101-防砂基础培训

防砂设计基础培训101防砂类型选择和流型分析培训人：李国润时间：2015.5.21培训计划101--防砂基本概念，防砂方式102--防砂完井井筒准备，作业须知103--压力理论学习，防砂计算201--裸眼井防砂充填设计202--套管井高速水充填设计301--压裂充填设计备注：命名原则，10X为基础培训，20X为应用培训，30X高级培训，本次培训内容出砂原因及损害防砂方式区分防砂地面及工具流路分析地层流路分析本次培训内容出砂原因及损害防砂方式区分防砂地面及工具流路分析地层流路分析???当部分井眼的受力大于强度时，出砂。如果这种区域比较大，导致井眼坍塌。StressStrength受力大于强度出砂情况sHmaxsHmin孔隙度关联（经验）最好是通过实验室验证，而非经验关联如果孔隙度30%,容易出砂（套管井充填中…）如果孔隙度20%，不容易出砂在20%到30%之间，依靠实验室获得作用力与强度的区别Q&A:什么是孔隙度？20/40,40/70陶粒的孔隙度有区别吗？出砂导致的筛管伤口本次培训内容出砂原因及损害防砂方式区分防砂地面及工具流路分析地层流路分析防砂充填类型循环充填通常称为低速水充填，无充填系数。用于裸眼井和长射孔段、大斜度的套管井盐水完井液@4-6BPM，砂比0.5-1ppa。在低于地层破裂压力的排量下进行的防砂充填。防砂充填类型高速水充填用于高渗透的套管井盐水完井液@7-10BPM，砂比0.5-1ppa。充填系数10-20lb/ft在略低于地层破裂压力的排量下进行的防砂充填。100mdreservoir2mddamagePerforations防砂充填类型高速水充填（微压裂充填）用于高渗透的套管井盐水完井液@7-10BPM，砂比0.5-2ppa。充填系数20-100lb/ft在略高于地层破裂压力的排量下进行的防砂充填，缝长0.3-1m。100mdreservoir2mddamagePerforations防砂充填类型压裂充填用于中渗透地层套管井压裂液@10-25BPM，最高砂比10-15ppa通常使用端部脱砂技术，充填系数150-900lb/ft裂缝长度在6m到30m10mdreservoir2mddamage1000md本次培训内容出砂原因及损害防砂方式区分防砂地面及工具流路分析地层流路分析防砂地面流程携砂液回流电源防砂泵方井口井口数采房动力源气源动力源供完井液泥浆泵盐水罐泥浆池沉砂池加砂器方井口流程方井口流程充填转换工具砾石充填管柱的核心是转换工具充填转换工具是为在泵入作业时具备不同流路并同时保持必要密封隔离同时指引液体流路而设计的机械装置深刻理解转换工具流路是防砂工程师最基本的要求“X”字母”X”形象的描述了转换工具的特性通过“X”，让我们来学习转换工具箭头指示方向勾画出包含”X”的外形，开个小口代表出砂口画出内管的流路方向这样就完成了一个最基本的转换工具图充填转换工具继续系统的勾画画出代表井筒的套管加入套管分隔器在转换工具进入分隔器的内径部分加入密封装置画出流路工具流路图完成当然，也可借助其他一些专业软件来完成整个管柱图充填转换工具充填滑套延伸筒的设计此外还需要筛管来提供支撑砾石的作用在筛管的底部连接上盲堵充填转换工具在转换工具上加入更多的密封在转换工具下端连接冲管冲管在这里主要起导流作用，冲管外径与筛骨内径比0.75-0.8循环流路如图所示充填转换工具三个基本位置挤注位置循环位置反循环位置充填转换工具位置充填转换工具放在最下面位置并坐在封隔器上一定重量流体此时不能回流，应为回流孔被密封在封隔器密封筒内充填转换工具位置从挤注位置提升充填转换工具至上部密封出封隔器密封筒回流孔现在被暴露出来可进行正常的循环作业最小上提需要6英寸，建议为1英尺充填转换工具位置上提充填转换工具至其上的旁通孔被提出分隔器密封筒反循环钻杆内的存砂从挤注位置最小上提为7.5英尺，建议为9英尺其他流路的考虑充填转换工具位置在反循环位置时，需考虑井的漏失情况球阀放置在转换工具的底部流体漏失被杜绝充填转换工具位置为砾石充填作业提供多种不同的流路充填转换工具由多组模块密封单元组成，在其靠中间位置为出砂孔，返回孔在靠近其顶部位置中心管及充填封隔器和延伸筒的使用实现了管内外流路的自由转换在封隔器坐封前承担整个管柱的重量，可通过右转机械脱手或是液压脱手充填转换工具本次培训内容出砂原因及损害防砂方式区分防砂地面及工具流路分析地层流路分析多孔介质中的径向流ppqB0.007082khlnrrieoei压差梯度流体粘度渗透率厚度，流径pi=Pressure@investigationpointpe=Reservoirpressureq=FlowrateBo=VolumetricFactor=Fluidviscosityk=Formationpermeabilityh=Reservoirheightre=Reservoirradiusri=Radius@investigationpoint达西公式SrrkhzTqPPwewfe75.0ln422,1q=产量(Mscf/day)k=渗透率(md)h=气藏厚度(ft)Pe=气藏平均压力(psi)Pwf=井筒压力(psi)=气体粘度(cp)z=压缩比T=气藏温度(ºR)re=气藏边界半径(ft)rw=井筒半径(ft)S=skinfactorPressureDropConcentratedinNear-WellboreRegion2000210022002300240025002600270028002900300001020304050RadialDistance(ft)Pressure(psi)ReservoirPressure=2700psiFormationPermeability=200mdProductionRate=5,000stb/dayOilViscosity=1.02cp2000210022002300240025002600270002004006008001000RadialDistance(ft)Pressure(psi)FormationPermeability=200mdProductionRate=5,000stb/dayOilViscosity=1.02cp高速水充填效果FlowEff.100%FlowEff.=75%FlowEff.=52%FlowEff.=35%FlowEff.=25%FlowEff.=16%FlowEff.14%051015202500-55-1010-2020-3030-5050+SkinNumberofWells高速水充填的表皮系数结果依然有进一步的改进的空间©1999BakerHughesIncorporated.Allrightsreserved.完井液对表皮系数的影响-505101520SkinGelCarrierGelPillNoGels径向流的限制损害区域距离的影响受损区域(1ftthick)受损区域到井筒的距离01020304050607080900246810DistanceofStartofDamagetoWellboreWall(ft)AdditionalPressureDropDuetoSkin(psi)q=4000bpdBo=1.1rb/stbm=1.02cpk=400mdh=100ftks=80md8-1/2inchhole1ftDamageZoneThickness受损区域的影响050010001500200025003000012345678910RadialDistance(ft)Pressure(psi)100md50md25mdDamagedZonePermeabilityFormationPermeability=1000mdProdcutionRate=10,000stb/dayDamagedZoneThickness=2ft.钻井液/完井液问题钻井泥浆,固井和完井液体滤失，侵入粘土膨胀乳化固体颗粒侵入堵塞渗流通道射孔损害挤压区域不合适的射孔弹碎屑损伤原因套管充填CementCasingGravelPackSandScreenFiltrateInvasionCrushedZoneSolidsInvasionIncompletePerforationFillingCasedHoleGravelPack量化地层损害的方法Skin=ProductivityIndexSpecificPINormalizedPIFlowEfficiencykk-1lnrrsswPx100%skintotal/PpqBkhkkrrsssw00070821.ln表皮系数对油井产能的影响050010001500200025000100020003000400050006000TotalProductionRate(bpd)BottomholePressure(psi)Skin=0Skin=5Skin=10Skin=15Skin=20TubingIntake(2-7/8inchto5000ft)35APIOil(600GOR&10%WaterCut)k=200mdh=50ft