防砂

防砂壩是建在泥石流形成區(qū)或形成-流通區(qū)溝谷內(nèi)的一種橫斷溝床的人工建筑物，是防治泥石流最具重要性和有效性的工程建筑物之一。其主要的功能在于攔蓄河道泥沙、調(diào)節(jié)泥沙輸送、防止侵蝕、控制流心及抑止土石流等。我國興建了超過數(shù)千座的防砂壩，但這些防砂壩的攔砂壽命通常都很短，當大量的砂石被防砂壩攔阻后，防砂壩將漸漸淤滿，最后無法繼續(xù)攔砂，只好在下游繼續(xù)建新的防砂壩，最后使得山區(qū)到處都建滿了防砂壩。加上過去的工程建設(shè)過于注重安全性與實用性，忽略了對生態(tài)環(huán)境所造成的沖擊，大大破壞了原本的自然環(huán)境。近年來，由于生態(tài)保育的觀念提升，國內(nèi)外都有壩體改善或拆除工程的研究，例如：美國為了保護瀕臨絕種生物及恢復河流環(huán)境或其他種種原因，而開始壩體移除的行動，為全球最早開始進行壩體移除的國家；在法國也先后為了恢復鮭魚的棲地進行了壩體移除；日本則是凍結(jié)許多水壩建設(shè)計劃，面臨計劃終止的水庫就有 92 座。

防砂完井選擇方法

1．經(jīng)驗分析方法

目前采用經(jīng)驗方法對具體井進行防砂方法選擇仍占主導地位，綜合分析油藏地質(zhì)、生產(chǎn)、完井等因素，借鑒實驗研究成果及油田多年防砂完井實踐經(jīng)驗，形成了比較完善的防砂方法選擇體系。該方法實施起來比較簡單易行，成功的關(guān)鍵取決于工程技術(shù)人員豐富的現(xiàn)場經(jīng)驗。

2．防砂方法評價模型

1)綜合模糊評判

對現(xiàn)有的各種防砂方法的適應(yīng)性進行歸納分析，建立防砂方法適應(yīng)條件知識數(shù)據(jù)庫，作為綜合模糊評判模型的基本依據(jù)。根據(jù)專家經(jīng)驗和實踐經(jīng)驗，建立各因素的權(quán)重系數(shù)數(shù)據(jù)庫，表達各因素在防砂方法優(yōu)選中的重要程度。引入隸屬系數(shù)和隸屬度計算各防砂方法對井的適應(yīng)性，最后可得到各種防砂方法的評判因子，根據(jù)評判因子優(yōu)詵出防砂方法。

技術(shù)評判指標的計算步驟：

①讀取選定井對應(yīng)于全部因素的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，利用隸屬函數(shù)計算具體井數(shù)對各個因素的全部模糊集合的隸屬度；

②讀取防砂方法適應(yīng)條件知識數(shù)據(jù)庫，獲取全部防砂工藝對全部因素的適應(yīng)模糊的標識；

③利用隸屬函數(shù)計算給定井的數(shù)據(jù)對各適應(yīng)模糊集合的隸屬度；

④考慮各因素的權(quán)重系數(shù)計算綜合評判指標。綜合評判指標中，評判系數(shù)越大表示對應(yīng)的防砂方法對給定的井技術(shù)上越可行。選出前若干種評判系數(shù)較大的防砂方法后可以繼續(xù)對其進行相對經(jīng)濟對比，從而優(yōu)選出技術(shù)上和經(jīng)濟上都最優(yōu)的防砂方法?！?/p>

2)人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)

目前應(yīng)用最廣泛的人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)是反向傳播(B-P)網(wǎng)絡(luò)，利用若干防砂方法選擇正確范例作為樣本輸入網(wǎng)絡(luò)，對網(wǎng)絡(luò)進行學習訓練，訓練結(jié)果保存在各結(jié)點的權(quán)系數(shù)和閾值上。向網(wǎng)絡(luò)輸入待識別的防砂井的基本參數(shù)進行識別計算，輸出向量中最大元素對應(yīng)的防砂方法應(yīng)該是最優(yōu)的防砂方法。因此，輸出結(jié)點數(shù)等于所有備選防砂方法的總數(shù)。

防砂完井選擇原則

①立足于先期防砂。根據(jù)油藏地質(zhì)和試采資料，結(jié)合出砂預測，一旦判定地層出砂，立足于先期防砂完井。

②結(jié)合油藏地質(zhì)特征，綜合考慮工藝、技術(shù)條件和防砂費用，選擇最優(yōu)的防砂方法。

③立足于保護油層，減少傷害，又保持油井獲得最大產(chǎn)能為目標，進行方法優(yōu)選。

防砂完井考慮的因素

防砂方法決策需考慮的因素主要有完井類型、完井井段長度、井身狀況、油層物性、油藏流體物性、產(chǎn)能損失、成本費用。 2100433B

按照目前國際上通行的分類方法，把防砂完仆分為獨市篩管防砂和礫石允填防砂兩個大類。根據(jù)儲層特征和工藝要求，派生出很多種類型的防砂完井系列，比如割縫襯管完井、繞絲篩管完井、金屬纖維篩管完井、燒結(jié)陶瓷篩管完井、金屬氈篩管完井、管內(nèi)繞絲篩管完井、管內(nèi)金屬纖維篩管完井、管內(nèi)燒結(jié)陶瓷篩管完井、管內(nèi)金屬氈篩管完井、多孔冶金粉末防砂篩管完井、管內(nèi)多孔冶金粉末防砂篩管完井、各種復合篩管完井、裸眼礫石充填完井、管內(nèi)礫石充填完井等等。

(1)繞絲篩管礫石充填防砂完井技術(shù)

繞絲篩管由篩筒、接頭、扶正器和基管等部件組成，篩筒是用特殊截面的不銹鋼絲在專用設(shè)備上采用先進工藝技術(shù)燒焊制造而成的。該技術(shù)的防砂原理是通過防砂管柱將礫石砂漿送人套管與篩管的環(huán)形空間，借助于篩管阻擋礫石進入井筒，而礫石層則充當砂墻，成為阻擋地層出砂的可靠屏障，從而達到既保持油井高產(chǎn)又能控制地層出砂的目的。

這種防砂技術(shù)的優(yōu)點是防砂可靠、有效期長；對油層傷害小、滲流面積大、油井采油指數(shù)高；適應(yīng)強，可通過礫石防不同粒徑的地層砂。缺點是施工復雜、車組動用多、現(xiàn)場指揮困難；施工費用高；只能地面選擇礫石直徑、一旦防砂失敗，不易補救，打撈十分困難。

(2)割縫管防砂完井技術(shù)

割縫襯管是在管壁上利用銑刀在銑床上銑削而成，其縫寬度取決于能通過襯管的砂粒粒徑大小，因此，針對不同砂粒，可選擇不同的割縫寬度來進行防砂，從而達到防止地層出砂的目的。由于銑刀強度的限制，0.3mm以下的割縫寬度難以加工，因此割縫襯管只適用于中一粗粒徑油砂儲層。根據(jù)割縫管剖面來看，可分為平行割縫和梯形割縫，目前通常采用橫向梯形割縫結(jié)構(gòu)。

這種防砂技術(shù)的優(yōu)點是加工制造簡單、成本低、內(nèi)徑大、打撈簡單、施工容易；缺點是縫隙尺寸易受腐蝕而變大，導致防砂效果差，流通面積相應(yīng)較小，“自潔”能力較弱。

(3)裸眼膨脹管完井技術(shù)

依賴于井下測量和旋轉(zhuǎn)導向工具的進步以及完井技術(shù)的逐步成熟，裸眼膨脹管完井技術(shù)得以迅速發(fā)展，該項技術(shù)包括膨脹尾管掛完井技術(shù)和膨脹篩管完井技術(shù)。前者主要是通過投球?qū)⑺嘧⑷肴缓蟊飰鹤鴴欤捎谂蛎浳补苋〈送ǔ５目ㄍ呤轿补軖?，使得注水泥與坐掛可一次完成。對于在完井過程中存在多套油水體系及泥巖夾層的情況，可以采用膨脹篩管完井技術(shù)，該技術(shù)除了類似于割縫管完井技術(shù)無需礫石充填、減少完井花費外，最主要的是能夠減小生產(chǎn)壓差，增大油井過流面積，并能明顯延長油氣井壽命。

(4)金屬纖維篩管防砂完井技術(shù)

金屬纖維篩管的基本結(jié)構(gòu)主要由基管、保護管、內(nèi)外網(wǎng)、不銹鋼纖維充填層等組成。不銹鋼纖維的作用是選擇性過濾作用，其防砂參數(shù)主要是金屬纖維的尺寸、厚度、壓縮系數(shù)等。正確選擇防砂參數(shù)是防砂成敗的關(guān)鍵。液體攜帶的大部分砂被外層金屬纖維網(wǎng)擋住，在篩管外形呈穩(wěn)定的砂拱，地層出的砂也主要靠這個砂拱來阻擋過濾，中部的金屬纖維由于其排列是無規(guī)則的，具有一定的彈性，它叮以阻擋和大量吸附透過外網(wǎng)進來的砂，從而起到擋砂的作用。該方法具有施工工藝簡單、成本低廉、成功率高，抗腐蝕能力強，孔滲性好，使用壽命長，適用范圍廣等特點。

(5)多分支防砂完井技術(shù)

在含重油的砂巖儲層中，砂質(zhì)顆粒具有固有的在重油中呈懸浮狀態(tài)的特征，因此必須實施有效的防砂完井技術(shù)，確保砂質(zhì)顆粒可以隨重油一起采出到地表，又能很容易地實現(xiàn)分離。目前多分支鉆井技術(shù)在許多重油油藏的開發(fā)項目中都得到了廣泛應(yīng)用，并獲得了最大化的儲層產(chǎn)出。