地面计量流程中除砂器的应用研究

吴 迪 杨 柯 李 营 秦丽斌

（吉林油田公司试油测试公司，吉林 松原 138000）

除砂器是国外针对钻井技术开发出的重要工程工具，其尤其适用于地面射孔后出砂或地层加砂压裂后试产，对施工中产生的固相物，包括地层砂、岩屑等在内的各种岩层残片，从而保护精密的地面计量设备。如操作不当，则会造成滤网选择失当或泄压不彻底，造成设备和人员的破坏和损伤，从而影响正常计量工作。

一、除砂器的工作原理

以较常用的立式双翼除砂器为例，其本身由两个除砂罐组成，每个除砂罐内分别各有一个滤网，为可移动式，滤网的功能是用于清除砂子或固体颗粒。除砂作业时，井内油气流人除砂罐内的滤网中，油气通过滤网，体积大于网眼的砂粒和固体颗粒沉入滤网底部，小于滤网的固体颗粒因其密度比油气大，在钻井过程中与滤网发生不规则碰撞而落入滤网底。除砂器用于监控系统压力的仪表会根据除砂罐内的固体物填充情况提醒工作人员及时清理除砂罐。

在进行固体物排空时，涉及到除砂器的泄压。必须经过泄压，才能进行进一步的操作。即打开顶盖，再用除绞车去除装满固体物的滤网，再装入一个新的滤网备用。除砂器主要技术参数为：工作压力阈限10000psi，除砂罐容积44 L；滤网承受压差阈限为1500psi。

二、除砂器工作中常见问题及措施1.

滤网的选择

伴随钻井工作的进程，会产生不同大小、体积的固体颗粒，因此对滤网规格的选择十分重要。常用的有100目、200目等几种规格。在地面计量工作前，工作人员根据前期地质情况预先选好滤网的规格，滤网的缝隙过大，不能起到精细的除砂作用；滤网的缝隙小，则容易造成滤网堵塞。滤网的选择一般根据钻井录井资料、地层岩性资料来进行。对于压裂的地层，则要先考虑加入的砂粒的粒径。工作人员可在井口取井内流体样品，做流体内固相颗粒分析，结合地层情况一起来选择滤网的规格，对滤网的选择是十分有帮助的。

2.泄压操作

泄压是除砂器工作中的重要环节，关系到计量工作是否顺利。滤网填满固体颗粒后，暂时停用的除砂罐，在更换滤网前要先泄尽罐内压力。如果操作不当，没有先打开除砂罐底部的平衡阀，就打开泄压阀或打开泄压阀过快，则会造成滤网受到压力冲击而变形损坏。在具体操作时，首先要打开除砂罐底部的平衡阀，平衡罐体上部与底部的压力，再打开泄压阀进行泄压。由于滤网本身具有一定的节流作用，所以底部的泄压阀通常不能排净除砂罐内的压力。在具体操作时，一般在除砂罐顶盖上增加一个泄压阀和一个压力表，可以保证较好的泄压效果。

三、除砂器在实际钻井地面测量中的应用

以国内某油田实际在油井地面测量工作为例。在测量工作开始前，根据该油井的岩层特性，技术人员选择了500目的滤网装入除砂罐中。在测量工作开始1.5小时后，除砂器压差系统显示除砂罐进口管线内压73MPa，除砂罐出口管线内压力75MPa。工作人员更换滤网时，经检查砂粒直径3-7mm，最大15mm。根据外界环境温度，由于外界温度较低，出现除砂罐内压力未泄尽而发生安全事故后，在除砂罐顶盖上增加了一个泄压阀和一个压力表，保证了地面计量工作顺利和安全的进行。在进行油井试产测试期间，发现同一个出油嘴在2-3小时内油气产量浮动较大，经检查后工作人员更换滤网，保持进口管线中的压力大于出口管线中的压力5MPa就时及时更换滤网，起到了稳定油气计量产量的效果。

一般来讲，在地面计量流程中使用除砂器时，对滤网规格的选择、泄压操作和更换除砂罐内滤网是钻井地面测量工作的基础工作。只有保证除砂器的正常工作，才能保证地面计量工作的顺利进行，才能够取得合格的测试结果，为后续钻井工作的开展提供了数据保障。

本次测试得到较为详细的资料：压差系统泵注排量显示4立方米/min，摩阻系数0.51MPa/100，延伸压力梯度 0.0216mPa/m，闭合压力为74.2MPa，闭合压力梯度为0.016602 MPa/m，液体效率为36.7%，综合评定滤失系数较小，造缝效率高。停泵后压降测试从16比17至17比48，井口压力由33.5MPa降至27 MPa，汞柱下降速度较慢。数据显示地层物性差，在压裂净压力拟合结果表明，在目的层段形成了一支撑裂缝半长245m、高度大约为22.3m的人裂缝，达到了设计的泵注排量4立方米/min、加砂17立方米、液量175.6立方米，期望在压裂目的层造出一高20m、长240 m的设计目标，建立了深穿透、高导流的人工裂缝。压裂前后井温测试及试油验窜结果表明，井筒内缝口裂缝高度在4410.0～4450.0 m，缝高29 m，表明本井此次采取的控制缝高的措施比较成功，达到了针对岩层情况实施钻井。本井压裂前日产0.36立方米，压后抽汲求产日产油7.01立方米，下电泵日产油16立方米，增产效果显著。

通过本文的阐述，可以对除砂器在钻井工作中的应用有初步的了解和认识。其中，通过对除砂器内部压力的监控，使得技术人员对钻井裂缝高度进行了有效地的控制，这是水力压裂成功的一个重要因素。从压裂前后井温测井等操作形成的资料表明，裂缝高度控制取得了圆满成功。文中钻井工作实例中压裂改造的成功，是针对地层特点进行精细设计及现场质量控制的基础上实现的。

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