《生產(chǎn)管柱及防砂》課件

生產(chǎn)管柱及防砂生產(chǎn)管柱是油井生產(chǎn)系統(tǒng)的重要組成部分，用于支撐井筒，防止井壁坍塌，并引導(dǎo)油氣順利流入地面。防砂技術(shù)則是防止地層中的砂粒進入油井，造成井筒堵塞，影響油氣產(chǎn)量。內(nèi)容大綱生產(chǎn)管柱維護油氣田的持續(xù)生產(chǎn)，防止地層塌陷和地表沉降，減少管路維修成本。管柱設(shè)計地質(zhì)勘探和測試，井深和壓力條件，油氣藏特性，流體性質(zhì)和腐蝕性。管柱材料鋼管，合金鋼管，非金屬管材。防砂技術(shù)機械分離法，化學(xué)防砂法，電磁防砂法。1.生產(chǎn)管柱的必要性和重要性維護油氣田的持續(xù)生產(chǎn)生產(chǎn)管柱能有效地將油氣從地下輸送到地面，確保油氣田的穩(wěn)定生產(chǎn)。預(yù)防地層塌陷和地表沉降生產(chǎn)管柱可以支撐井壁，防止地層塌陷，保障地面建筑和環(huán)境的安全。減少管路維修成本優(yōu)質(zhì)的生產(chǎn)管柱可以提高抗腐蝕性，延長使用壽命，減少維修和更換成本。1.1維護油氣田的持續(xù)生產(chǎn)11.1.1生產(chǎn)管柱可以有效地防止油氣井的早期衰竭，確保油氣田的長期穩(wěn)定生產(chǎn)。21.1.2通過管柱的支撐作用，可以有效防止井壁坍塌和地層流體竄入，保障油氣井的安全和生產(chǎn)效率。31.1.3它可以有效減少油氣井的產(chǎn)量下降，延長油氣田的經(jīng)濟壽命，提高經(jīng)濟效益。1.2預(yù)防地層塌陷和地表沉降地層穩(wěn)定性生產(chǎn)管柱可以有效地支撐地層，防止地層壓力變化導(dǎo)致的坍塌。表面沉降管柱可以防止油氣開采過程中的地下空洞形成，從而減輕地表沉降的風(fēng)險。環(huán)境保護預(yù)防地層塌陷和地表沉降有助于保護周圍環(huán)境，避免土地和水資源的破壞。1.3減少管路維修成本延長管柱使用壽命生產(chǎn)管柱能夠有效保護油氣井，減少因腐蝕、磨損等造成的管路損壞，延長其使用壽命。降低維修成本定期維護和防砂措施可以有效減少管路維修次數(shù)，從而降低維修成本，提高油氣田的經(jīng)濟效益。2.管柱設(shè)計的關(guān)鍵因素地質(zhì)勘探和測試準確識別油氣層位置，確定地層性質(zhì)和儲層特性。井深和壓力條件根據(jù)井深和壓力條件選擇合適的管柱長度和強度。油氣藏特性了解油氣藏性質(zhì)，例如油氣類型、流動性、滲透率。流體性質(zhì)和腐蝕性考慮油氣流體的化學(xué)性質(zhì)和腐蝕性，選擇耐腐蝕材料。2.1地質(zhì)勘探和測試巖層性質(zhì)分析準確確定儲層巖性和物性，評估油氣儲量，并確定生產(chǎn)潛力。油氣層測井利用測井儀器對井眼周圍地層進行測量，獲取地層信息，例如地層深度、厚度、巖性、孔隙度和滲透率。油氣層壓力測試對油氣層進行壓力測試，確定油氣層的壓力和產(chǎn)量，為管柱設(shè)計提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。2.2井深和壓力條件井深井深直接影響管柱的長度和材料選擇，越深的油井需要更長的管柱才能承受壓力。井深也影響生產(chǎn)過程中的壓力損失，更深的井需要更強大的泵才能將原油和天然氣輸送到地面。壓力條件地層壓力對管柱的設(shè)計至關(guān)重要，高壓地層需要使用更高強度的材料才能承受壓力。壓力條件也決定了生產(chǎn)方法和設(shè)備的選擇，例如，高壓油井可能需要采用特殊的防砂技術(shù)來保護油井不被砂粒堵塞。2.3油氣藏特性儲層巖性儲層巖性包括巖石類型、孔隙度、滲透率、孔隙結(jié)構(gòu)等，這些因素影響著油氣儲集能力。儲層壓力儲層壓力決定了油氣開采的難度，高壓儲層可能導(dǎo)致井噴風(fēng)險，而低壓儲層則需要采取人工增壓措施。油氣產(chǎn)量油氣產(chǎn)量受儲層厚度、孔隙度、滲透率和原油性質(zhì)等因素影響，決定著油氣田的開采價值。2.4流體性質(zhì)和腐蝕性1原油性質(zhì)原油的密度、粘度、含水量和含硫量等性質(zhì)影響管柱材料的選擇和防腐蝕措施。2油氣藏壓力高壓油氣藏會增加管柱的受力程度，要求使用高強度材料和防腐蝕技術(shù)。3腐蝕環(huán)境含硫化氫、二氧化碳等腐蝕性物質(zhì)的油氣藏，需要選擇抗腐蝕性能強的管柱材料和防腐蝕措施。3.管柱材料的選擇11.鋼管鋼管是生產(chǎn)管柱中最常用的材料，具有強度高、耐腐蝕性好、價格低廉等優(yōu)點。常見規(guī)格包括J55、K55、N80等。22.合金鋼管在高溫高壓或腐蝕性強的油氣田，需要使用合金鋼管，以提高其耐高溫、耐腐蝕和抗壓強度。常見合金元素包括鉻、鉬、鎳等。33.非金屬管材隨著技術(shù)的進步，非金屬管材如玻璃鋼、聚乙烯等也開始應(yīng)用于生產(chǎn)管柱，具有重量輕、耐腐蝕性強、施工方便等優(yōu)點。3.1鋼管耐用性鋼管具有較高的強度和韌性，能承受高壓和腐蝕環(huán)境。經(jīng)濟性鋼管價格相對低廉，是生產(chǎn)管柱的主要材料?？杉庸ば凿摴芤子诩庸ず秃附?，方便進行管柱的組裝和連接。3.2合金鋼管高強度和耐腐蝕性合金鋼管具有更高的強度和耐腐蝕性，適用于高壓、高溫和高腐蝕性環(huán)境。良好的耐磨性和抗疲勞性合金鋼管的耐磨性和抗疲勞性優(yōu)于普通鋼管，可以延長使用壽命。應(yīng)用場景合金鋼管主要用于深井和高產(chǎn)油氣井，以及存在高腐蝕性流體的生產(chǎn)管柱。3.3非金屬管材玻璃鋼管材玻璃鋼管材，耐腐蝕性強，重量輕，安裝方便。適用于輸送酸性或堿性油氣，以及含硫化氫的油氣。塑料管材塑料管材，成本低，易于加工，但耐溫性和耐壓性較差，主要用于低壓輸送。管柱的安裝工藝裸眼井裸眼井直接將生產(chǎn)管柱放入井筒，簡單直接，但易受地層傷害和砂石堵塞影響。套管井套管井先安裝套管，再將生產(chǎn)管柱放入套管內(nèi)，可有效防止地層傷害和砂石堵塞，提高油氣產(chǎn)量。水平井水平井生產(chǎn)管柱安裝難度更大，需要利用特殊工具和技術(shù)進行安裝，以保證管柱的穩(wěn)定和安全。4.1裸眼井井壁未套管裸眼井指井壁未安裝套管，直接開采地層中的油氣資源。開采風(fēng)險高裸眼井易發(fā)生井壁坍塌、油氣層垮塌等問題，增加生產(chǎn)安全風(fēng)險。成本低廉裸眼井施工簡便，成本較低，適用于初期勘探和開發(fā)階段。應(yīng)用范圍窄裸眼井主要用于地質(zhì)條件簡單、油氣層穩(wěn)固的油氣田。4.2套管井11.套管下入套管下入是施工的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，需要確保套管順利到達井底，并與井口連接。22.套管水泥固井水泥固井是將套管與井壁之間空間灌注水泥漿，形成密封，防止油氣層竄流，提高生產(chǎn)效率。33.套管井的優(yōu)勢套管井可以有效防止地層坍塌，穩(wěn)定井壁，延長井筒壽命，提高生產(chǎn)效率。44.注意事項套管井施工需要嚴格控制參數(shù)，防止套管損壞，確保井筒的穩(wěn)定和安全生產(chǎn)。4.3水平井水平井的特點水平井是指井眼沿水平方向延伸的油氣井。它可以有效地增加井筒與油氣層接觸面積，提高采收率。水平井的安裝水平井的安裝過程更復(fù)雜，需要特殊的鉆井技術(shù)和設(shè)備。例如，需要使用水平井鉆頭和導(dǎo)向系統(tǒng)。5.防砂技術(shù)的應(yīng)用機械分離法機械分離法主要利用篩網(wǎng)或其他過濾裝置，將砂粒從油氣流中分離出來?；瘜W(xué)防砂法化學(xué)防砂法是指利用化學(xué)藥劑改變砂粒的性質(zhì)，使其不易進入油氣井，從而達到防砂的目的。電磁防砂法電磁防砂法是利用電磁場作用，將砂粒從油氣流中分離出來。5.1機械分離法篩網(wǎng)篩網(wǎng)用于攔截砂粒，防止進入油氣井。鉆頭鉆頭可用于清理井筒中的砂子。泵泵可用于將砂子從井筒中抽出。5.2化學(xué)防砂法化學(xué)方法利用化學(xué)物質(zhì)改變砂粒性質(zhì)，降低砂粒流動性應(yīng)用范圍高含砂率砂粒細小油井產(chǎn)量低常見技術(shù)聚合物封砂樹脂封砂微球封砂5.3電磁防砂法電磁場原理利用電磁場來控制和阻擋砂粒的運動，從而防止砂粒進入油井和管路。磁場強度和頻率電磁場的強度和頻率可以根據(jù)砂粒的大小和密度進行調(diào)整，以實現(xiàn)最佳的防砂效果。應(yīng)用范圍電磁防砂法適用于高含砂率的油井，尤其是在難以應(yīng)用其他防砂方法的情況下。6.防砂措施的監(jiān)測和維護定期檢查定期檢查防砂裝置的運行情況，確保裝置正常工作。檢查內(nèi)容包括：防砂裝置的壓力、流量、溫度、振動等參數(shù)，以及裝置是否存在損壞、泄漏等情況。及時清洗定期清洗防砂裝置，防止裝置堵塞，影響正常運行。清洗方法包括：機械清洗、化學(xué)清洗等，具體方法應(yīng)根據(jù)防砂裝置的類型和使用環(huán)境選擇。6.1定期檢查定期維護定期檢查有助于及時發(fā)現(xiàn)潛在問題，避免嚴重故障的發(fā)生。壓力監(jiān)測定期監(jiān)測管柱壓力和流量，了解生產(chǎn)狀況，及時調(diào)整生產(chǎn)方案。管道完整性使用先進技術(shù)，如管道內(nèi)窺鏡，評估管柱的完整性，確保安全生產(chǎn)。6.2及時清洗11.定期清洗定期清洗可以去除管路中積累的砂礫、油泥和其他雜質(zhì)，防止堵塞和腐蝕。22.清洗方法清洗方法應(yīng)根據(jù)管路材質(zhì)、油氣性質(zhì)和污染程度選擇，常見的清洗方法包括化學(xué)清洗、機械清洗和高壓水射流清洗。33.清洗頻率清洗頻率取決于油氣田的生產(chǎn)狀況，一般建議每年至少清洗一次。44.清洗記錄每次清洗后應(yīng)做好記錄，包括清洗時間、方法、清洗劑種類和清洗效果等。6.3管路完整性評估定期檢查檢查管路是否存在腐蝕、磨損、裂紋或其他缺陷。壓力測試通過加壓測試，評估管路承受壓力能力。聲發(fā)射檢測利用聲發(fā)射技術(shù)，監(jiān)測管路是否存在微小的裂紋或缺陷。管線探