页岩气井地面除砂技术

页岩气井采用加砂压裂增产方式,放喷测试过程中砂粒随井筒排出液(气)排至地面会冲蚀地面流程设备的节流装置、弯头等,造成刺漏损毁设备和伤害操作人员等安全事故,影响地面测试安全作业。地面除砂技术采用双筒管柱式除砂器和旋流除砂器相结合的方式,有效除去井筒排出的砂粒,避免对地面流程设备造成冲蚀。     

页岩气藏体积压裂后地面连续捕屑除砂排液工艺

页岩气藏体积压裂后地面返排时,井筒中流体含有大量的桥塞碎屑和支撑剂经地面返排测试流程返 出,会造成地面流程设备堵塞和冲蚀,从而给地面作业带来很大的安全风险。因此如何有效减少高压携砂流体对 设备的冲蚀和损坏是地面返排测试的关键。针对该问题进行分析研究,形成了一套具有连续捕屑和除砂功能的工 艺技术,基本满足了页岩气藏完井的地面返排测试要求。     

威远区块页岩气排采除砂工艺分析

页岩气藏目前主要采用水平井完井和桥塞分段大型水力加砂压裂的工艺进行开发,压裂砂堵泄压、压裂后排液和钻磨桥塞过程中均存在大量出砂工况,高压流体携带固相颗粒及砂粒,堵塞地面流程或井筒,造成设备管线冲蚀,严重影响排液的连续性和安全性。文章在系统分析页岩气井返排自身特点和存在的主要技术难点的基础上,优化页岩气井地面返排测试流程设计,研发配套了一系列地面返排除砂装备,并开展相关的工艺技术研究,最终形成一套以除砂器为中心的针对页岩气井的地面除砂技术与配套装备,运用该技术圆满的完成了多口页岩气井的地面除砂作业,效果显著。     

苏里格气田S区气井配套防砂技术及应用

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出砂或者压裂施工结束支撑剂砂随地层流体进入井筒的现象,除了严重影响气井正常生产外,还会冲蚀套管、井下工具、井口、地面管线,严重者会引发安全事故。本文对苏里格气田S区气井出砂机理展开分析,从出砂不同历程分别提出了工艺优化建议及配套防砂工艺,对于气田防砂工作具有重要意义。     

天然气采集过程防砂装置的应用

天然气生产过程中经常会出现气井出砂,砂粒随着高速流动的天然气一起流入地面集输管网,在气流方向改变时,高速运动的砂粒会对设备、阀门、管线等造成冲蚀磨损,尤其在管线弯头处经常出现磨穿刺漏现象,形成极大安全风险。采取限制配产、控制生产压差的办法会降低气井产能。在确定气田出砂类型后,采用了机械法除砂。在不影响气田生产的条件下,研发井下防砂工具,地面防砂装置,阀组等配套除砂工具,实现了气田防砂提产,安全运行的目的。     

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在气井的加砂压裂测试过程中，由于压裂作业遗留在井筒和地层返出的支撑剂，随着高速流动的天然气和压裂液的混合流体进入测试管道，形成高速含砂射流，它对管道及其附件造成非常严重的破坏。通过损坏机理分析，结合现场生产实际，在气井的加砂压裂测试地面流程中，使用耐磨的硬质合金材料和优化油嘴、堵头等管件的结构，改变其冲击角，可减少流体对管件的冲蚀破坏。在节流上游段使用分离沉砂装置，收集井筒和地层返出的支撑剂，减少其在流体中的含量。在放喷出口处采用堵塞三通，消耗砂粒的冲击动能，减少砂粒对管壁的冲蚀破坏。上述技术经在现场使用，分离沉砂装置可收集98％以上的砂粒，大大地减少地面流程中支撑剂的含量。硬质合金的使用和管件结构的优化，增强了其耐磨性。堵塞三通的应用，减少了对管壁的冲蚀破坏。三种技术可将流程安全控制时间延长数十倍以上，且成本被控制在比较合理的水平，从而达到了安全、经济生产的目的。     

双筒滤砂器在页岩气水平井钻塞返排中的应用探讨

页岩气井主要采用水平井完井和可钻式桥塞分层大型水力加砂压裂等系列工艺技术进行开发。大规模加砂压裂后钻塞洗井以及地面连续返排期间,返排液中往往含有大量的砂粒,需要采用有效的除砂方式,以保证地面流程的安全,防止在作业过程中管线或设备发生堵塞或刺漏,引发安全事故。目前四川盆地页岩气井在钻
塞返排过程中,主要采用双筒滤砂器进行除砂作业,如何保证双筒滤砂器的除砂效率,关键涉及到滤网的选择以及正确的除砂工艺操作流程。文中主要介绍目前页岩气地面测试中双筒滤砂器的正确使用方法、滤网的选择以及流程的优化设计,并针对双筒滤砂器在使用过程中出现的关键问题进行探讨,提出有效的解决方法,从而保证页岩气井在钻塞、洗井、返排与测试各工艺环节当中的安全可靠,为其它盆地的页岩气地面除砂作业提供参考。     

出砂冷采地面除砂工艺与关键技术

随着稠油出砂冷采和适度出砂技术的应用,出砂问题在稠油开采中不可避免。砂粒进入地面设备,给地面设备带来各种破坏和影响。稠油黏度大,含砂粒粒径分布范围广,成为除砂工艺中的技术难点。分析稠油除砂所面临的问题以及现有工艺存在的问题,针对稠油的特性和各种除砂技术的优缺点,设计了掺热水、掺降黏剂、沉降分离、自动清砂、旋流分离以及洗砂净化等工艺流程。该流程具有分离效率高、不停产作业、适用性强、节能和环保的特点,并对该工艺的关键技术进行了分析。     

140MPa超高压油气井地面测试技术

对于井深超过6000 m、地层压力超过105 MPa、地层温度大于150℃的超高压油气井,井口压力控制难度大,携砂流体对设备冲蚀严重,使得测试难度大,对地面测试装备及配套工艺技术和除砂等工艺提出了更高要求。经多年的研究和现场试验,形成了一套140 MPa超高压油气井地面测试工艺流程和旋流除砂器、MSRV、高/低压导向阀等关键设备。实践证明,这套超高压油气井地面测试技术能够满足各种超高压井的测试需要,取全取准各种测试数据。     

一种处于地层压力下流体除砂装置的应用

介绍了一种专门用在海上探井地层测试中转样时的除砂装置,连接于取样器与样瓶之间,通过使用该装置,有效的避免了地层流体中的砂粒堵塞样瓶的针阀,保护了地层流体的顺利转样。该装置已多次应用于出砂地层的地层流体样品转样过程中,均取得良好效果。     

泵注混砂液和支撑剂返排期间砂粒与陶粒支撑剂造成的冲蚀

在实施水力压裂增产处理期间,携砂液可能会对泵送设备造成伤害。以往的施工作业表明,混砂液还会对射孔孔道造成冲蚀。在此后的返排作业中,假如地层砂粒或支撑剂随之排出,还会对地面设备造成一定程度的冲蚀伤害。本文对比了地层砂粒与陶粒支撑剂对设备的冲蚀能力,论述了冲蚀机理。理论分析与实验室研究结果表明,低密度陶粒支撑剂由于其固有的圆度与球度,所以它的冲蚀性要比多棱角砂粒弱很多。     

出砂冷采地面除砂设备的现状与发展趋势

阐述了原油中砂粒对地面集输设备及生产流程的危害,介绍了除砂设备的基本原理,论述了国内外除砂设备的现状。通过分析新设备及新技术的应用情况,指出除砂设备的发展趋势为:向系统化方向发展,即应开发集砂的分离、清洗和排放于一体的在线除砂装置;将旋流除砂器作为除砂设备的重点研究对象;对含砂率高及含砂粒径分布范围广的原油,要采用多级分离;充分发挥不同除砂装置的除砂优势,相互组合,逐步分离;配备相应的洗砂设备,在除砂的同时保证排放的砂粒安全环保。     

DJ-210型大井眼卡瓦锚定式防砂充填工具的研制

针对目前在疏松砂岩油藏采用三开裸眼充填和244.5mm套管防砂完井工艺受工具的限制,而采用皮碗工具悬挂滤砂管防砂及两步法充填防砂完井,施工周期长,作业成本高,且防砂效果难以保证的状况,研制了DJ-210型大井眼卡瓦锚定式防砂充填工具。该工具配以相应的防砂管柱可实现地层改造,起到既防砂又增油的双重效果。该工具采用组合式胶筒密封及双向卡瓦锚定,使其封隔压力高,悬挂能力强,确保了防砂施工的成功率,实现了地层填砂、环空填充一体化工序,较好地解决了三开裸眼悬挂充填防砂及244.5mm套管射孔出砂井地层改造及环空充填防砂完井的防砂难题。现场8口井的应用表明,使用该工具实现了防砂后不减产甚至增产的良好防砂效果。     

防砂地层测试管柱简介

国内普遍采用地层测试管柱结构是单封隔器套管测试管柱和跨隔套管测试管柱两种类型，多年现场实践中，发现这种结构易造成工具堵塞。测试阀打开后，尽管有开槽尾管或重型筛管过滤，但仍有部分地层中的岩石碎屑、砂粒等杂物，随地层流体进入开槽尾管或重型筛管到达测试管柱内，这些杂物继续随地层流体上行，汇集至一定量，就会堵塞工具。对于地层测试与抽汲联作工艺，还有可能造成抽子被卡。对原有管柱结构稍加改动，形成一个自然的沉砂“口袋”，并将压差控制在较小范围内可以解决工具堵塞、钻具被卡问题。在单封隔器套管测试管柱中的开槽尾…     

油田地面除砂技术

油田出砂是由井底结构遭到破坏和开采方法不当等多种因素引起的。出砂不但给井下以及地面集输设备造成破坏,而且还容易引起环境污染。实际采用的除砂方法有重力沉降、离心分离、过滤等,通过对这几种除砂方法的比较认为,以大罐沉降和旋流除砂为主体的除砂工艺能够满足油田的除砂需要。     

套管错断井双重丢手扶正工具的研制

随着油田开采年限的增加,在地层滑移、油井出砂、频繁的井下作业施工以及套管材质与腐蚀等诸多因素的作用下,油田套管损坏现象非常严重,其中由套管错断引起的套损井占了相当大的比例,是套损井修复中较难解决的问题。针对这种情况,研制了专用的套管错断井双重丢手扶正工具。使用该工具进行修井作业时,对作业设备要求低,采用现有设备和常规油管,就可以完成施工,施工工艺简单。该工具具有液压、倒扣双重丢手功能,可大大降低施工风险,已成功地完成了GD2-33-532井的现场试验,取得了很好的效果。     

试油地面除砂器作业适应性分析

油气井试油测试或生产作业时,井筒排出含有固体颗粒的高速流体,如加砂压裂返排出的陶粒等,将对地面测试设备和生产管网带来严重的冲刷破坏,试油地面除砂器是消除此问题的关键设备。目前试油地面除砂器主要有管柱式除砂器和旋流式除砂器,两种除砂器结构和工作原理迥然不同。文章在对两种除砂器的工作原理分析的基础上,从砂子粒径、流体速度、流体流动性、流体气液比、除砂元件强度等方面分析两种除砂器除砂作业适应性,提出了两种除砂器作业适应的不同作业井况,推荐了页岩气井两种除砂器同时应用的除砂工艺流程。     

油井出砂与防砂简析

油井出砂一直是影响油井正常生产的主要因素之一,油井出砂会造成抽油泵、油管或者套管等井下设备与工具的损坏,严重的会造成油井无法正常生产或者油井报废,所以油井的防砂工作主要是为了延长井下设备与工具的使用时间,最大限度地减少采油成本。     

出砂地层套管临界内压研究

建立了松软出砂地层中套管的三维有限元力学模型．分析了出砂段高度、套管内压对套管受力的影响。分析结果表明．出砂段的存在大大增加了套管损坏的危险性;出砂套管损坏的危险程度与出砂段高度呈抛物线关系;最大当量应力与内压的关系基本上为双段线性。防止和减少出砂地层套管损坏的措施．除采用合理的防砂工具．选用高强度套管外;应使出砂段高度避免接近临界出砂段高度;尽量使套管内压力接近临界内压;并且提出了设想的滑动式套管结构。     

用于出砂井的水力喷射泵结构设计

油井出砂对地面设备和井下设备带来极大的危害。通过室内试验研究了地层砂在井筒内的流动和沉积状态,测定了不同粒径的砂粒沉降速度和一定液量下的极限携砂量。设计了应用在出砂井中的水力喷射泵采油装置,其特点是采用平行双管柱结构的水力喷射泵,合理设计泵内流道,尽可能保持液体匀速流动,适当提高液体流速,提高携砂能力。最后为防止液体停止流动导致砂堵排出管,设计了结构独特的沉砂管。