b.如果为陆地油气井，或者海上中低产油气井，防砂完井筛管使用常规外保护罩筛管。这种考虑的原因是由于产量较低总体冲蚀风险相对较低，从经济性方面考虑，使用常规筛管。
(3)沿生产井段评价为冲蚀损坏风险I级和零级的位置和区域，使用常规外保护罩筛管。
试验例1：渤海油田某水平井高抗冲蚀筛管防砂完井设计案例
渤海某油田为疏松易出砂高产油藏，采用筛管防砂完井。该油田某水平井生产段长约250m。结合该油田的实际生产实践，该油田的部分高产井存在筛管冲蚀损坏现象。因此，在进行该井的防砂完井优化设计时需考虑控制筛管冲蚀损坏风险。利用本发明的提供的方法对该井进行冲蚀风险控制优化设计的步骤及结果如下：
(1)首先利用本发明的步骤S2进行生产层段高速入流位置及区域的识别。根据步骤S2中的步骤1获得目标井生产段的孔隙度测井资料和密度测井资料如图6所示。
根据步骤S2中的步骤2和步骤3计算生产段的拟入流指数Kf和拟出砂指数Ks；利用步骤S2中的步骤4的方法计算拟冲蚀强度指数K并绘制分布图，如图7所示。
根据步骤S2中的步骤5，对整个生产层段的高冲蚀风险区域进行识别评价，结果如图7所示。其中评价为冲蚀损坏风险III级的区域分别为2517.1-2524.1m、2652.7-2661.4m；评价为冲蚀损坏风险II级的区域分别为2524.1-2529.3m、2560.8-2565.4m、2577.2-2579.8m、2599.8-2603.1m、2646.1-2652.7m、2661.4-2689.1m、2720.2-2726.8m和2733.2-2736.5m；其余区域为I级或零级。
(2)利用本发明的步骤S3的方法，设计使用本发明内容S1中提供的高抗冲蚀外保护罩筛管的生产段位置及其长度，设计结果为：
根据评价为冲蚀损坏风险III级的区域位置，按照筛管单根长度10设计，设计使用高抗冲蚀外保护罩筛管的井段为2517.1-2527.1m(长度10m)和2652.7-2662.7m(10m)，合计总长20m。
根对于评价为冲蚀损坏风险II级的位置和区域，由于该井是海上高产井，II级风险的区域按照III风险标准使用高抗冲蚀外保护罩筛管；结合III风险区域设计结果，该井设计使用高抗冲蚀外保护罩筛管的井段为2517.1-2537.1m(长度20m)、2560.8-2570.8m(长度10m)、2577.2-2587.2m(长度10m)、2599.8-2609.8m(长度10m)、2646.1-2696.1m(50m)、2720.2-2740.2m(20m)。全部筛管中，高抗冲蚀外保护罩筛管的长度为120m，占比48％。设计结果如图8所示。需要注意的是，总长120m高抗冲蚀外保护罩筛管中，II冲蚀损坏风险井段占较大比例，并且由于筛管单根长度限制导致使用长度增加。如果考虑使用筛管短节，则使用量会大幅降低。
根据此设计结果，在全部筛管中使用比例48％的高抗冲蚀外保护罩筛管，即可大大降低井底筛管的冲蚀损坏风险，与全井100％使用相比大大节约了成本。既保证了抗冲蚀效果，又兼顾了经济性。
Claims (10)
1.一种高抗冲蚀筛管外保护罩，所述的外保护罩包括由内到外套设在一起的内层基体和外层基体，内层基体、外层基体上均设有横向排布的弧形冲缝，内层基体上的弧形冲缝与外层基体上的弧形冲缝相互交错，并且弧形冲缝的弧形方向相反。
2.根据权利要求1所述的高抗冲蚀筛管外保护罩，其特征在于，内层基体厚度为0.4-0.6mm，弧形冲缝的长度50-10mm，冲锋间距20-30mm，弧形角度控制在150-170°。
3.根据权利要求1所述的高抗冲蚀筛管外保护罩，其特征在于，外层基体厚度为0.5-0.8mm，弧形冲缝的长度为50-10mm，冲锋间距30-40mm，弧形角度控制在150-170°。
4.根据权利要求1所述的高抗冲蚀筛管外保护罩，其特征在于，内层基体的直径比外层基体的直径小20-30mm。
5.根据权利要求1所述的高抗冲蚀筛管外保护罩，其特征在于，内层基体、外层基体的材质均为304钢，内层基体与外层基体贴合在一起。
6.一种高抗冲蚀筛管，筛管由内至外依次包括：基管，所述基管上开设有与基管内相连通的导流孔；套设在基管外部的内层滤网；套设在基管外部的外层滤网；内层滤网与外层滤网之间的预充填层；权利要求1所述的外保护罩，外保护罩套设在外层滤网外侧，并且端部固定在基管上。
7.利用权利要求6所述的高抗冲蚀筛管降低冲蚀损坏风险的防砂完井方法，包括：
S1：提供一高抗冲蚀筛管；
S2：基于孔隙度、岩石密度展示的入流及出砂剖面非均质性，识别生产过程中的高速入流及出砂位置和区域长度，确定油气井生产层段高速入流位置及区域，作为后续提高筛管抗冲蚀能力、降低井底筛管冲蚀损坏风险的目标位置；
S3：根据识别得到沿生产井段的高速入流冲蚀位置和区域，进行冲蚀风险等级评价；在高冲蚀风险等级的井段，采用本发明的高抗冲蚀筛管，在其他低冲蚀风险区域，则采用常规筛管。
8.根据权利要求7所述的防砂完井方法，其特征在于，步骤S2中，油气井生产层段高速入流位置及区域的识别方法，步骤如下：
步骤1：获得目标井生产段的孔隙度和岩石密度；
步骤2：根据孔隙度测井曲线计算沿生产段的拟入流指数Kf并绘制其分布图；
拟入流指数Kf的计算公式为：
式中φi-生产层位第i个深度点的孔隙度，无量纲；
φmax、φmin-生产层位岩石孔隙度的最大值和最小值，无量纲；
Kfi-产层位第i个深度点拟入流指数，无量纲。
步骤3：根据密度测井曲线计算沿生产段的拟出砂指数Ks并绘制其分布图；
拟出砂指数Ks的计算公式为：
式中ρi-生产层位第i个深度点的密度测井，g/cm3；
ρmax、ρmin-生产层位岩石密度测井最大值和最小值，g/cm3；
Ksi-生产层位第i个深度点的拟出砂指数，无量纲。
步骤4：根据拟入流指数Kfi和拟出砂指数Ks计算拟冲蚀强度指数K并绘制分布图；
拟冲蚀强度指数K的计算公式为：
Ki＝0.5Kfi+0.5Ksi (3)
式中Ki-生产层位第i个深度点的拟冲蚀强度指数，无量纲。
步骤5：对整个生产层段的高冲蚀风险区域进行识别评价。
9.根据权利要求8所述的防砂完井方法，其特征在于，对整个生产层段的高冲蚀风险区域进行识别评价方法，具体如下：
对于K≥0.9的位置和区域，评价为冲蚀损坏风险III级，表示高风险；
对于0.9＞F≥0.8的位置和区域，评价为冲蚀损坏风险II级，表示中风险，；
对于0.8＞F≥0.7的位置和区域，评价为冲蚀损坏风险I级，表示低风险，；
对于F＜0.7的位置和区域，评价为冲蚀损坏风险零级，即无冲蚀风险，表示无风险。
10.根据权利要求8所述的防砂完井方法，其特征在于，步骤S3中，提高筛管抗冲蚀能力和降低筛管冲蚀损坏风险的筛管防砂完井设计方法为：
(1)沿生产井段评价为冲蚀损坏风险III级的位置和区域，其防砂完井筛管采用本发明提供的高抗冲蚀外保护罩筛管，其长度确定方法如下：
a.对于单个区域长度L，使用高抗冲蚀外保护罩筛管的长度Ls为
Ls＝[int(L/Lc)+1]×Lc ()
式中，L-生产井段中冲蚀损坏风险III级的区域长度，m；Lc-商业防砂完井筛管的单根长度，一般为10m左右；Ls-设计使用高抗冲蚀外保护罩筛管的长度，m；int表示取整数。
b.如果两段III级冲蚀损坏风险的区域相邻，如其间隔小于2m，则忽略该间隔，将两个区域合并等同于一段III级冲蚀损坏风险区域，按照a的方法确定其使用高抗冲蚀外保护罩筛管的长度；
(2)沿生产井段评价为冲蚀损坏风险II级的位置和区域，按照如下方法设计：
a.如果为海上油高产油气井，且对筛管寿命要求较苛刻，则防砂完井筛管采用本发明提供的高抗冲蚀外保护罩筛管，其长度确定方法同(1)；
b.如果为陆地油气井，或者海上中低产油气井，防砂完井筛管使用常规外保护罩筛管；
(3)沿生产井段评价为冲蚀损坏风险I级和零级的位置和区域，使用常规外保护罩筛管。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202110328284.7A CN113833436B (zh) | 2021-03-26 | 2021-03-26 | 一种高抗冲蚀筛管外保护罩及降低筛管冲蚀损坏风险的方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202110328284.7A CN113833436B (zh) | 2021-03-26 | 2021-03-26 | 一种高抗冲蚀筛管外保护罩及降低筛管冲蚀损坏风险的方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN113833436A true CN113833436A (zh) | 2021-12-24 |
| CN113833436B CN113833436B (zh) | 2024-02-06 |
Family
ID=78962610
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN202110328284.7A Active CN113833436B (zh) | 2021-03-26 | 2021-03-26 | 一种高抗冲蚀筛管外保护罩及降低筛管冲蚀损坏风险的方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN113833436B (zh) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN114320253A (zh) * | 2022-02-07 | 2022-04-12 | 成都汉科石油技术有限公司 | 一种超深缝洞型储层油井的增强注水采油装置和方法 |
| CN114320254A (zh) * | 2022-02-07 | 2022-04-12 | 成都汉科石油技术有限公司 | 一种超深缝洞型储层油井的双管注水装置及方法 |
| CN114320255A (zh) * | 2022-02-07 | 2022-04-12 | 成都汉科石油技术有限公司 | 一种超深缝洞型储层油井的自流注水装置和方法 |
| CN117803375A (zh) * | 2024-02-26 | 2024-04-02 | 中海油田服务股份有限公司 | 管柱侧向多孔冲蚀损坏处理方法、装置、设备及介质 |
Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN2890330Y (zh) * | 2006-03-21 | 2007-04-18 | 北京通盛威尔工程技术有限公司 | 高密度冲缝防砂筛管 |
| CN201943673U (zh) * | 2010-11-11 | 2011-08-24 | 中国石油天然气股份有限公司 | 螺旋防砂筛管 |
| CA2853161A1 (en) * | 2013-06-10 | 2014-12-10 | Anton Energy Services Corporation | Sand filter and method of manufacture |
| CN207554024U (zh) * | 2018-02-14 | 2018-06-29 | 大庆市晟威机械制造有限公司 | 一种可调节的油田开采用防砂筛管 |
| CN111396027A (zh) * | 2020-03-25 | 2020-07-10 | 中国石油大学(华东) | 水平井出砂出水剖面预测方法及防砂控水筛管优化设计方法 |
| CN111396001A (zh) * | 2020-03-25 | 2020-07-10 | 中国石油大学(华东) | 出水气井和天然气水合物井防砂筛管及其防砂控水组合应用方法 |
-
2021
- 2021-03-26 CN CN202110328284.7A patent/CN113833436B/zh active Active
Patent Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN2890330Y (zh) * | 2006-03-21 | 2007-04-18 | 北京通盛威尔工程技术有限公司 | 高密度冲缝防砂筛管 |
| CN201943673U (zh) * | 2010-11-11 | 2011-08-24 | 中国石油天然气股份有限公司 | 螺旋防砂筛管 |
| CA2853161A1 (en) * | 2013-06-10 | 2014-12-10 | Anton Energy Services Corporation | Sand filter and method of manufacture |
| CN207554024U (zh) * | 2018-02-14 | 2018-06-29 | 大庆市晟威机械制造有限公司 | 一种可调节的油田开采用防砂筛管 |
| CN111396027A (zh) * | 2020-03-25 | 2020-07-10 | 中国石油大学(华东) | 水平井出砂出水剖面预测方法及防砂控水筛管优化设计方法 |
| CN111396001A (zh) * | 2020-03-25 | 2020-07-10 | 中国石油大学(华东) | 出水气井和天然气水合物井防砂筛管及其防砂控水组合应用方法 |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN114320253A (zh) * | 2022-02-07 | 2022-04-12 | 成都汉科石油技术有限公司 | 一种超深缝洞型储层油井的增强注水采油装置和方法 |
| CN114320254A (zh) * | 2022-02-07 | 2022-04-12 | 成都汉科石油技术有限公司 | 一种超深缝洞型储层油井的双管注水装置及方法 |
| CN114320255A (zh) * | 2022-02-07 | 2022-04-12 | 成都汉科石油技术有限公司 | 一种超深缝洞型储层油井的自流注水装置和方法 |
| CN114320254B (zh) * | 2022-02-07 | 2024-07-02 | 成都汉科石油技术有限公司 | 一种超深缝洞型储层油井的双管注水装置及方法 |
| CN117803375A (zh) * | 2024-02-26 | 2024-04-02 | 中海油田服务股份有限公司 | 管柱侧向多孔冲蚀损坏处理方法、装置、设备及介质 |
| CN117803375B (zh) * | 2024-02-26 | 2024-05-24 | 中海油田服务股份有限公司 | 管柱侧向多孔冲蚀损坏处理方法、装置、设备及介质 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN113833436B (zh) | 2024-02-06 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN113833436A (zh) | 一种高抗冲蚀筛管外保护罩及降低筛管冲蚀损坏风险的方法 | |
| CN104847379B (zh) | 一种奥灰顶部注浆加固工作面底板的方法 | |
| CN102817619B (zh) | 隧道内探测无水和有水溶腔的组合超前钻探方法 | |
| CN109736796B (zh) | 一种加深炮孔超前探测机构及其预报方法 | |
| WO2016115816A1 (zh) | 奥灰顶部充填带结构判别指标及确定方法 | |
| CN106285776B (zh) | 一种基于定向钻进技术的顶板水疏放方法 | |
| CN113187462B (zh) | 一种天然气井防砂完井筛管冲蚀损坏风险评价方法 | |
| CN111827878B (zh) | 一种快速精准探查煤层底板隐伏突水通道的方法 | |
| Dingqi | Hydraulic drill hole reaming technology with large flow and draining of coal mine gas | |
| CN110359895A (zh) | 一种非均质巨厚砂岩水平井分段压裂的探放水方法 | |
| CN112647916A (zh) | 一种海上低渗透油田压裂技术选井选层方法和系统 | |
| Al-Obaidi et al. | Performance analysis of hydrocarbon wells based on the skin zone | |
| CN114837608B (zh) | 多段分级注浆再造采动覆岩隔水层方法 | |
| RU2136890C1 (ru) | Способ дегазации угольных пластов | |
| Junmano et al. | Sand production management the critical challenge in Zawtika gas production | |
| Wang et al. | Discovery of pockmarks in the Zengmu Basin, southern South China Sea and the implication | |
| Laibin et al. | Technical Progress and Development Suggestions for Risk Assessment and Safety Control of Deep-Water Oil and Gas Exploitation | |
| Wang et al. | PetroChina Dagang Oilfield Company, Petroleum Engineering Research Institute, Tianjin, China wanggna@ petrochina. com. cn | |
| CN110566169A (zh) | 一种砂岩油藏断层附近采油井注入大剂量驱油液后返吐措施的选井选层方法 | |
| CN115929326B (zh) | 用于穿越富水断层破碎带隧道的加固施工方法 | |
| Kuanliang et al. | Pilot test of horizontal drilling and completion techniques in Nanpu Oilfield | |
| CN116104567B (zh) | 一种煤矿井下携泥砂涌水综合治理方法 | |
| CN113530573B (zh) | 基于涌水量分类的长探-短探-注浆相结合的防治水方法 | |
| CN114562331B (zh) | 同一厚煤层受小窑破坏整合矿井老空水防治方法 | |
| Li et al. | Analysis technology and application of natural fractures based on microseismic monitoring results |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| TA01 | Transfer of patent application right | ||
| TA01 | Transfer of patent application right |
Effective date of registration: 20230721 Address after: 266580 No. 66 Changjiang West Road, Huangdao District, Qingdao, Shandong. Applicant after: CHINA University OF PETROLEUM (EAST CHINA) Applicant after: CHINA NATIONAL PETROLEUM Corp. Applicant after: DAGANG OILFIELD GROUP Co.,Ltd. Address before: 266580 No. 66 Changjiang West Road, Huangdao District, Qingdao, Shandong. Applicant before: CHINA University OF PETROLEUM (EAST CHINA) Applicant before: DAGANG OILFIELD GROUP Co.,Ltd. |
|
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant |