姜 濤，侯洪濤，滕學偉，李積祥，段志剛

（中國石化勝利油田分公司樁西采油廠，山東東營 257237）

機械防砂主要包括壓裂（充填）防砂[1-4]、濾砂管防砂[5，6]，是勝利油田疏松砂巖油藏油井主要的防砂方式之一。面對低油價的新形勢，采用壓裂防砂或充填防砂費用高，經(jīng)濟效益差。濾砂管防砂由于投入費用低、防砂效果好，得到越來越多的應用。采用常規(guī)樹脂濾砂管防砂是其中的濾砂管防砂之一，在高泥質大斜度井逐步成熟推廣。在應用過程中，主要存在以下三個問題：一是部分樹脂濾砂管無外保護套，濾砂管在大斜度井下入過程中易破損，導致防砂失效；二是部分井防砂后產(chǎn)液量低，無法滿足提液要求，分析認為由于儲層泥質含量高，部分樹脂濾砂管采用側流孔外保護套，其滲流面積小，導致泥質堵塞外保護套；三是樹脂濾砂管防砂失效的井，解剖濾砂管本體受不規(guī)則的擠壓導致變形，地層砂大量進入濾砂管內，導致防砂失效。有必要研制一種高效安全防砂濾砂管，增強濾砂管的滲流能力，滿足油藏需要的產(chǎn)液量，在部分濾砂管受擠壓變形情況下不影響防砂效果，不會造成防砂失效，延長防砂的有效期。

1 技術分析

1.1 結構設計

高效安全防砂濾砂管由上接頭、防砂層基管、內安全防砂過濾網(wǎng)、外過濾層、內過濾層、內封隔管、外保護套等組成（見圖1）。

圖1 高效安全防砂濾砂管結構示意圖

上接頭與防砂層基管螺紋連接，防砂層基管上部為盲管，下部均勻螺旋布有圓形打孔孔眼，防砂層基管的下部外邊包覆由0.3～0.6 mm 石英砂和酚醛樹脂按比例固結形成的外過濾層和0.4～0.8 mm 石英砂和酚醛樹脂按比例固結形成的內過濾層組成的復合過濾層。復合過濾層外邊套有均勻螺旋布有圓形打孔孔眼的外保護套。外保護套兩端與防砂層基管的兩端焊接。防砂層基管內側由內安全防砂過濾網(wǎng)和內封隔管組成內安全防砂過濾結構。內封隔管與防砂層基管螺紋連接，內封隔管上部螺旋布有圓形孔眼，下部為盲管。孔眼外邊包覆兩層由不銹鋼構成的內安全防砂過濾網(wǎng)。內安全防砂過濾結構兩端與防砂層基管螺紋連接。

1.2 制備方法

在油管短節(jié)下部螺旋布有圓形孔眼。油管兩端均有內螺紋、外螺紋。將帶有打孔孔眼的油管短節(jié)裝入特制模具中，分別將0.3～0.6 mm 石英砂和酚醛樹脂按質量份（15～28）：1 比例均勻混合、0.4～0.8 mm 石英砂和酚醛樹脂按質量份（12～20）：1 比例均勻混合，裝入特制模具中，固化成型外過濾層和內過濾層，脫模后取出，形成滲透性較強的復合過濾層。將外徑小的油管短節(jié)上端螺旋布有圓形孔眼?？籽弁膺叞矁蓪硬讳P鋼構成的安全防砂過濾網(wǎng)。內安全防砂過濾結構兩端與防砂層基管螺紋連接。將螺旋分布圓形孔眼的外保護套套在濾體上，外保護套兩端與防砂層基管的兩端焊接。

1.3 工作原理

高效安全防砂濾砂管通過地面工具預制加工，防砂時將濾砂管連接好，配套使用絲堵、倒扣接頭、扶正器、封隔器等工具，利用油管將濾砂管下至油層射孔部位，要求上下覆蓋油層1.5～2.5 m。通過投球、油管打壓，封隔器實現(xiàn)座封、丟手，達到懸掛濾砂管防砂的目的。油井開井生產(chǎn)時，流體經(jīng)過外保護套、外過濾層、內過濾層、防砂層基管的孔眼后，通過兩層不銹鋼金屬網(wǎng)進入上部帶有圓形孔眼的內封隔管。實現(xiàn)高效安全防砂。

1.4 技術參數(shù)

（1）外過濾層、內過濾層擋砂精度≥0.07 mm 地層砂粒，內安全防砂過濾網(wǎng)擋砂精度≥0.15 mm 地層砂粒。

（2）對于139.7 mm 套管，基管外徑73 mm，內封隔管外徑48 mm，外保護套最大外徑108 mm，對于177.8 mm套管，基管外徑89 mm，內封隔管外徑60.3 mm，外保護套最大外徑133 mm。

（3）擋砂精度可根據(jù)地層出砂的粒徑適當調整。

2 濾砂管優(yōu)點

相較于現(xiàn)有技術，本次研制的高效安全防砂濾砂管具有以下優(yōu)點：

（1）濾砂管外保護套上設有圓形的打孔孔眼，與帶有側流孔眼的外保套相比，滲流面積大，液流阻力小，滲透性強。此外，外保護套的抗拉、抗扭、抗擠強度高，能夠有效保護過濾層。

（2）復合過濾層由0.3～0.6 mm 石英砂和酚醛樹脂按質量份（15～28）：1 比例固結形成的外過濾層和0.4～0.8 mm 石英砂和酚醛樹脂按質量份（12～20）：1 比例固結形成的內過濾層組成。流體在經(jīng)過外過濾層后，進入內過濾層時流速不會降低，提高了滲流能力。

（3）增加了內安全防砂過濾結構。流體經(jīng)過外保護套、外過濾層、內過濾層、防砂層基管的孔眼后，通過兩層不銹鋼金屬網(wǎng)進入上部帶有圓形孔眼的內封隔管。內封隔管上部帶有孔眼，下部為盲管；防砂層基管上部為盲管，下部帶有孔眼。當因油層局部出液不均勻造成過濾層穿孔或有裂紋時，地層砂進入內封隔管與防砂層基管的環(huán)空，并不會造成整個防砂工藝的失效，實現(xiàn)了高效安全防砂，延長了防砂有效期。

3 現(xiàn)場應用情況

2020 年以來，該濾砂管在樁西采油廠共應用16井次，有效15 井次，防砂成功率93.8%。措施后平均單井日產(chǎn)液34.8 m3，與充填防砂相比，增液幅度10.6%，單井節(jié)約費用14 萬元。

4 結論

（1）高效安全防砂濾砂管針對常規(guī)樹脂濾下井易破損、防砂后易堵塞、防砂有效期短的問題，改進了原有濾砂管的結構，濾砂管外保護套設有圓形打孔孔眼，采用兩種規(guī)格石英砂和酚醛樹脂按照一定比例膠結構成復合過濾層，增加內安全防砂過濾結構，實現(xiàn)了高效安全防砂。

（2）現(xiàn)場應用表明，新型防砂濾砂管提高了油井的產(chǎn)液量，降低了作業(yè)費用，具有較好的推廣應用前景。