多孔泡沫金属在防砂筛管应用中结构参数试验优化

摘要

泡沫金属由金属与气体复合而成,是一种金属基体中含有一定数量、一定尺寸孔径、一定孔隙率的金属材料,具有良好的过流、过滤性能.利用泡沫金属作为挡砂介质开发的特种筛管,是一项油田防砂可行性解决方案.防砂筛管挡砂效果主要取决于挡砂介质的结构形式与规格参数.为优化泡沫金属挡砂介质的结构参数,指导防砂筛管的设计,利用室内岩心驱替模拟试验装置,开展不同结构、不同规格参数的泡沫金属挡砂性能试验,分析不同排布结构、不同厚度比的泡沫金属挡砂效果.结果 表明,挡砂介质“外密内疏”的变孔径结构要优于均匀单一孔径结构,具备更好的过流抗堵塞效果,且随着驱替排量的增大,优势体现更加明显.当排量为100 mL/min时,变孔径驱替压差较均匀单一孔径压差降低约40％;不同泡沫金属厚度比的挡砂能力也不同,厚度比2:3结构较厚度比2.5:2.5结构驱替压差降低约15％,控砂量较1.5∶3.5结构降低约2.6倍.综合考虑驱替压差、出砂量及驱替排量等因素,泡沫金属作为防砂筛管挡砂介质,采用变孔径结构且厚度比为2∶3最适合油气田开发要求.为进一步优化防砂筛管结构提供了理论参考.