[发明专利]一种天然气水合物储层防砂装置

说明书

本发明提供一种天然气水合物储层防砂装置，包括挡砂筒、基管和若干防砂单元，所述挡砂筒和基管均为顶端敞口的中空结构，所述基管位于挡砂筒内，所述防砂单元沿着基管的侧壁周向设置，所述防砂单元包括盖帽、盖体和金属片，所述盖帽和盖体均为两端敞口的中空腔体结构，所述盖帽的内侧开设凹槽，所述金属片放置在凹槽处，所述盖体包括盖体上部和盖体下部，所述盖帽和盖体上部螺纹连接，所述盖体下部与基管的侧壁螺纹连接，所述金属片仅允许直径不大于5微米的细砂颗粒通过。本发明提供的防砂装置能够有效防住5微米以上的砂粒。

技术领域

本发明涉及天然气水合物领域，尤其涉及一种天然气水合物储层防砂装置。

背景技术

天然气水合物储层试采往往伴随着出砂，若出砂量较大则会影响开采的进行，出砂问题是制约水合物安全高效开采的瓶颈。现有的天然气水合物储层防砂装置主要来源于常规石油开采中常用的防砂方法，包括砾石充填防砂、筛管防砂等。而与常规油气储层相比，水合物储层具有弱固结、泥质高的特点，中国典型的水合物储层泥质含量高达25％以上，且以中值粒径达10～15微米的泥质细粉砂为主，由于砂粒较细，这就对防砂提出了极高的精度要求，而防砂精度提高之后会造成渗透率严重降低。研究表明在40微米防砂精度下，防砂介质渗透率下降幅度高达90％，在20微米防砂精度时防砂介质的堵塞渗透率不足0.12达西，流通性能极差；水合物储层分解会产生水，1立方米的天然气水合物分解会产生约0.8立方米的水和168立方米的天然气。虽然这部分水体量不多，但在储层中形成极大的毛细力和液体拖拽力，极易造成携砂和非常高的驱替阻力。

常规油气的防砂方法存在以下缺点：一、防砂精度低，无法达到微米级别的防砂；二、在防砂的同时不能有效地达到毛细渗流排水产气的目的。

发明内容

有鉴于此，本发明提供了一种能够有效防住5微米以上的砂粒的天然气水合物储层防砂装置。

本发明提供一种天然气水合物储层防砂装置，包括挡砂筒、基管和若干防砂单元，所述挡砂筒和基管均为顶端敞口的中空结构，所述基管位于挡砂筒内，所述防砂单元沿着基管的侧壁周向设置，所述防砂单元包括盖帽、盖体和金属片，所述盖帽和盖体均为两端敞口的中空腔体结构，所述盖帽的内侧开设凹槽，所述金属片放置在凹槽处，所述盖体包括盖体上部和盖体下部，所述盖帽和盖体上部螺纹连接，所述盖体下部与基管的侧壁螺纹连接，所述金属片仅允许直径不大于5微米的细砂颗粒通过。

进一步地，所述防砂单元还包括第一橡胶密封圈、压电陶瓷圈和第二橡胶密封圈，所述第一橡胶密封圈、金属片、压电陶瓷圈和第二橡胶密封圈自上而下依次放置在凹槽处，所述压电陶瓷圈与金属片套设连接，所述压电陶瓷圈被电压驱动后产生振动，所述压电陶瓷圈振动带动金属片振动。

进一步地，所述金属片的中部均匀开设若干直径为5微米的锥孔。

进一步地，所述盖帽的内侧设置第一螺纹，所述第一螺纹位于凹槽的下方，所述盖体上部的外侧设置第二螺纹，所述第二螺纹与第一螺纹配合连接。

进一步地，所述基管的下端沿侧壁均匀开设若干圈螺纹孔，所述盖体下部的外侧设置第三螺纹，所述第三螺纹与螺纹孔配合连接。

进一步地，所述基管的侧壁与挡砂筒的内壁之间填充挡砂介质，所述挡砂介质仅允许直径不大于20微米的细砂颗粒通过。

进一步地，所述基管内插入排水管，所述排水管的底端靠近基管的底端。

进一步地，所述挡砂筒的侧壁上开设若干通孔。