可自适应性膨胀防砂筛管

1、可自适应膨胀防砂筛管防砂防砂小组成员：孟霖 徐梓源 朱斌 林鑫目录一、概述二、可自适应膨胀防砂筛管设计理念三、可自适应膨胀防砂筛管防砂机理四、可自适应膨胀防砂筛管防砂性能实验研究五、参考文献2一、概述1.出砂的定义： 出砂是由于油气井开采和作业等综合因素造成井底附近地层破坏 导致剥落的地层砂随地层流体进入井筒，而对油气井生产造成不利影响的现象。2.目前，国内外常用的油井防砂方式为化学防砂和机械防砂两类。但化学防砂防砂强度和有效期受到一定的限制，机械防砂大都难以胜任中后期出砂较严重或经过多次防砂作业的油井的防砂任务。因此综合砾石充填、 可膨胀筛管和割缝筛管的优点,开发出了可自适应膨胀防砂筛管防砂

2、新技术。3二、可自适应膨胀防砂筛管设计理念可自适应膨胀防砂筛管整体结构主要由防护外壳、可膨胀防砂筛网、砾石充填膨胀层和内支撑复合割缝筛管构成，其结构示意图如下：4二、可自适应膨胀防砂筛管设计理念（1）最外层为防护外壳, 其作用一是保护防砂筛管在运输、 施工过程中内层结构不受到损害; 二是在筛管膨胀过程中提供位移补偿, 防止内层的防砂筛网松脱,起到均衡膨胀力的作用。（2）在防护外壳之内的部分为外卷式可膨胀防砂筛网,可在砾石充填层的推挤作用下向外扩展膨胀,对原油进行初步过滤, 形成初级挡砂屏障; 同时,阻挡砾石在筛管膨胀过程中从防护外壳的孔隙漏失。5二、可自适应膨胀防砂筛管设计理念（3）中间部分为

3、砾石充填层,充填的是与地层砂配伍的石英砂, 其作用一是对原油进行再次过滤,形成二级挡砂屏障; 二是作为可自适应膨胀防砂筛管的膨胀介质, 在膨胀压力的作用下, 挤压外层结构,向外膨胀,与套管壁贴合实现“零环空”。（4）最内层结构为内支撑割缝筛管, 壁厚较厚,其作用一是形成第三级挡砂屏障,阻挡填充砾石和地层砂进入中心管对采油设备造成损害;二是作为可自适应膨胀防砂筛管的内支撑管柱, 在可自适应膨胀防砂筛管的下入、 起出过程中提供支撑,保证可自适应膨胀防砂筛管的整体性。6三、可自适应膨胀防砂筛管防砂机理可自适应膨胀防砂筛管利用管外地层砂粒和自身防砂结构，构成复合防砂体系，如下图所示：7三、可自适应膨胀

4、防砂筛管防砂机理其防砂机理为：（1）管外地层砂粒形成砂桥，作为初级挡砂屏障，对原油进行初步过滤，起到一定的防砂作用；（2）防护外壳内的可膨胀防砂筛网，对原油形成二级过滤，起到主要防砂作用，同时，阻挡砾石在膨胀过程中从防护外壳的孔隙漏失。（3）中间的砾石充填层，既作为可自适应膨胀防砂筛管的膨胀介质，在携砂液的带动下发挥向外挤压膨胀的作用，又承担着对原油实行三级过滤的作用。8三、可自适应膨胀防砂筛管防砂机理(4) 最内层的内支撑割缝筛管，作为第四级挡砂屏障，阻挡填充砾石和地层砂进入中心管，起到重要的防砂和内部支撑作用。整个可自适应膨胀防砂筛管复合防砂体系，以高渗透砾石填实环空，在井眼不规则的油井中

5、实现膨胀段的“零环空”和膨胀压力均一，避免了由于地层砂重新分布而形成近井眼低渗透带，减少了对筛管的冲蚀破坏和近井眼压降损耗，充分利用可膨胀防砂筛管防砂和砾石充填防砂的优点，在保证渗透率基础上，提高防砂效果。9四、可自适应膨胀防砂筛管防砂性能实验研究将可自适应膨胀防砂管与割缝筛管、绕丝筛管、金属纤维滤砂管、双层预充填筛管进行实验对比，研究可自适应膨胀防砂筛管防砂性能。实验结果如下：图中的曲线、曲线、曲线、曲线、曲线分别对应实验的割缝筛管、绕丝筛管、金属纤维滤砂管、双层预充填筛管、可自适应膨胀防砂筛管。10四、可自适应膨胀防砂筛管防砂性能实验研究11四、可自适应膨胀防砂筛管防砂性能实验研究有实验结果可以看出，可自适应膨胀防砂筛管在防砂时，渗透率变化最小，出砂量为零，由此可以看出可自适应膨胀防砂筛管的防砂效果最好。12五、参考文献（主要）1.马建民,刘永红等.可自适应膨胀防砂筛管结构设计及防砂机理研究J.石油矿场机械,2010,39（9）:1-4.2.马建民,刘永红等.可自适应膨胀防砂筛管膨胀机理研究J.石油矿场机械,2009,38（12）:9-11.3.马建民,刘永红等.可自适应膨胀防砂筛管性能评价试验研究