氣田水平井防砂篩管類(lèi)型優(yōu)選與精度優(yōu)化試驗(yàn)

董長(zhǎng)銀，崔明月，彭建峰，王 鵬，蔣衛(wèi)東，張東峰，張清華，付金杰

（1.中國(guó)石油大學(xué)石油工程學(xué)院，山東青島266580；2.中國(guó)石油勘探開(kāi)發(fā)研究院廊坊分院，河北廊坊065007；3.中海石油（中國(guó)）有限公司湛江分公司，廣東湛江524000；4.中法渤海地質(zhì)服務(wù)有限公司，廣東湛江524000）

氣田水平井防砂篩管類(lèi)型優(yōu)選與精度優(yōu)化試驗(yàn)

董長(zhǎng)銀1，崔明月2，彭建峰3，王 鵬2，蔣衛(wèi)東2，張東峰4，張清華1，付金杰1

（1.中國(guó)石油大學(xué)石油工程學(xué)院，山東青島266580；2.中國(guó)石油勘探開(kāi)發(fā)研究院廊坊分院，河北廊坊065007；3.中海石油（中國(guó)）有限公司湛江分公司，廣東湛江524000；4.中法渤海地質(zhì)服務(wù)有限公司，廣東湛江524000）

機(jī)械防砂篩管是疏松砂巖氣藏防砂完井管柱的關(guān)鍵組成部分，其總體結(jié)構(gòu)和擋砂介質(zhì)性能決定了擋砂效果和氣井防砂后產(chǎn)能以及總體服務(wù)期限。南海X氣田為疏松砂巖易出砂氣藏，為選擇合適的水平井二次防砂機(jī)械篩管類(lèi)型并優(yōu)化擋砂精度，使用自行研制開(kāi)發(fā)的擋砂介質(zhì)性能評(píng)價(jià)徑向流驅(qū)替試驗(yàn)裝置，模擬該氣田地層砂和生產(chǎn)條件，對(duì)單層網(wǎng)布復(fù)合篩管、雙層網(wǎng)布復(fù)合篩管、復(fù)合繞絲篩管、多層精密篩管、孔網(wǎng)復(fù)合篩管等5種類(lèi)型的篩管樣品進(jìn)行了綜合性能評(píng)價(jià)試驗(yàn)；根據(jù)動(dòng)態(tài)試驗(yàn)數(shù)據(jù)，提出篩管的流通性能、擋砂性能及其評(píng)價(jià)指標(biāo)的計(jì)算方法，系統(tǒng)地評(píng)價(jià)5種篩管的各單項(xiàng)性能和綜合性能，并得到具體的量化評(píng)價(jià)指標(biāo)。為優(yōu)化擋砂精度，使用從0.08～0.18 mm的5種不同精度的雙層網(wǎng)布復(fù)合篩管分別阻擋粒度中值0.08 mm的模擬地層，測(cè)試與評(píng)價(jià)各精度篩管的綜合防砂性能。結(jié)果表明，對(duì)于南海X氣田不產(chǎn)水粉細(xì)砂氣藏水平井，雙層網(wǎng)布繞絲篩管和精密篩管的流通性能、擋砂性能等綜合指標(biāo)較高，依次推薦為氣田二次防砂最佳篩管類(lèi)型；最終推薦該氣田二次防砂擋砂精度為0.1～0.12 mm。

防砂篩管；性能評(píng)價(jià)；流通性能；擋砂性能；驅(qū)替試驗(yàn)；擋砂精度；氣井防砂

南海西部X氣田是典型的疏松砂巖氣藏，水平井單井產(chǎn)量較高，正常生產(chǎn)過(guò)程中嚴(yán)重出砂。早期采用水平井裸眼篩管防砂完井，目前出現(xiàn)篩管腐蝕損壞導(dǎo)致的二次出砂問(wèn)題，面臨二次防砂。無(wú)論對(duì)于獨(dú)立機(jī)械篩管二次防砂還是礫石充填類(lèi)二次防砂工藝，機(jī)械防砂篩管都是水平井井下防砂管柱的關(guān)鍵組成部分，其主要作用是保證地層流體暢流入井［1］同時(shí)阻擋地層產(chǎn)出砂進(jìn)入井筒，這就要求機(jī)械篩管具有良好的擋砂效果和滲透性。目前的防砂篩管產(chǎn)品繁多，擋砂介質(zhì)結(jié)構(gòu)和材料各異；雖然潔凈的篩管的滲透率都比較高，但防砂后投產(chǎn)一段時(shí)間被地層砂堵塞后的滲透性表現(xiàn)取決于篩管的抗堵塞性能和流通性。機(jī)械篩管的類(lèi)型和性能決定了擋砂效果和油井防砂后產(chǎn)能以及總體服務(wù)期限。針對(duì)X氣田的海上高產(chǎn)特點(diǎn)，要求防砂管柱防砂效果好、對(duì)產(chǎn)量影響小、有效期長(zhǎng)，機(jī)械篩管類(lèi)型的合理選擇和擋砂精度優(yōu)化是二次防砂決策的一個(gè)核心問(wèn)題。利用試驗(yàn)手段對(duì)篩管進(jìn)行性能檢測(cè)與評(píng)價(jià)對(duì)比是針對(duì)特定油氣藏選擇合適篩管類(lèi)型的主要技術(shù)手段之一。目前的篩管性能評(píng)價(jià)試驗(yàn)主要存在如下幾個(gè)問(wèn)題，一是主要進(jìn)行篩管的擋砂性能測(cè)試，對(duì)于生產(chǎn)過(guò)程中的流通性能和抗堵塞性未作評(píng)價(jià)［2-7］；二是大多采用了預(yù)充填方式形成穩(wěn)定橋架后再用流體驅(qū)替，不能模擬實(shí)際油氣井出砂情況［5-8］；三是主要根據(jù)試驗(yàn)流量和壓力動(dòng)態(tài)定性評(píng)價(jià)篩管性能，在基于試驗(yàn)數(shù)據(jù)的定量評(píng)價(jià)指標(biāo)及方法體系方面幾乎空白，未形成規(guī)范的性能評(píng)價(jià)方法體系［2-11］。X氣田目前可供使用的機(jī)械防砂篩管共有5種，分別為單層網(wǎng)布復(fù)合篩管、雙層網(wǎng)布復(fù)合篩管、復(fù)合繞絲篩管、多層精密篩管和孔網(wǎng)復(fù)合篩管。筆者針對(duì)上述問(wèn)題，使用自行研制開(kāi)發(fā)的擋砂介質(zhì)性能評(píng)價(jià)徑向流驅(qū)替試驗(yàn)裝置，對(duì)上述5種類(lèi)型的篩管樣品進(jìn)行性能評(píng)價(jià)試驗(yàn)，為X氣田水平井二次防砂優(yōu)選合適的篩管類(lèi)型；并對(duì)優(yōu)選的篩管類(lèi)型進(jìn)行不同精度的防砂效果評(píng)價(jià)試驗(yàn)，優(yōu)化擋砂精度。

1 試驗(yàn)原理與條件

1.1 試驗(yàn)裝置與試驗(yàn)原理

本次試驗(yàn)使用擋砂介質(zhì)性能評(píng)價(jià)徑向流驅(qū)替試驗(yàn)裝置，由主體裝置、混砂器、濾砂器、空氣壓縮機(jī)、流量與壓差傳感器、數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)及其他附件組成，如圖1所示。

圖1 擋砂介質(zhì)性能評(píng)價(jià)試驗(yàn)裝置Fig.1 Experiment installation for screen test and evaluation

圖2 篩管測(cè)試主體裝置示意圖Fig.2 Diagrammatic sketch of screen test apparatus

徑向流驅(qū)替主體裝置示意圖如圖2所示。將篩管短節(jié)放置于主體容器中，上下端面密封，流體攜帶地層砂從模擬套管射孔孔眼的入流口徑向流入并沖擊驅(qū)替篩管，流體攜帶的地層砂直接使用目標(biāo)儲(chǔ)層的地層砂，以穩(wěn)定的含砂率長(zhǎng)時(shí)間驅(qū)替，同時(shí)測(cè)量擋砂篩管短節(jié)管壁內(nèi)外兩側(cè)的驅(qū)替流量和壓差（通過(guò)如圖2所示的對(duì)稱(chēng)4對(duì)差壓傳感器實(shí)現(xiàn)）以及過(guò)砂量和最大過(guò)砂粒徑；驅(qū)替過(guò)程中篩管短節(jié)會(huì)阻擋地層砂通過(guò)，起到擋砂作用；同時(shí)流體攜帶的地層砂會(huì)逐步堵塞篩管，阻力增大，壓差和流量會(huì)發(fā)生變化。

通過(guò)測(cè)量篩管壁內(nèi)外兩側(cè)壓差，可計(jì)算篩管整體滲透性的變化：

式中，μ為試驗(yàn)用流體的黏度，Pa·s；h為試驗(yàn)篩管短節(jié)的有效滲濾長(zhǎng)度，m；ro為試驗(yàn)篩管短節(jié)外半徑，m；ri為試驗(yàn)篩管短節(jié)內(nèi)半徑，m；qi為第i時(shí)刻通過(guò)篩管的流量，m3/s；Δpi為第i時(shí)刻篩管內(nèi)外兩側(cè)壓差，為4個(gè)差壓傳感器測(cè)量值的平均值，Pa；ksi為第i時(shí)刻篩管短節(jié)的滲透率，μm2。

1.2 試驗(yàn)方法與試驗(yàn)材料

對(duì)于同一氣藏進(jìn)行不同類(lèi)型篩管性能對(duì)比評(píng)價(jià)試驗(yàn)，為了使試驗(yàn)結(jié)果有可對(duì)比性，試驗(yàn)時(shí)使用的流體黏度、初始流量、含砂體積分?jǐn)?shù)和地層砂應(yīng)保持一致，各種篩管標(biāo)稱(chēng)擋砂精度也必須相同。實(shí)時(shí)觀察流量、壓力隨時(shí)間的變化，當(dāng)流量、壓力長(zhǎng)時(shí)間（一般為10 min）內(nèi)幾乎保持不變時(shí)，說(shuō)明篩管的堵塞已經(jīng)達(dá)到平衡狀態(tài)，此時(shí)可結(jié)束試驗(yàn)。

本次試驗(yàn)在室溫條件下實(shí)施，溫度大約25℃。裝置出口壓力為大氣壓（0.101 MPa），入口壓力及壓差取決于試驗(yàn)排量和篩管堵塞程度以及流動(dòng)阻力。

X氣田不產(chǎn)水，試驗(yàn)驅(qū)替流體采用空氣；儲(chǔ)層巖性為粉細(xì)砂巖，粒度中值約為0.08 mm，根據(jù)地層砂篩析曲線粒度分布特征復(fù)配模擬地層砂，最大粒徑0.18 mm，最小粒徑為粉狀，均勻系數(shù)3.56；提供的篩管樣品共5種，樣品短節(jié)長(zhǎng)度245 mm，有效滲濾長(zhǎng)度212 mm。篩管樣品信息見(jiàn)表1。

表1 試驗(yàn)篩管短節(jié)樣品Table 1 Samples of screen joint for test

1.3 篩管性能及其評(píng)價(jià)對(duì)比方法

性能優(yōu)良的防砂篩管除了具有良好的擋砂性能，而且在整個(gè)生產(chǎn)過(guò)程中需要不易被堵塞，保持良好的總體滲透性以保持氣井產(chǎn)量。為了對(duì)比不同篩管的綜合性能，提出使用擋砂性能和流通性能評(píng)價(jià)篩管的綜合性能，相應(yīng)的性能評(píng)價(jià)指標(biāo)通過(guò)試驗(yàn)測(cè)試數(shù)據(jù)計(jì)算得到。

（1）擋砂性能指標(biāo)計(jì)算方法。篩管擋砂性能表征篩管阻擋地層砂的能力，使用試驗(yàn)過(guò)程中測(cè)量到的通過(guò)篩管的地層砂量表示。為了便于不同試驗(yàn)條件下的橫向?qū)Ρ龋紫忍岢觥皹O限過(guò)砂率”的概念，即驅(qū)替試驗(yàn)使用的地層砂中粒徑小于試驗(yàn)篩管標(biāo)稱(chēng)精度的砂質(zhì)量占總質(zhì)量的百分比。在此基礎(chǔ)上，提出無(wú)量綱篩管擋砂性能評(píng)價(jià)指標(biāo)為

式中，Vt為試驗(yàn)中所使用地層砂的總質(zhì)量，g；Vs為試驗(yàn)中通過(guò)篩管的地層砂總質(zhì)量，g；R為極限過(guò)砂率；Sd為篩管擋砂性能評(píng)價(jià)指標(biāo)。

（2）流通性能指標(biāo)計(jì)算。篩管流通性能表征是整個(gè)生產(chǎn)過(guò)程中篩管允許流體通過(guò)的能力，使用綜合滲透率ks表征，使用篩管初始滲透率ks0與試驗(yàn)全過(guò)程平均滲透率ksa按照系數(shù)Xs（推薦取0.25）的加權(quán)平均計(jì)算得到：

在進(jìn)行多個(gè)篩管對(duì)比評(píng)價(jià)時(shí)，為了便于橫向?qū)Ρ炔⑴c其他無(wú)量綱指標(biāo)進(jìn)行加權(quán)計(jì)算，須將單個(gè)篩管的綜合滲透率轉(zhuǎn)換為無(wú)量綱流通性能指標(biāo)Sl，其計(jì)算公式為

式中，ks（j）為第j個(gè)篩管的綜合滲透率μm2；ksmax為全部篩管的綜合滲透率最大值，μm2；Sl（j）為第j個(gè)篩管的流通性能評(píng)價(jià)指標(biāo)。

（3）綜合性能指標(biāo)計(jì)算方法。根據(jù)流通性能指標(biāo)Sl、擋砂性能指標(biāo)Sd和抗堵塞性能指標(biāo)Sk的加權(quán)平均計(jì)算綜合指標(biāo)為

式中，Wl為篩管流通性能評(píng)價(jià)權(quán)重系數(shù)，推薦取0.5；Wd為篩管擋砂性能評(píng)價(jià)權(quán)重系數(shù)，推薦取0.5；S為篩管防砂綜合性能指標(biāo)。

式中，Ymax和Ymin分別為人工限定的單項(xiàng)性能指標(biāo)的最大值和最小值，推薦分別取值0.95和0.65；Smax和Smin分別為多個(gè)篩管中某單項(xiàng)性能指標(biāo)的最大值和最小值；S（i）為原始計(jì)算得到的第i種篩管的單項(xiàng)性能指標(biāo)；S′（i）為勻整后的第i種篩管的單項(xiàng)性能指標(biāo)。

2 篩管評(píng)價(jià)與精度優(yōu)化試驗(yàn)結(jié)果分析

2.1 試驗(yàn)擋砂與堵塞過(guò)程

根據(jù)南海西部X氣田水平井單井產(chǎn)量和水平段長(zhǎng)度和試驗(yàn)篩管短節(jié)長(zhǎng)度，按照篩管外的氣體流速等效原則，測(cè)算得到對(duì)應(yīng)的試驗(yàn)驅(qū)替排量約為11～12 m3/h。按照上述試驗(yàn)方法分別使用壓縮空氣攜帶X氣田模擬地層砂驅(qū)替0.10、0.12和0.15 mm的5種篩管短節(jié)樣品，合計(jì)15次試驗(yàn)。驅(qū)替過(guò)程即為篩管擋砂和不斷被堵塞的過(guò)程。圖3為精度0.1 mm的孔網(wǎng)復(fù)合篩管和復(fù)合繞絲篩管試驗(yàn)完畢后的堵塞照片圖像，大量的的地層砂被阻擋在篩管外部。精度0.1 mm的5種篩管驅(qū)替試驗(yàn)測(cè)量得到的驅(qū)替流量和壓差隨時(shí)間的變化對(duì)比如圖4所示。試驗(yàn)開(kāi)始加砂后在流量基本保持穩(wěn)定的情況下，驅(qū)替壓差逐步升高，表明篩管開(kāi)始堵塞；到試驗(yàn)后期，驅(qū)替壓差基本不再變化，表示堵塞達(dá)到平衡狀態(tài)。

圖3 編號(hào)C和E的篩管試驗(yàn)后堵塞照片F(xiàn)ig.3 Photographs of plugged C and D screen after test

圖4 精度0.1 mm的5種試驗(yàn)篩管驅(qū)替流量和壓差對(duì)比Fig.4 Tested flowing rate and pressure differential varying with time of five screens with precision of 0.1 mm

圖5 為根據(jù)試驗(yàn)測(cè)試數(shù)據(jù)計(jì)算得到的5種篩管滲透率隨時(shí)間的變化關(guān)系，能夠直觀反映各篩管在試驗(yàn)過(guò)程中的堵塞情況，用于定量評(píng)價(jià)篩管總體流通性。在試驗(yàn)初期各篩管的初始滲透率不同，隨著地層砂驅(qū)替開(kāi)始，由于堵塞作用，篩管滲透率開(kāi)始下降，直到趨于穩(wěn)定。各種篩管滲透率下降的速度以及最終保持程度不同，體現(xiàn)其流通性能和抗堵塞性能差異。5種篩管由于構(gòu)造和介質(zhì)類(lèi)型不同，其被堵塞動(dòng)態(tài)差異明顯。編號(hào)B的雙層網(wǎng)布復(fù)合篩管在驅(qū)替初期滲透率下降相對(duì)較平緩，并且最終保持較高的滲透率，說(shuō)明其流通性和抗堵塞性較好；其余總體流通性從好到差排序依次為編號(hào)為A、D、C、E的單層網(wǎng)布復(fù)合篩管、多層精密篩管、復(fù)合繞絲篩管和孔網(wǎng)復(fù)合篩管。

圖5 精度0.1 mm的5種篩管滲透率隨時(shí)間變化對(duì)比Fig.5 Tested permeability varying with time of five screens with precision of 0.1 mm

2.2 不同篩管性能評(píng)價(jià)對(duì)比

圖6為試驗(yàn)測(cè)量得到精度0.1 mm的5種篩管的過(guò)砂率和最大過(guò)砂粒徑對(duì)比結(jié)果。過(guò)砂率越低、最大過(guò)砂粒徑越小表示篩管的擋砂性能越好。相同的標(biāo)稱(chēng)精度下，編號(hào)A、B、C、D、E的5種篩管樣品的過(guò)砂率分別為0.73%、0.11%、0.44%、0.2%和0.4%；編號(hào)B、D的雙層網(wǎng)布復(fù)合篩管和多層精密篩管由于為多層金屬濾網(wǎng)復(fù)合結(jié)構(gòu)，擋砂性能較好；5種篩管的實(shí)際最大過(guò)砂粒徑均小于標(biāo)稱(chēng)精度，全部合格。

圖6 5種試驗(yàn)篩管過(guò)砂率和最大過(guò)砂粒徑對(duì)比Fig.6 Sand-passed ratio and maximum sand size of tested five screens

使用試驗(yàn)數(shù)據(jù)和上述方法計(jì)算得到5種篩管的流通性能、擋砂性能指標(biāo)以及綜合性能指標(biāo)（3種精度試驗(yàn)結(jié)果的平均值）對(duì)比如圖7所示。

圖7 試驗(yàn)篩管單項(xiàng)及綜合評(píng)價(jià)指標(biāo)對(duì)比Fig.7 Individual performance index of tested screens

為了更直觀地評(píng)價(jià)每種篩管的單項(xiàng)性能指標(biāo)以及其均衡程度，將5種篩管的兩種單項(xiàng)指標(biāo)數(shù)據(jù)對(duì)比，如圖8所示，圖中數(shù)據(jù)點(diǎn)越靠近中心斜線以及右上角的篩管，表示單項(xiàng)性能指標(biāo)越高并且均衡性越好。根據(jù)圖8可知，編號(hào)為B和D的雙層網(wǎng)布復(fù)合篩管和多層精密篩管的擋砂性能和流通性能相對(duì)均衡并均比較高，推薦作為X氣田水平井二次防砂首選的機(jī)械防砂篩管類(lèi)型。

圖8 試驗(yàn)篩管單項(xiàng)性能指標(biāo)均衡性對(duì)比Fig.8 Comparison of performance equilibrium of tested screens

2.3 篩管精度優(yōu)化試驗(yàn)結(jié)果

X氣田地層砂粒度中值約為0.08 mm，按照傳統(tǒng)的擋砂精度設(shè)計(jì)方法（篩管精度選擇為地層砂粒度中值）可選擇精度0.08 mm左右，此種精度的篩管由于擋砂層孔喉結(jié)構(gòu)致密，滲透性低，對(duì)氣井產(chǎn)量影響較大。根據(jù)篩管性能評(píng)價(jià)優(yōu)選試驗(yàn)推薦結(jié)果，對(duì)不同擋砂精度的雙層網(wǎng)布復(fù)合篩管和多層精密篩管分別使用粒度中值0.08 mm的模擬地層砂進(jìn)行氣體擋砂驅(qū)替試驗(yàn)。試驗(yàn)測(cè)量?jī)煞N篩管5種精度對(duì)地層砂的擋砂效果并計(jì)算評(píng)價(jià)指標(biāo)，對(duì)比結(jié)果見(jiàn)圖9。

圖9 兩種篩管不同精度下的過(guò)砂率試驗(yàn)結(jié)果和防砂性能評(píng)價(jià)指標(biāo)Fig.9 Sand-passed ratio and comprehensive performance index of two screens with different precision

根據(jù)圖9的試驗(yàn)結(jié)果，隨著篩管擋砂精度的增大，過(guò)砂量越來(lái)越大。篩管精度越小，擋砂效果越好，但篩管滲透性也越低，對(duì)氣井產(chǎn)能影響越大。對(duì)于雙層網(wǎng)布復(fù)合篩管，當(dāng)篩管精度超過(guò)0.12 mm后，過(guò)砂量開(kāi)始明顯增大；對(duì)于多層精密篩管，篩管精度超過(guò)0.10 mm后，過(guò)砂量急劇增加。低于0.10 mm和高于0.12 mm的篩管精度的擋砂綜合指標(biāo)都降低，反映擋砂和流通性對(duì)綜合防砂效果的影響。對(duì)于X氣田粒度中值為0.08 mm的地層砂，推薦雙層網(wǎng)布復(fù)合篩管的擋砂精度為0.10～0.12 mm，推薦多層精密篩管的擋砂精度為0.10 mm。

3 結(jié) 論

（1）使用壓縮空氣驅(qū)替篩管樣品測(cè)試流量、壓差以及滲透率變化動(dòng)態(tài)反映篩管防砂投產(chǎn)后的擋砂與堵塞特征，使用流通性能、擋砂性能和抗堵塞性評(píng)價(jià)篩管綜合性能，并給出了計(jì)算方法。

（2）對(duì)于南海X氣田不產(chǎn)水粉細(xì)砂巖氣藏，雙層網(wǎng)布復(fù)合篩管和多層精密篩管的流通性能和擋砂性能等綜合指標(biāo)較高，依次推薦為X氣田二次防砂最佳篩管類(lèi)型。

（3）對(duì)于南海X氣田粒度中值為0.08 mm的地層砂，推薦雙層網(wǎng)布復(fù)合篩管的擋砂精度為0.1～0.12 mm，推薦多層精密篩管的擋砂精度為0.1 mm。

［1］ 董長(zhǎng)銀.油氣井防砂理論與技術(shù)［M］.東營(yíng)：中國(guó)石油大學(xué)出版社，2011.

［2］ 董長(zhǎng)銀.水平井防砂完井理論與技術(shù)［M］.北京：中國(guó)石化出版社，2012.

［3］ UNDERDOWN D R，DICKERSON R C，VAUGHAN W. The nominal sand-control screen：a critical evaluation of screen performance［J］.SPE Drilling&Completion，2001，16（4）：252-260.

［4］ HODGE R M，BURTON R C，CONSTIEN V，et al.An evaluation method for screen-only and gravel-pack completions［R］.SPE 73722，2002.

［5］ 陳宗毅，王偉章，陳陽(yáng)，等.防砂方法優(yōu)選模擬試驗(yàn)裝置［J］.石油礦場(chǎng)機(jī)械，2006，34（6）：8-10. CHEN Zongyi，WANG Weizhang，CHEN Yang，et al. An experimental apparatus for selecting sand control methods［J］.Oil Field Equipment，2006，34（6）：8-10.

［6］ 唐玉宏，譚顯忠，陳輝，等.優(yōu)質(zhì)篩管模擬試驗(yàn)裝置的研制與應(yīng)用［J］.石油礦場(chǎng)機(jī)械，2007，36（5）：83-85. TANG Yuhong，TAN Xianzhong，CHEN Hui，et al.Research&use of simulation test equipment for the mash screen［J］.Oil Field Equipment，2007，36（5）：83-85.

［7］ 朱春明，王希玲，鄧金根，等.防砂篩管性能評(píng)價(jià)實(shí)驗(yàn)方法的建立［J］.新疆石油天然氣，2011，7（4）：69-72. ZHU Chunming，WANG Xiling，DENG Jingen，et al.Establishment of the experimental evaluation methodology for property of sand control screen［J］.Xinjiang Oil&Gas，2011，7（4）：69-72.

［8］ 王曉彬，唐慶，牛艷花，等.水平井防砂篩管評(píng)價(jià)實(shí)驗(yàn)［J］.石油鉆采工藝，2011，33（5）：49-52. WANG Xiaobin，TANG Qing，NIU Yanhua，et al.Evaluation testing for sand control screen in horizontal wells［J］.Oil Drilling&Production Technology，2011，33（5）：49-52.

［9］ 施進(jìn)，李鵬，賈江鴻，等.篩網(wǎng)式濾砂管擋砂效果室內(nèi)試驗(yàn)［J］.石油鉆探技術(shù)，2013，41（3）：104-108. SHI Jin，LI Peng，JIA Jianghong，et al.Laboratory testing of sand control effect for mesh type screen［J］.Petroleum Drilling Techniques，2013，41（3）：104-108.

［10］ LEE J，AHN T，LEE J Y，et al.Laboratory test to evaluate the performance of sand control screens during hydrate dissociation process by depressurization［C］//Tenth ISOPE Ocean Mining and Gas Hydrates Symposium.International Society of Offshore and Polar Engineers，2013.

［11］ 匡韶華，石磊，于麗宏，等.防砂篩管測(cè)試技術(shù)現(xiàn)狀及發(fā)展探討［J］.石油礦場(chǎng)機(jī)械，2013，42（4）：83-88. KUANG Shaohua，SHI Lei，YU Lihong，et al.Discussion on state and development of testing methods for sand control screen［J］.Oil Field Equipment，2013，42（4）：83-88.

［12］ 董長(zhǎng)銀，賈碧霞，劉春苗，等.機(jī)械防砂篩管擋砂介質(zhì)堵塞機(jī)制及堵塞規(guī)律實(shí)驗(yàn)［J］.中國(guó)石油大學(xué)學(xué)報(bào)（自然科學(xué)版），2011，35（5）：82-88. DONG Changyin，JIA Bixia，LIU Chunmiao，et al. Blocking mechanism and blocking laws experiments of sand retention media in mechanical screens［J］.Journal of China University of Petroleum（Edition of Natural Science），2011，35（5）：82-88.

（編輯 李志芬）

Experimental study on selection of mechanical screens and sand retention precision design for horizontal wells in a gas field

DONG Changyin1，CUI Mingyue2，PENG Jianfeng3，WANG Peng2，JIANG Weidong2，ZHANG Dongfeng4，ZHANG Qinghua1，F(xiàn)U Jinjie1
（1.School of Petroleum Engineering in China University of Petroleum，Qingdao 266580，China；2.Langfang Branch of Exploration and Development Research Institute，PetroChina，Langfang 065007，China；3.CNOOC Zhanjiang Branch，Zhanjiang 524000，China；4.China France Bohai Geoservices Company Limited，Zhanjiang 524000，China）

Mechanical screen is a key component for downhole sand control in unconsolidated sandstone reservoirs，and its type and comprehensive characteristics have a great impact on sand retention capability，well productivity and service life.In order to select a proper screen type and optimize sand retention for X gas filed in South Sea with typical sandstone formation and severe sanding problem during production，various parameters，such as screen conductivity，sand retention capability and a corresponding evaluation index，can be used to characterize the screen's comprehensive sand control capability.A series of sand control experiments were conducted using an in-house experimental set up with sand samples from the field and under the production conditions.Six types of screens were tested，including a single-layer mesh compound screen，a two-lay-er mesh compound screen，a slotted linear screen，a wire-wrapped compound screen，a multi-layer mesh screen and a starhole metal cotton screen.The performance index of each screen tested was calculated based on the experimental results.It indicates that，to control the fine sands from the gas reservoir with no water production，the two-layer mesh compound screen and the multi-layer mesh screen are the bests for use，which exhibited a good performance for sand retention，flow deliverability and anti-plugging.To optimize the sand retention precision，the two-layer mesh compound screens with six different sand retention accuracy from 0.1 to 0.15 mm were tested using simulated formation sands with median size of 0.08 mm.The experimental results show that the optimum sand retention accuracy is 0.1-0.115 mm for X gas field.

sand control screens；characteristics evaluation；throughput capacity；sand retention ability；displacement experiment；sand retention accuracy；sand control in gas wells

TE 357.3

A

董長(zhǎng)銀，崔明月，彭建峰，等.氣田水平井防砂篩管類(lèi)型優(yōu)選與精度優(yōu)化試驗(yàn)［J］.中國(guó)石油大學(xué)學(xué)報(bào)（自然科學(xué)版），2015，39（6）：104-109.

DONG Changyin，CUI Mingyue，PENG Jianfeng，et al.Experimental study on selection of mechanical screens and sand retention precision design for horizontal wells in a gas field［J］.Journal of China University of Petroleum（Edition of Natural Science），2015，39（6）：104-109.

1673-5005（2015）06-0104-06

10.3969/j.issn.1673-5005.2015.06.014

2015-04-29

國(guó)家自然科學(xué)基金項(xiàng)目（51374226）

董長(zhǎng)銀（1976-），男，教授，博士，研究方向?yàn)椴捎凸こ獭⒂蜌饩郎巴昃碚撆c技術(shù)。E-mail：dongcy@upc.edu.cn。