[發明專利]一種可視化模擬過篩管防砂工藝的實驗裝置及方法

在審

• 申請號: 201810567009.9
• 申請日: 2018-06-05
• 公開（公告）號: CN108518205A
• 公開（公告）日: 2018-09-11
• 發明（設計）人: 張誠成;劉平禮;孟祥海;杜鵑;鄒劍;羅志鋒;劉義剛;李年銀;劉長龍;徐昆;裴宇昕;皇扶杉;陳培鑫;王江;陳一鑫;冷靜
• 申請（專利權）人: 西南石油大學;中國海洋石油集團有限公司;中海石油（中國）有限公司天津分公司
• 主分類號: E21B43/08
• 分類號: E21B43/08;E21B49/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發明公開一種可視化模擬過篩管防砂工藝的實驗裝置及方法，包括一體化不銹鋼金屬圓筒、篩管、蓋板、底板、固定支架、旋轉機構；所述蓋板、底板分別連接在一體化不銹鋼金屬圓筒的上下兩端，所述篩管豎直設置在不銹鋼金屬圓筒內，且上端連接在蓋板內，下端連接在底板內；所述篩管上下兩端內分別設有上接頭、下接頭；所述上接頭上設有注入閥門，所述下接頭上設有流出閥門；所述底板上設有加熱圈，所述加熱圈位于一體化不銹鋼金屬圓筒內；所述一體化不銹鋼金屬圓筒上設有孔眼，所述孔眼上設有孔眼閥門；所述一體化不銹鋼金屬圓筒通過旋轉機構豎直安裝在固定支架上。本發明結構一體化，操作簡單，承壓、耐溫、抗酸堿性能好。

技術領域

本發明屬于油氣田鉆完井防砂技術領域，尤其涉及一種可視化模擬過篩管防砂工藝的實驗裝置及方法。

背景技術

油井出砂是疏松砂巖油藏開采過程中常見問題之一，它是指由于油井開采和作業等各種綜合因素造成井底附近地帶的巖層結構破壞，導致部分脫落的地層砂隨油層流體一起流入井筒，從而對油井正常生產造成一系列不利影響的過程或現象。油井出砂的原因是多方面的，基本可以從地質因素和開發方式的因素進行分析。油井出砂地質因素有：(1)地層的巖石膠結物的強度過低，通過流體的沖刷，很容易發生出砂的情況；(2)油井生產過程中，由于注水開發，采出水的同時攜帶砂石顆粒，引起油井出砂；(3)地層壓力下降，引起巖石膠結物的破碎，導致油井出砂；(4)原油的粘度較大，攜砂能力強，油井出砂會更加嚴重。開發方式引起油井出砂的因素有：(1)完井措施不當，引起油井出砂；(2)固井質量不佳，引起油流的竄槽，高壓油氣水的流向發生改變，引起油井出砂；(3)油井的射孔方位、射孔密度等發生改變，引起油井出砂；(4)采油工作制度不合理，生產壓差過大，是引起油井出砂的關鍵因素；(5)實施水力壓裂或酸化技術措施后，效果不佳，導致巖石孔隙的膠結物被壓開或者被酸液腐蝕，導致出砂。

油井出砂的危害主要表現在三個方面：(1)砂埋產層造成油井減產或停產；(2)高速的砂粒造成地面及井下設備加劇磨蝕；(3)出砂導致地層虧空并坍塌造成套管損壞使油井報廢等。因此出砂的油井必須采取防砂措施。

防砂方法大致可以分為機械防砂、化學防砂、焦化防砂、復合防砂和其他防砂方法，其中機械防砂又分為機械篩管防砂和礫石充填防砂。礫石充填防砂技術是目前國內外疏松砂巖油藏最常用的防砂工藝之一，它的技術原理是：在井眼內(裸眼或套管內)正對出砂地層下入金屬全焊接繞絲篩管，然后泵入礫石砂漿于篩管和井眼環空，通過多級過濾屏障，保證油流沿充填體內多孔系統經過篩管被源源不斷地升至地面，而地層砂則被控制在地層內，確保油井的正常生產。礫石充填的施工工藝特點包括：(1)常用于油井先期防砂，工藝復雜，車組動用多；(2)對油層結構要求具有一定強度；(3)對油層條件要求高，不適用于細粉砂地層防砂。

目前所有防砂工藝施工作業都比較麻煩、程序復雜，目前使用較多的是沖砂和篩管完井復合防砂工藝。但沖砂作業必須取出井內所有管柱(工藝復雜)，且沖砂需將砂粒注入防砂層(施工困難)。向儲層注砂施工可能會發生一些意外，攜砂困難、注不進砂、井底砂堵等，所以尋求更加經濟有效的防砂方法至關重要。

過篩管防砂工藝的技術原理是利用非互溶、非混相的相變體系F和非相變體系N壓開地層并形成一定幾何尺寸的人工裂縫，通過化學相變方法讓裂縫中流體之一或之二在裂縫中形成“化學砂堆”支撐裂縫，從而形成高導流能力的化學相變材料支撐裂縫，從而達到提高單井產量和防砂作用(類似于壓裂填砂防砂技術)。過篩管防砂技術不需要向地層注入砂體，避免了加砂過程的控制不當可能形成砂堵等一系列缺點，大大降低了工程施工風險和人員安全風險；固相砂堆由相變流體在地層條件下發生相變生成，在支撐裂縫的同時起到擋砂作用，大大提高了裂縫導流能力和油井產量；非相變流體主要起占據空間形成流動通道的作用，對環境無污染，可以直接返排再利用；減少施工作業程序，降低施工難度，節約施工成本。

發明內容