螺旋防砂自洁筛管在靖边油田中的应用

2017-11-02杨嫱贺雪红王团熊永安延长油田股份有限公司靖边采油厂陕西榆林718500

化工管理 2017年29期

杨嫱贺雪红王团熊永安(延长油田股份有限公司靖边采油厂，陕西榆林 718500)

螺旋防砂自洁筛管在靖边油田中的应用

杨嫱贺雪红王团熊永安(延长油田股份有限公司靖边采油厂，陕西榆林 718500)

目前靖边油田正处于油气开发的中后期，油井出砂成为制约油田开发的主要因素。油井出砂会造成油井卡泵，影响抽油泵泵效，严重时甚至造成套管损坏、油井报废。螺旋防砂自洁筛管对传统防砂筛管进行改进，能够有效解决传统防砂筛管堵塞失效的问题，同时对细粉砂也具有较好的挡砂效果，其内部螺旋构造对绕丝网有清洗功效，能够适应油田开发后期产出液中泥质含量高、细粉砂含量高的开发环境。

螺旋防砂自洁筛管；筛管堵塞；挡砂精度；靖边油田

1 靖边油田油井出砂危害

1.1 油井减产或停产

油井出砂，极易造成抽油泵砂卡，影响抽油泵泵效。为解决油井砂卡，一般采用洗井或检泵的方式，严重影响油井产量。据统计，靖边油田某区块2016年累计发生油井卡泵100井次以上，油井出砂已严重制约油井正常开发。

1.2 油井出砂加剧井下管柱设备磨损、腐蚀

由于流体中砂粒成分主要为SiO2，硬度高，容易造成井下泵阀点蚀、油管磨损、刺穿、柱塞拉坏、地面阀门失灵等。从而导致油井关井作业，更换或检修井下设备，增加油田运行成本[1]。

图1 螺旋自洁防砂筛管

1.3 套管损坏、油井报废

长期严重的出砂会在套管外形成巨大空穴，内外受力不平衡会引起地层突发坍塌，轻则造成套管变形，重则套管被错断挤毁，修复困难，使油井工程报废，损失惨重[2]。

2 螺旋防砂自洁筛管性能评价

2.1 螺旋防砂自洁筛管构造

螺旋防砂自洁筛管内部构造见图1，设备由外管、液体上升内管、外管进液孔、上部接箍、螺旋装置、内管进液孔、外部丝网连接而成，外管和液体上升内管上端固定着上部接箍；在液体上升内管中端安装着螺旋装置；在螺旋装置的下边，液体上升内管中间有内管进液孔，内管进液孔外面有外绕丝网。

2.2 螺旋防砂自洁筛管防砂原理

2.2.1 一级过滤

在油井开采过程中，地层砂随地层流体一起流到防砂管外管处，比外管进液孔大的砂粒会被挡在管外，液体及细粉砂等由外管进液孔进入外管内部，实现砂粒一级过滤。

2.2.2 二级过滤

进入外管的液体继续经过螺旋装置向下部流动，在液体经过螺旋装置时，流动方式由平行于防砂筛管向下转变为绕筛管内管螺旋向下。由于油、砂的密度差异，砂粒所受离心力较大，使砂粒在外管内壁聚集，并在重力作用下沿外管内壁下滑进入尾管，而较为洁净的油液经内管进液孔进入泵筒。

2.2.3 三级过滤

在内管进液孔外有绕丝网，经二次过滤的油液在经过绕丝网时，未分离干净的砂粒被绕丝网挡住，而油液经过内管进液孔进入液体上升内管，由抽油泵带出地面。

2.2.4 自洁原理

由于液体在经过螺旋装置之后，液体流动方式由平行于内管向下流动变为环绕内管螺旋向下，在螺旋冲击作用下，将外绕丝网上的杂质、砂粒等固相物质冲走，以防止绕丝外网被油液中的杂质堵塞。

2.3 螺旋防砂自洁筛管性能评价

2.3.1 挡砂精度评价

将已知准确粒径分布的玻璃微珠或石英砂（陶粒）按一定砂比随携砂液通过筛管，收集产出砂的样品进行筛析，累计体积分数10%所对应的粒径值认为是该筛管的挡砂精度[3]。

图2 挡砂精度筛析曲线

筛管挡砂精度筛析曲线表明：当砂粒粒径在50μm以下时，螺旋防砂自洁筛管挡砂效果较好。

2.3.2 自洁能力评价

筛管自洁能力主要表现在其抗堵塞能力上，因此本次试验就筛管抗堵塞能力做一个评价。实验选择靖边油田主力地层砂粒径组成，添加少量细粉砂及黏土，在保持流量一定的情况下观察设备两侧压差变化情况。

由图3可以看出，在流量基本稳定的情况下，设备两侧压差前期逐步上升，说明螺旋防砂筛管在实验前期有轻微堵塞情况，当实验4Ks后，压差基本保持不变，此时筛管自洁能力开始见效，说明螺旋防砂自洁筛管抗堵塞能力良好。

图3 堵塞实验压差曲线

3 现场应用情况

2017年在靖边油田累计安装螺旋防砂自洁筛管90口，目前还未出现砂卡检泵情况。功图分析表明在安装螺旋防砂自洁筛管之前普遍受出砂影响，安装螺旋防砂自洁筛管之后生产正常，日产液量、日产油量等生产数据未见明显变化。东16-7井为靖边油田一口严重出砂井，在2016年多次因砂卡检泵，检泵周期为67天，自2017年5月12日安装螺旋防砂自洁筛管后，在7月功图分析中反应正常，防砂效果良好。根据该井安装防砂筛管前后取样分析结果显示，该井产出液中含砂量由0.00856%下降到0.00072%，防砂率达到91.8%。