Vòm cát là những cấu trúc tinh tế và khi hoàn thiện lớp lót có rãnh, chúng là rào cản duy nhất giữa cát hình thành và dây chuyền sản xuất. Khi các hạt bắc qua khe hở, chúng tạo thành một vòm ổn định giữ lại vật liệu mịn hơn, nhưng chỉ khi chiều rộng khe, vận tốc đi vào và thành phần hóa học chất lỏng ở bên trong đường bao bên phải. Phá vỡ sự cân bằng đó và vòm sẽ sụp đổ, cát rời rạc tràn vào lớp lót và xói mòn diễn ra từ trong ra ngoài. Do đó, sản xuất cát vẫn là nguyên nhân hàng đầu làm giảm sản lượng và chi phí can thiệp ở các mỏ đã trưởng thành.
Thị trường kiểm soát cát toàn cầu dự kiến sẽ đạt 3,5 tỷ USD vào đầu những năm 2030, tăng trưởng với tốc độ tăng trưởng kép hàng năm gần 6% do nhu cầu chuyển sang hoàn thiện thụ động lâu bền trong giếng ngang.
Độ ổn định của vòm lót có rãnh và lựa chọn chiều rộng khe
Hành vi tự ổn định-của lớp lót có rãnh phụ thuộc chủ yếu vào mối quan hệ giữa độ mở của khe và sự phân bổ kích thước hạt hình thành. Một quy tắc thiết kế được sử dụng rộng rãi xác định kích thước chiều rộng khe gần gấp đôi đường kính hạt D10 của cát chứa, một tiêu chí bảo thủ hơn so với việc phù hợp với mức trung bình D50 được ưa chuộng bởi các phương pháp cũ. Nếu khe hở quá rộng, các vòm không thể hình thành qua khe hở và các hạt sẽ chảy qua; nếu quá hẹp, hãy gói tiền phạt ở lối vào và cắm vào khe. Phân tích sàng của lõi thành bên, bao gồm các điểm D10, D50 và D90, đưa ra lựa chọn chiều rộng ban đầu, thường nằm trong khoảng từ 0,15 mm đến 0,40 mm đối với các bể chứa sa thạch thông thường.
Sự hình thành vòm ổn định đòi hỏi chiều rộng khe dưới khoảng 2,5 lần đường kính hạt D10.
Cấu hình keystone, ở bên trong rộng hơn ở mặt ống, cho phép các hạt đi qua khi chúng đi vào và giảm nguy cơ tắc nghẽn.
Hiệu suất thủy lực của lớp lót có rãnh và điều chỉnh khu vực mở
Chiều dài, chiều rộng và mật độ khe đặt tỷ lệ diện tích mở, thường là 2 đến 6 phần trăm bề mặt ống và tỷ lệ đó đánh đổi năng suất trực tiếp với độ bền kết cấu. Diện tích mở cao hơn làm giảm độ sụt áp trên lớp lót và tăng dòng chảy vào, nhưng mọi khe đều loại bỏ tải trọng-mang thép khỏi thành ống. Mô hình động lực học chất lưu tính toán của vùng-giếng giếng gần giúp các kỹ sư đánh giá vận tốc vào khe; giữ vận tốc đi vào cao nhất dưới ngưỡng xói mòn hạt, thường là vài mét mỗi giây, sẽ kéo dài tuổi thọ của lớp lót. Trong các giếng nằm ngang có bề mặt tiếp xúc với vỉa chứa vài nghìn mét, việc phân bổ các khe đồng đều dọc theo bên sẽ ngăn ngừa hiện tượng sụt áp cục bộ có thể gây ra sự đột phá sớm của nước hoặc khí.
Cắt chính xác và chất lượng cạnh
Độ chính xác của rãnh chi phối cả khả năng giữ cát và tính toàn vẹn cơ học. Cắt laser CNC giữ dung sai chiều rộng khe gần cộng hoặc trừ 0,05 mm, trong khi EDM dây thậm chí còn đạt được khả năng kiểm soát chặt chẽ hơn đối với các khe hở hẹp trong hợp kim cứng. Quá trình cắt để lại một vùng ảnh hưởng nhiệt-trên các cạnh của khe; quá trình mài mòn và thụ động hóa có kiểm soát sẽ loại bỏ các vết nứt-vi mô và khôi phục khả năng chống ăn mòn. Các mép rãnh giữ lại các gờ hoạt động như các bộ phận tăng ứng suất có thể gây ra các vết nứt do mỏi khi chịu tải theo chu kỳ trong các giếng lệch. Đối với dịch vụ chua, các ống đế bằng thép không gỉ 316L hoặc Hợp kim 825 có bề mặt thụ động được chỉ định và đồng hồ đo go/no-go xác minh chiều rộng khe trên cơ sở lấy mẫu trước khi vận chuyển.
Chống xói mòn và đảm bảo dòng chảy
Trong thời gian sản xuất dài, dạng hư hỏng chủ yếu chuyển từ tắc nghẽn sang xói mòn. Các hạt mài mòn bị cuốn vào chất lỏng được tạo ra sẽ tăng tốc qua lối vào khe và làm mòn các cạnh lối vào, dần dần mở rộng khe hở và làm hỏng chức năng kiểm soát cát. Các thiết kế chống xói mòn-thêm thêm các biện pháp xử lý bề mặt cứng hoặc chọn các dạng hình học then chốt giúp chuyển hướng dòng chảy để tác động của hạt xảy ra ở các góc liếc thay vì trực diện-. Trong các dự án thu hồi nhiệt, trong đó hơi nước phun luân chuyển lớp lót giữa nhiệt độ môi trường xung quanh và hơn 200 độ C, sự giãn nở nhiệt khác biệt đòi hỏi các mẫu khe bảo toàn khả năng chống sập và dữ liệu hiện trường cho thấy các lớp lót được cấu hình phù hợp vẫn giữ được hơn 95% mức độ sập ban đầu sau thời gian sử dụng kéo dài. Tính toàn vẹn của áp suất được xác minh bằng thử nghiệm thu gọn quy mô-toàn diện trước khi vận chuyển.
Tích hợp thiết kế hoàn thiện
Lớp lót có rãnh không phải là vật thay thế phổ biến cho màn hình cao cấp. Trong các hồ chứa chưa cố kết, có độ thấm cao-có lượng cát sản xuất lớn, gói sỏi hoặc màn chắn có thể mở rộng vẫn là tiêu chuẩn. Vỏ có rãnh giành được vị trí của nó trong môi trường cát vừa phải, chiều ngang dài và giếng nơi kinh tế can thiệp ủng hộ việc hoàn thiện thụ động bền bỉ không có bộ phận chuyển động. Việc tích hợp với máy đóng gói trương nở và thiết bị kiểm soát dòng chảy vào cho phép phân chia vùng dọc theo mặt bên, cho phép người vận hành quản lý cát và nước chỉ trong một lần chạy trong khi vẫn duy trì được chi phí thấp và hoạt động đơn giản của lớp lót.
Đối với các giếng chỉ dễ bị nhiễm cát ở mức độ nhẹ đến trung bình{0}}, lớp lót có rãnh được thiết kế sẽ cân bằng hiệu suất dòng chảy vào, tính toàn vẹn cơ học và chi phí theo cách mà ít giải pháp thay thế có thể sánh được. Lựa chọn chiều rộng, điều chỉnh vùng mở và chất lượng cắt quyết định xem liệu sự cân bằng đó có giữ được tuổi thọ của giếng hay không.
Để biết thêm thông tin, vui lòng liên hệ với China Vigor theo số info@vigorpetroleum.com hoặc gọi +0086 29 81161513.
