《生产管柱及防砂》课件

生产管柱及防砂生产管柱是油井生产系统的重要组成部分，用于支撑井筒，防止井壁坍塌，并引导油气顺利流入地面。防砂技术则是防止地层中的砂粒进入油井，造成井筒堵塞，影响油气产量。内容大纲生产管柱维护油气田的持续生产，防止地层塌陷和地表沉降，减少管路维修成本。管柱设计地质勘探和测试，井深和压力条件，油气藏特性，流体性质和腐蚀性。管柱材料钢管，合金钢管，非金属管材。防砂技术机械分离法，化学防砂法，电磁防砂法。1.生产管柱的必要性和重要性维护油气田的持续生产生产管柱能有效地将油气从地下输送到地面，确保油气田的稳定生产。预防地层塌陷和地表沉降生产管柱可以支撑井壁，防止地层塌陷，保障地面建筑和环境的安全。减少管路维修成本优质的生产管柱可以提高抗腐蚀性，延长使用寿命，减少维修和更换成本。1.1维护油气田的持续生产11.1.1生产管柱可以有效地防止油气井的早期衰竭，确保油气田的长期稳定生产。21.1.2通过管柱的支撑作用，可以有效防止井壁坍塌和地层流体窜入，保障油气井的安全和生产效率。31.1.3它可以有效减少油气井的产量下降，延长油气田的经济寿命，提高经济效益。1.2预防地层塌陷和地表沉降地层稳定性生产管柱可以有效地支撑地层，防止地层压力变化导致的坍塌。表面沉降管柱可以防止油气开采过程中的地下空洞形成，从而减轻地表沉降的风险。环境保护预防地层塌陷和地表沉降有助于保护周围环境，避免土地和水资源的破坏。1.3减少管路维修成本延长管柱使用寿命生产管柱能够有效保护油气井，减少因腐蚀、磨损等造成的管路损坏，延长其使用寿命。降低维修成本定期维护和防砂措施可以有效减少管路维修次数，从而降低维修成本，提高油气田的经济效益。2.管柱设计的关键因素地质勘探和测试准确识别油气层位置，确定地层性质和储层特性。井深和压力条件根据井深和压力条件选择合适的管柱长度和强度。油气藏特性了解油气藏性质，例如油气类型、流动性、渗透率。流体性质和腐蚀性考虑油气流体的化学性质和腐蚀性，选择耐腐蚀材料。2.1地质勘探和测试岩层性质分析准确确定储层岩性和物性，评估油气储量，并确定生产潜力。油气层测井利用测井仪器对井眼周围地层进行测量，获取地层信息，例如地层深度、厚度、岩性、孔隙度和渗透率。油气层压力测试对油气层进行压力测试，确定油气层的压力和产量，为管柱设计提供基础数据。2.2井深和压力条件井深井深直接影响管柱的长度和材料选择，越深的油井需要更长的管柱才能承受压力。井深也影响生产过程中的压力损失，更深的井需要更强大的泵才能将原油和天然气输送到地面。压力条件地层压力对管柱的设计至关重要，高压地层需要使用更高强度的材料才能承受压力。压力条件也决定了生产方法和设备的选择，例如，高压油井可能需要采用特殊的防砂技术来保护油井不被砂粒堵塞。2.3油气藏特性储层岩性储层岩性包括岩石类型、孔隙度、渗透率、孔隙结构等，这些因素影响着油气储集能力。储层压力储层压力决定了油气开采的难度，高压储层可能导致井喷风险，而低压储层则需要采取人工增压措施。油气产量油气产量受储层厚度、孔隙度、渗透率和原油性质等因素影响，决定着油气田的开采价值。2.4流体性质和腐蚀性1原油性质原油的密度、粘度、含水量和含硫量等性质影响管柱材料的选择和防腐蚀措施。2油气藏压力高压油气藏会增加管柱的受力程度，要求使用高强度材料和防腐蚀技术。3腐蚀环境含硫化氢、二氧化碳等腐蚀性物质的油气藏，需要选择抗腐蚀性能强的管柱材料和防腐蚀措施。3.管柱材料的选择11.钢管钢管是生产管柱中最常用的材料，具有强度高、耐腐蚀性好、价格低廉等优点。常见规格包括J55、K55、N80等。22.合金钢管在高温高压或腐蚀性强的油气田，需要使用合金钢管，以提高其耐高温、耐腐蚀和抗压强度。常见合金元素包括铬、钼、镍等。33.非金属管材随着技术的进步，非金属管材如玻璃钢、聚乙烯等也开始应用于生产管柱，具有重量轻、耐腐蚀性强、施工方便等优点。3.1钢管耐用性钢管具有较高的强度和韧性，能承受高压和腐蚀环境。经济性钢管价格相对低廉，是生产管柱的主要材料。可加工性钢管易于加工和焊接，方便进行管柱的组装和连接。3.2合金钢管高强度和耐腐蚀性合金钢管具有更高的强度和耐腐蚀性，适用于高压、高温和高腐蚀性环境。良好的耐磨性和抗疲劳性合金钢管的耐磨性和抗疲劳性优于普通钢管，可以延长使用寿命。应用场景合金钢管主要用于深井和高产油气井，以及存在高腐蚀性流体的生产管柱。3.3非金属管材玻璃钢管材玻璃钢管材，耐腐蚀性强，重量轻，安装方便。适用于输送酸性或碱性油气，以及含硫化氢的油气。塑料管材塑料管材，成本低，易于加工，但耐温性和耐压性较差，主要用于低压输送。管柱的安装工艺裸眼井裸眼井直接将生产管柱放入井筒，简单直接，但易受地层伤害和砂石堵塞影响。套管井套管井先安装套管，再将生产管柱放入套管内，可有效防止地层伤害和砂石堵塞，提高油气产量。水平井水平井生产管柱安装难度更大，需要利用特殊工具和技术进行安装，以保证管柱的稳定和安全。4.1裸眼井井壁未套管裸眼井指井壁未安装套管，直接开采地层中的油气资源。开采风险高裸眼井易发生井壁坍塌、油气层垮塌等问题，增加生产安全风险。成本低廉裸眼井施工简便，成本较低，适用于初期勘探和开发阶段。应用范围窄裸眼井主要用于地质条件简单、油气层稳固的油气田。4.2套管井11.套管下入套管下入是施工的关键环节，需要确保套管顺利到达井底，并与井口连接。22.套管水泥固井水泥固井是将套管与井壁之间空间灌注水泥浆，形成密封，防止油气层窜流，提高生产效率。33.套管井的优势套管井可以有效防止地层坍塌，稳定井壁，延长井筒寿命，提高生产效率。44.注意事项套管井施工需要严格控制参数，防止套管损坏，确保井筒的稳定和安全生产。4.3水平井水平井的特点水平井是指井眼沿水平方向延伸的油气井。它可以有效地增加井筒与油气层接触面积，提高采收率。水平井的安装水平井的安装过程更复杂，需要特殊的钻井技术和设备。例如，需要使用水平井钻头和导向系统。5.防砂技术的应用机械分离法机械分离法主要利用筛网或其他过滤装置，将砂粒从油气流中分离出来。化学防砂法化学防砂法是指利用化学药剂改变砂粒的性质，使其不易进入油气井，从而达到防砂的目的。电磁防砂法电磁防砂法是利用电磁场作用，将砂粒从油气流中分离出来。5.1机械分离法筛网筛网用于拦截砂粒，防止进入油气井。钻头钻头可用于清理井筒中的砂子。泵泵可用于将砂子从井筒中抽出。5.2化学防砂法化学方法利用化学物质改变砂粒性质，降低砂粒流动性应用范围高含砂率砂粒细小油井产量低常见技术聚合物封砂树脂封砂微球封砂5.3电磁防砂法电磁场原理利用电磁场来控制和阻挡砂粒的运动，从而防止砂粒进入油井和管路。磁场强度和频率电磁场的强度和频率可以根据砂粒的大小和密度进行调整，以实现最佳的防砂效果。应用范围电磁防砂法适用于高含砂率的油井，尤其是在难以应用其他防砂方法的情况下。6.防砂措施的监测和维护定期检查定期检查防砂装置的运行情况，确保装置正常工作。检查内容包括：防砂装置的压力、流量、温度、振动等参数，以及装置是否存在损坏、泄漏等情况。及时清洗定期清洗防砂装置，防止装置堵塞，影响正常运行。清洗方法包括：机械清洗、化学清洗等，具体方法应根据防砂装置的类型和使用环境选择。6.1定期检查定期维护定期检查有助于及时发现潜在问题，避免严重故障的发生。压力监测定期监测管柱压力和流量，了解生产状况，及时调整生产方案。管道完整性使用先进技术，如管道内窥镜，评估管柱的完整性，确保安全生产。6.2及时清洗11.定期清洗定期清洗可以去除管路中积累的砂砾、油泥和其他杂质，防止堵塞和腐蚀。22.清洗方法清洗方法应根据管路材质、油气性质和污染程度选择，常见的清洗方法包括化学清洗、机械清洗和高压水射流清洗。33.清洗频率清洗频率取决于油气田的生产状况，一般建议每年至少清洗一次。44.清洗记录每次清洗后应做好记录，包括清洗时间、方法、清洗剂种类和清洗效果等。6.3管路完整性评估定期检查检查管路是否存在腐蚀、磨损、裂纹或其他缺陷。压力测试通过加压测试，评估管路承受压力能力。声发射检测利用声发射技术，监测管路是否存在微小的裂纹或缺陷。管线探