本發(fā)明屬于石油天然氣開(kāi)采領(lǐng)域，涉及一種適用于腐蝕環(huán)境的限流篩管及其設(shè)計(jì)方法。

背景技術(shù)：

1、限流篩管(lel，limited?entry?liner)是在中東地區(qū)廣泛用于長(zhǎng)水平井完井的一種井下工具，其功能是通過(guò)各段篩管孔眼數(shù)的差異化設(shè)計(jì)，彌補(bǔ)酸化過(guò)程中長(zhǎng)水平井段酸液流動(dòng)摩阻差異，同時(shí)主動(dòng)地在高滲層段或裂縫發(fā)育層段實(shí)施限流，最終實(shí)現(xiàn)在整個(gè)水平井段的均勻布酸。限流篩管可以用于采油井，也可以用于生產(chǎn)井。

2、然而，當(dāng)限流篩管用于腐蝕環(huán)境中時(shí)：比如采油井原油井高含硫化氫或二氧化碳，或者注水井注入水的礦化度高，服役過(guò)程中限流篩管容易受到腐蝕破壞。由于限流篩管是和永久式封隔器配合使用的，腐蝕破壞的篩管難以取出更換，造成后期的二次酸化、三次酸化等作業(yè)中無(wú)法發(fā)揮限流功能；同時(shí)，非均勻的腐蝕破壞面，為連續(xù)油管等井下作業(yè)工具的下入也會(huì)造成阻礙，影響后期的井下作業(yè)。

3、因此，控制限流篩管在服役過(guò)程中的腐蝕非常重要。采用耐蝕合金(如alloy028)可以很好地控制腐蝕，但耐蝕合金成本要高得多(如alloy?028的價(jià)格為碳鋼的10倍)。采用涂層/鍍層技術(shù)也可以控制腐蝕，但是由于限流篩管需要打孔：如果先涂鍍?cè)俅蚩?，則打孔處的涂層/鍍層會(huì)遭到破壞，成為腐蝕失效的一個(gè)突破點(diǎn)，甚至?xí)觿『Y管的腐蝕破壞；如果先打孔再涂鍍，則在孔眼處的涂鍍效果很差，并且加工成本大幅升高。采用抗腐蝕材料，比如玻璃纖維增強(qiáng)環(huán)氧樹(shù)脂(gre)，來(lái)代替鋼材來(lái)制造限流篩管也是一個(gè)解決方案，但是由于限流篩管需要打孔，而玻璃纖維增強(qiáng)環(huán)氧樹(shù)脂的脆性較強(qiáng)，打孔的過(guò)程中容易產(chǎn)生裂紋、破壞篩管。因此，尋找一種能很好地控制腐蝕、同時(shí)具有經(jīng)濟(jì)性的限流篩管至關(guān)重要。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、為解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明提供一種適用于腐蝕環(huán)境的限流篩管及其設(shè)計(jì)方法，通過(guò)不同抗腐蝕材料或涂層/鍍層的組合運(yùn)用，滿(mǎn)足限流篩管在高腐蝕環(huán)境中的長(zhǎng)期服役工作要求，同時(shí)為油井生產(chǎn)后期可能發(fā)生的二次完井(比如某層段出水后的封堵)創(chuàng)造條件。

2、為達(dá)到上述技術(shù)效果，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案：

3、本發(fā)明目的之一在于提供一種適用于腐蝕環(huán)境的限流篩管，所述限流篩管包括至少1個(gè)限流單元，所述限流單元包括至少1個(gè)盲管和至少1個(gè)篩管，所述盲管和篩管間隔設(shè)置，所述篩管設(shè)置有至少1個(gè)孔眼。

4、其中，所述限流篩管中限流單元的個(gè)數(shù)可以是1個(gè)、2個(gè)、3個(gè)、4個(gè)、5個(gè)、6個(gè)、7個(gè)、8個(gè)、9個(gè)或10個(gè)等；盲管的個(gè)數(shù)可以是1個(gè)、2個(gè)、3個(gè)、4個(gè)、5個(gè)、6個(gè)、7個(gè)、8個(gè)、9個(gè)或10個(gè)等；篩管的個(gè)數(shù)可以是1個(gè)、2個(gè)、3個(gè)、4個(gè)、5個(gè)、6個(gè)、7個(gè)、8個(gè)、9個(gè)或10個(gè)等；篩管設(shè)置的孔眼數(shù)可以是1個(gè)、2個(gè)、3個(gè)、4個(gè)、5個(gè)、6個(gè)、7個(gè)、8個(gè)、9個(gè)或10個(gè)等，但并不僅限于所列舉的數(shù)值，上述各數(shù)值范圍內(nèi)其他未列舉的數(shù)值同樣適用。

5、作為本發(fā)明優(yōu)選的技術(shù)方案，所述篩管的材質(zhì)為防腐蝕材料。

6、作為本發(fā)明優(yōu)選的技術(shù)方案，所述防腐蝕材料包括alloy?028耐蝕合金。

7、本發(fā)明中，“抗腐蝕材料”指的是用該材料加工成的篩管在實(shí)際腐蝕環(huán)境下，能夠持續(xù)服役20年以上。比如用于注入水含高礦化度(氯根大于10000ppm)的注水井或高含硫化氫(硫化氫含量大于5％)的采油井，可采用alloy?028耐蝕合金。具體需要通過(guò)實(shí)驗(yàn)測(cè)試“抗腐蝕材料”的均勻腐蝕速率，然后折算可以持續(xù)服役的年限，大于20年為滿(mǎn)足要求。

8、作為本發(fā)明優(yōu)選的技術(shù)方案，所述盲管的材質(zhì)為防腐涂層或防腐鍍層的碳鋼。

9、作為本發(fā)明優(yōu)選的技術(shù)方案，所述防腐涂層包括fbe涂層，所述防腐鍍層包括鎢合金鍍層。

10、本發(fā)明中，“防腐涂層或防腐鍍層”指的是能夠抵抗腐蝕介質(zhì)的涂層或鍍層，包括但不限于：fbe(fusion?bond?epoxy)涂層(用于強(qiáng)電化學(xué)腐蝕環(huán)境)；鎢合金鍍層(用于高含硫環(huán)境)等。

11、本發(fā)明中，盲管的材質(zhì)還可以是低成本防腐材料，“低成本防腐材料”指的是成本與碳鋼相當(dāng)，但在真實(shí)井況下具有較好防腐蝕能力的材料，比如玻璃纖維增強(qiáng)環(huán)氧樹(shù)脂(gre)。

12、作為本發(fā)明優(yōu)選的技術(shù)方案，所述限流單元長(zhǎng)度不低于限流單元長(zhǎng)度的50％，如50％、55％、60％、65％、70％或75％等，但并不僅限于所列舉的數(shù)值，該數(shù)值范圍內(nèi)其他未列舉的數(shù)值同樣適用。

13、作為本發(fā)明優(yōu)選的技術(shù)方案，所述限流單元中單根盲管的長(zhǎng)度≥30m，如30m、35m、40m、45m、50m、55m或60m等，但并不僅限于所列舉的數(shù)值，該數(shù)值范圍內(nèi)其他未列舉的數(shù)值同樣適用。

14、本發(fā)明目的之二在于提供一種適用于腐蝕環(huán)境的限流篩管的設(shè)計(jì)方法，其特征在于，所述設(shè)計(jì)方法包括：

15、(1)按照酸化均勻布酸的要求，對(duì)油井水平段進(jìn)行分段，并設(shè)計(jì)每段配置的孔眼數(shù)；

16、(2)確定每段應(yīng)該配置的盲管和限流篩管的根數(shù)；

17、(3)根據(jù)每段配置的孔眼數(shù)選配限流篩管；

18、(4)根據(jù)剩余長(zhǎng)度選配盲管。

19、作為本發(fā)明優(yōu)選的技術(shù)方案，采用專(zhuān)用設(shè)計(jì)軟件設(shè)計(jì)每段配置的孔眼數(shù)。

20、本發(fā)明中，使用的專(zhuān)用設(shè)計(jì)軟件可以是microsoft?visual?basic。

21、作為本發(fā)明優(yōu)選的技術(shù)方案，確定盲管和限流篩管配長(zhǎng)的公式為：

22、

23、式中，lsi為第i段中每一個(gè)限流單元內(nèi)限流篩管配長(zhǎng)，ni為第i段設(shè)計(jì)孔眼數(shù)；a為每根盲管/篩管的長(zhǎng)度，lb為每個(gè)限流單元內(nèi)的盲管長(zhǎng)度，m為每根限流篩管上孔眼的個(gè)數(shù)；li為第i段的總長(zhǎng)度。

24、本發(fā)明中，單根限流篩管上的孔眼數(shù)盡量少，使得孔眼盡量分散，有利于酸液的均勻分布；同時(shí)還應(yīng)兼顧經(jīng)濟(jì)性(因?yàn)橄蘖骱Y管用的是較貴的耐蝕合金材料)。一般首先按照一根篩管開(kāi)1個(gè)孔眼設(shè)計(jì)，計(jì)算是否滿(mǎn)足經(jīng)濟(jì)性，如不滿(mǎn)足再逐個(gè)提高單根篩管孔眼數(shù)量。

25、與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明至少具有以下有益效果：

26、本發(fā)明提供一種適用于腐蝕環(huán)境的限流篩管及其設(shè)計(jì)方法，通過(guò)不同抗腐蝕材料或涂層/鍍層的組合運(yùn)用，滿(mǎn)足限流篩管在高腐蝕環(huán)境中的長(zhǎng)期服役工作要求，同時(shí)為油井生產(chǎn)后期可能發(fā)生的二次完井(比如某層段出水后的封堵)創(chuàng)造條件。

技術(shù)特征：

1.一種適用于腐蝕環(huán)境的限流篩管，其特征在于，所述限流篩管包括至少1個(gè)限流單元，所述限流單元包括至少1個(gè)盲管和至少1個(gè)篩管，所述盲管和篩管間隔設(shè)置，所述篩管設(shè)置有至少1個(gè)孔眼。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的限流篩管，其特征在于，所述篩管的材質(zhì)為防腐蝕材料。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的限流篩管，其特征在于，所述防腐蝕材料包括alloy?028耐蝕合金。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的限流篩管，其特征在于，所述盲管的材質(zhì)為防腐涂層或防腐鍍層的碳鋼。

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的限流篩管，其特征在于，所述防腐涂層包括fbe涂層，所述防腐鍍層包括鎢合金鍍層。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的限流篩管，其特征在于，所述限流單元長(zhǎng)度不低于限流單元長(zhǎng)度的50％。

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的限流篩管，其特征在于，所述限流單元中單根盲管的長(zhǎng)度≥30m。

8.一種適用于腐蝕環(huán)境的限流篩管的設(shè)計(jì)方法，其特征在于，所述設(shè)計(jì)方法包括：

9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的設(shè)計(jì)方法，其特征在于，采用專(zhuān)用設(shè)計(jì)軟件設(shè)計(jì)每段配置的孔眼數(shù)。

10.根據(jù)權(quán)利要求8所述的設(shè)計(jì)方法，其特征在于，確定盲管和限流篩管配長(zhǎng)的公式為：

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明提供一種適用于腐蝕環(huán)境的限流篩管及其設(shè)計(jì)方法，所述限流篩管包括至少一個(gè)限流單元，所述限流單元包括盲管和篩管，所述盲管和篩管間隔設(shè)置，所述篩管設(shè)置有至少1個(gè)孔眼。通過(guò)不同抗腐蝕材料或涂層/鍍層的組合運(yùn)用，滿(mǎn)足限流篩管在高腐蝕環(huán)境中的長(zhǎng)期服役工作要求，同時(shí)為油井生產(chǎn)后期可能發(fā)生的二次完井(比如某層段出水后的封堵)創(chuàng)造條件。

技術(shù)研發(fā)人員：劉會(huì)鋒,王毓才,李萬(wàn)軍,楊國(guó)彬,劉琦,賈婉婷,周泊奇,韓昊辰,周海秋,王治中
受保護(hù)的技術(shù)使用者：中國(guó)石油天然氣集團(tuán)有限公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/5/19