92 彩31气田自2005年投入开发，由于
储层低孔低渗，压力、产量不断下降，生产形势严峻。CHW3103井是部署于该区块的一口开发水平井。该井于2013年12月进系统生产，地面设备设施频繁损坏，气井难以平稳持续正常生产。
一、原因分析及应对措施
该井为水平气井，裸眼完井，压裂后投产，生产初期气流携带压裂砂流入井筒，冲蚀地面设备设施，造成设备设施损坏。
针对该井井底出砂严重的情况，生产单位与新疆石油勘查设计院积极开展技术交流及合作，确定了在该井进行由设计院设计制作的高压气井旋流除砂器试验性应用。除砂器于2014年8月投入试运行，运行平稳，除砂效果良好，下游设备设施未再发生损坏现象。至10月在经确认井底未继续除砂后，拆除该装置，截至到目前，该井生产平稳正常。 二、旋流除砂器工作原理
装置是针对气井在压裂作业后生产初期出砂的情况，通过数值模拟和室内试验，采用旋流分离技术，开
发适用于高压气井的高精度专用除砂设备。主要由除砂器橇和过滤器橇组成，一定流速的含砂气体从旋流筒入口斜切接管沿着切向的方向进入，在旋流筒中形成旋流运动，流体由原来的直线运动变为旋流运动。在旋流的过程中产生离心力，由于流体中的砂砾和流体中的油气水等的密度不同，受到的离心力不同。砂砾受到的离心力大，被甩向旋流筒的内壁，砂砾和旋流筒内壁相撞击失去惯性，运动方向发生改变，不再继续保持旋流运动而下沉。油气水等其他流体在旋流筒内部旋流场的作用下上行，这样砂砾和其他流体就分离开来，实现除砂的目的。在除砂器旋流段圆柱腔完成固液气三相分离后，气体由顶部出口管线流出，固体砂砾落入除砂器下步锥形集砂气内，在集砂腔上方设有溢流口，当液体储存到溢流位置时由溢流口排出。当需要排砂时，切断进气口气流，打开排气管线上放空阀及排砂口阀门后，固体砂砾及少量液体在自重作用下排出。 三、室内试验研究情况
黄大飞
在现场工业化应用前，对设计的管
柱式气液固三相旋流分离器进行实验。
实验内容主要包括：（1）确定最佳气体
入口雨棚流量操作范围；（2）分离器压力性能的
测试；（3）分离器分离效率的测试。
通过室内实验，得到以下结论：
（1）通过实验测量获得了本三相旋流
分离器操作的最佳气体流量范围。在此
操作流量下，气体的底流流量为零，全
部从溢流口排出；（2）压降随着气体流
量的增加而增大；溢流口存在背压不会
影响气体流量与压降之间的关系；（3）
气液分离总效率随着入口含液浓度的增
电动睫毛器加先增加后减小；气液分离总效率随着
气体流量的增加而增加；室内实验入口
颗粒在10微米左右，最高效率约97%；
（4）彩31气田现场颗粒均在50微米以
上，从室内实验结果可以推测本项目设
计的装置能够满足现场需求。
四、现场工业化应用试验
1.井口除砂装置工艺流程
气田井口除砂装置工业化试验主要led天花灯电源
由2个撬组成：旋流除砂橇和过滤除砂
橇。旋流除砂撬是除砂撬，过滤除砂撬
是验证撬，验证效果后可拆除过滤除砂
撬。
2.设计参数
设计压力：25MPa；运行压力：
16MPa；设计温度：40/-10℃；运行温
度：20℃；停留时间：8min；单台处理
量：气量2.5-7.5x104m3/d 液量5-30m3/d
砂量40L/d。
3.现场应用情况
（1）现场取样分析内容
①研究除砂器砂砾脱除效率；
②研究除砂器脱出砂砾直径分布。
热敏打印机芯（2）现场取样
该井气处理量为5.0x104m3/d，液量为
1.2m3/h，工作压力为13.6MPa。本次试验
共取旋流除砂撬3次试样，过滤除砂撬
运行12个小时后，取出除砂撬内滤网。
从取样化验结果可以看出，除砂器排
径大于54um砂砾脱除率平均为91.9%，
对于粒径为200um以上砂砾除砂效率为
99.98%。
五、现场应用结论
通过现场工业化试验性应用，高
压气井旋流除砂器橇结构简单，操作简
便，使用安全可靠，运行效率高，分
离粒径54um以上砂砾，脱除率平均为
91.9%，粒径200um以上砂砾脱除率为
99.98%。自正式投运后，未发生下游设
备损坏现象。通过试验证明，气田井口
使用旋流气井除砂器可以保证气、液、
固三相进行分离，保护下游设备，满足
工业化使用要求，能够很好的解决压裂
气井投产初期的除砂难题。
参考文献：
[1]刘长艳，骆建新，繆洪俊，黄龙秋.石油和化工设
备,2018，年第21卷.
旋流除砂器在水平天然气井的应用
易 敏 新疆油田公司准东采油厂
【摘 要】CHW3103井是部署于彩31气田的一口开发水平井，裸眼完井，压裂后投产。投产初期由于井底出砂严重，地面设备设施损坏频繁，无法维持正常生产。通过气井井口旋流除砂器的引近及应用，成功解决了该井出砂难题。
病毒样本
【关键词】水平气井；压裂；旋流除；砂器
豫公网安备41160202000603
站长QQ:729038198
关于我们
投诉建议