0 引言

胜利油田地质构造复杂，油藏类型繁多，疏松砂岩油藏分布区域广，所占比例大，主要以稠油和特超稠油为主，储量和产量都很高^[1]。胜利油田防砂技术人员经过40多年的室内研发与现场应用，逐步形成了以绕丝筛管砾石充填为代表的机械防砂工艺技术^{[2, 3]}，早期热采水平井多采用水平井挂滤防砂施工和砾石充填防砂施工^[4]，随着注汽轮次的增多，防砂筛管损坏的情况时有发生。

传统的防砂筛管由中心管和过滤层构成^{[5, 6]}。这种筛管存在如下缺点： ①过滤层抗压强度低。由于过滤层的内、外压差大，所以容易被刺穿，特别是在稠油热采多轮次注汽井中，更容易出现套损和变形。②由于结构为单层过滤，故易堵塞，导致生产周期短。③耐冲蚀、耐腐蚀、耐高温和抗冲刷能力低，导致使用寿命短^{[7, 8, 9]}。鉴于此，笔者研制了水平井热采高强度耐冲蚀筛管。

水平井热采高强度耐冲蚀筛管采用由内向外依次组合的中心管、网式挡砂装置、绕丝自洁过滤装置和冲压式外保护过滤装置4层结构设计，其结构如图1所示。冲压式外保护过滤装置、绕丝自洁过滤装置、网式挡砂装置和中心管上均布有过流孔，由筛管外侧进入中心管内腔的过流液体依次穿过上述各装置的过流孔。网式挡砂装置的过流孔处设有进入中心管的专用通道，绕丝自洁过滤装置过流孔为设有呈梯形状结构的缝隙，冲压式外保护过滤装置表面过流孔处设有均匀密布的长方桥形侧流槽。

图 1 水平井热采高强度耐冲蚀筛管结构示意图 Fig.1 Structural schematic of high strength erosion resistant sand screen for thermal recovery horizontal well 1—中心管；2—前焊帽；3—前挡环；4—压帽；5—冲压式外保护过滤装置；6—绕丝自洁过滤装置；7—网式挡砂装置；8—下压帽；9—伸缩式保护装置；10—直流式扶正器；11—套管接箍。

图选项

水平井热采高强度耐冲蚀筛管的中心管的一端设有连接螺纹，另一端连接安装有直流式扶正器和套管接箍。冲压式外保护过滤装置、绕丝自洁过滤装置和网式挡砂装置的两端部由压帽和下压帽与中心管密封固定在一起。冲压式外保护过滤装置、绕丝自洁过滤装置和网式挡砂装置上端与压帽密封固定连接，冲压式外保护过滤装置、绕丝自洁过滤装置和网式挡砂装置下端与下压帽密封固定连接。压帽的上部安装有前挡环，前挡环的端部与前焊帽连接，与中心管固定焊接在一起。下压帽的端部安装有伸缩保护装置。直流式扶正器为鼓形螺旋式结构，其外圆上均布有多头螺旋槽。

由筛管外侧进入中心管内腔的过流液体依次穿过冲压式外保护过滤装置、绕丝自洁过滤装置、网式挡砂装置和中心管上的过流孔。过滤挡砂装置配合砾石充填可有效阻挡地层砂，地层砂通过阻挡后能在近井地带及筛管周围形成有效的多级挡砂屏障，从而增强水平井防砂效果。

绕丝自洁过滤装置采用不锈钢梯形钢丝焊接结构，增加筛管强度和承压能力；网式挡砂装置采用国内最优筛网排布方式，满足滤网自身挡砂精度要求，增强筛管适用性；中心管可根据现场施工要求采用耐高温、高压的优质TP110套管材质，满足热采需求，其过流孔交错分布，满足过流需要，有效避免了地层油气流对滤砂管的直接冲蚀；冲压式外保护过滤装置的表面设有长方桥形孔，避免了过流液体对网式挡砂装置的冲损，有效地保护了过滤层。该筛管综合了绕丝砾石充填挡砂和网式滤砂管直接挡砂的优点，4层结构设计增加了筛管整体强度，提高了筛管在水平井复杂井况下的适应性。

(1)过滤挡砂装置配合砾石充填可实现地层砂有效阻挡，阻挡后地层砂能在近井地带及筛管周围形成多级挡砂屏障，从而增强水平井防砂效果。

(2)筛管采用4层结构设计，绕丝自洁过滤装置采用不锈钢梯形钢丝焊接结构。网式挡砂装置的设置，增强了筛管在不同油藏物性下的适用性。中心管可根据现场施工要求采用耐高温、高压的套管材质，保证了中心管的强度，能够满足热采需求。冲压式外保护过滤装置有效保护了过滤层。该筛管整体具有强度高、耐冲蚀和耐高温的特点。

(3)该筛管从基管打孔，在原有密纹网的基础上增加高强度绕丝保护层，提高了筛管强度。

(4) 综合了绕丝砾石充填挡砂和网式滤砂管直接挡砂双重效果，同时提高了筛管在水平井复杂井况下的适应性，特别适宜于疏松砂岩油藏各种完井的水平井注汽热采工艺。

耐冲蚀筛管的主要技术参数如表1所示。

水平井热采高强度耐冲蚀筛管已在胜利油田分公司孤东采油厂、现河采油厂和桩西采油厂等成功应用120余口井，一次性施工成功率达100%。现场应用结果表明，该筛管使用寿命长，耐冲蚀、耐高温、耐腐蚀的能力强，有效延长了油井免修期，提高了油井利用率，增加了产量，降低了生产成本，较好地满足了水平井注汽热采的需求。

GOGD9P8井位于馆陶组，该层为疏松砂岩油藏，出砂量相当高。该区块油井平均日产油0.8 t，油井生产周期短。2012年6月2日，采用该新型筛管对孤东9-平8井进行砾石充填防砂施工，施工时循环压力21 MPa，排量960 mL/min，砂比20%，携砂液120 m³，共计加砂21 m³，施工过程安全顺利。施工完成后开始注汽生产，初期日产液62.0 t，日产油3.7 t。目前日产液52.9 t，日产油2.8 t，已连续生产938 d，生产效果良好。

2013年12月13日采用水平井热采高强度耐冲蚀筛管对GDN17P204井进行高饱和充填防砂施工，施工时排量2.71 m³/min，填砂量79.08 m³，最高砂比65.41%，施工时携砂液用量326.5 m³，该筛管用量67.6 m，施工过程安全顺利。施工完成后开始注汽生产，平均日产液12.19 t，平均日产油7.2 t，已连续生产465 d。对比同区块油井，产量明显提高，生产周期长，生产效果良好。新型筛管与普通筛管应用效果对比如表2所示。

(1)水平井热采高强度耐冲蚀筛管采用中心管、网式挡砂装置、绕丝自洁过滤装置和冲压式外保护过滤装置4层结构设计，在原有密纹网的基础上增加了高强度绕丝保护层，有效提高了挡砂精度，延长了筛管的使用寿命。

(2)水平井热采高强度耐冲蚀筛管可有效解决现有水平井防砂筛管中存在的缺点和不足，可广泛适用于稠油多轮次吞吐井，特别是稠油油藏开发中热采水平井的复杂井况。

(3)现场应用结果表明，新型筛管使用寿命长，有效延长了油井免修期，降低了生产成本，能够很好地满足水平井注汽热采和防砂的需求。