涩北气田疏松砂岩气藏出砂预测研究

涩北气田储层主要为第四系粉砂岩和泥质粉砂岩,属于高产气田,但由于胶结疏松,气井出砂严重,而且气井出砂在纵向上及平面上差异较大,因此开展涩北气田出砂预测研究工作,建立以生产、测井资料为依据的系统出砂预测模型,预测气井出砂程度与出砂临界生产压差。对尚未全面开发的疏松砂岩油藏区块,准确地预测最大出砂临界生产压差对防砂措施的制定至关重要。     

涩北一号疏松砂岩气田的防砂策略

涩北一号气田储层埋藏深度差异大,主要为第四系粉砂岩和泥质粉砂岩,胶结疏松,泥质含量高,成岩性差,气井所出砂为细粉砂,平均粒度0.04～0.07 mm,常规防砂技术基本无效或效果很差,防砂难度极大,属世界性难题,这严重地制约了该气田的高效开发。近10年来,纤维复合防砂、高压一次充填防砂等先进防砂技术在涩北气田得到了实践应用,但在取得很大成功的同时也暴露出一系列新的问题。基于涩北一号气田一类、二类和三类气藏的不同特性,考虑不同井段、不同类型的储层岩石胶结差异,研究出按相近类型气藏合层开发的新开发模式、基于气田不同储层临界生产压差值的适合于临界出砂的压差生产方式以及加密井网等保守性防砂策略。实际开发效果对比结果表明,该保守开发策略解决了以往防砂方式带来的经济效益差、采收率低、有效期短等问题。     

涩北气田提高气井单井产量工艺技术探讨

涩北气田埋藏浅、气层跨度大、气层薄、气水层间互、地层胶结疏松、泥质含量高、出砂严重且砂粒细，为泥质粉砂岩沉积。通过试采阶段的开发，大部分气井控制生产压差生产，导致气井产气量偏低，地层出砂已经成为制约涩北气田高效开发的关键。采取合理的生产压差防止气井出砂和相适宜的控制气井出砂的工艺技术，对大幅度提高气井单井产量具有非常重要的意义。     

青海涩北气田出砂规律实验研究

涩北气田储层为第四系粉砂岩和泥质粉砂岩，埋深浅，成岩性差，胶结疏松，气藏开采时气井出砂严重，所出砂为细粉砂（粒径0.04~0.07 mm），防砂难度较大。开展气井出砂规律和机理研究是形成涩北气田有效防砂技术、提高单井产能的主要基础工作，为此，设计了一套实验装置，模拟气层在开采过程中出砂量的变化以及影响出砂量的主要因素。通过实验研究，发现出砂量和储层渗透率、采气压差、气体流速以及出水量有明显指数正相关性，并利用数理统计方法建立了出砂量和上述４个参数之间的综合数学方程，利用该数学方程计算的出砂量与实验结果相比，较为一致，表明该数学模型具有相当高的精度，能指导气井开采中出砂量的计算以及为防砂技术措施的设计提供了基础数据。     

涩北气田纤维复合高压充填无筛管防砂技术研究与应用

涩北气田是我国第四大气田,其储层为第四系粉砂岩和泥质粉砂岩。这些岩石胶结疏松,出砂严重,气水层间互,防砂难度极大,属世界性难题。研究了纤维复合高压充填无筛管防细粉砂技术系统――储层预处理技术(使用带正电支链的软纤维吸附细粉砂颗粒成颗粒集合体来稳砂)、纤维复合体技术(纤维-树脂砂三维网状复合体挡砂)和高压充填技术(不压开地层充填纤维化合物在水泥环外形成类筛管,达到无筛管防砂目的,并解除近井带损害和增加泄气面积)。该技术可达到防砂和增产双重目的,在涩北气田涩7- 1 - 4井应用取得很好的效果,不出砂产量平均增产到原来的2 .1倍。介绍了纤维复合高压充填无筛管防细粉砂技术的理论、实验、施工设计和现场应用。     

疏松砂岩油藏动态出砂定量预测技术

针对疏松砂岩油藏胶结疏松、出砂严重的难题，应用连续介质力学理论，在考虑流体渗流、储层变形或破坏、液化砂粒运移等因素的基础上，建立了基于流固耦合形式的动态出砂定量预测模型，应用顺序Galerkin有限元数值解方案对出砂速率、出砂量等进行了数值计算和模型验证。计算结果表明，动态出砂定量预测技术较好地模拟了地层出砂的复杂变化过程，初步解决了砂拱形成和破坏的模拟难题，对于疏松砂岩油藏合理生产压差等开发参数的确定具有重要指导作用。     

春光油田沙湾组疏松砂岩油藏出砂规律

春光油田新近系沙湾组储层胶结疏松,易出砂,且随储层含水上升,出砂加剧。通过持续跟踪不同时间、不同含水阶段储层出砂情况,分析了储层动态出砂原因;并利用综合疏松指数对储层岩石胶结类型进行细分,明确了沙湾组不同单元的出砂机理和出砂规律。同时,根据砂岩油藏类蚯蚓洞和连续垮塌两种微观出砂机理,考虑储层非均质性,建立了沙湾组砂岩油藏岩石颗粒的受力模型和储层出砂过程的微观动态模型,明确了研究区出砂机理以类蚯蚓洞状为主,呈现明显的纵向及平面非均质性,为防砂工艺参数优化提供依据。     

涩北二号气田疏松砂岩出砂规律分析

涩北二号气田是柴达木盆地大型生物气田,岩性疏松,岩石弱胶结,存在砂泥岩层频繁间互沉积。在开发过程中,出砂井较多,沉砂速度快,出砂严重。本文以生产动态数据为基础,对气田出砂特征及沉砂速度变化规律进行了研究,依据储层物性特征研究,结合现场生产数据,对涩北二号气田出砂井进行分类,对影响出砂的因素进行分析,为下一步气田主动控砂防砂及气藏稳产奠定了基础。     

涩北细粉砂岩储层出水对出砂规律影响的试验研究

青海油田涩北气田储层为第四系粉砂岩和泥质粉砂岩,岩石胶结疏松,出砂严重,气水层间互,产出砂的平均粒径中值只有0.04～0.07mm,为典型的细粉砂储层.但随着气田的开发,气井逐渐开始出水,加剧了气田的出砂;为了有效指导防砂,必需先弄清出水对储层出砂规律的影响.根据涩北气藏出砂规律研究试验目的与要求,设计了试验流程,研究了地层不出水和出水后岩心渗透率、压差、气体流速对出砂的影响及其影响规律.总体上看,随渗透率、压差、气体流速的增大,地层出砂量不断加大;在同等条件下,地层出水后会加剧地层出砂,其出砂量为不出水的岩心的1.5～2倍.     

基于H-B强度准则的出砂风险预测方法研究与应用

随着海上弱胶结砂岩油藏的开发，储层压力衰竭以及含水等因素使得油井出砂风险随开采年限的增加而增大，因此出砂预测的精确性在油井完井方式的选择中显得尤为重要。文章引用了三维Hoek-Brown准则，考虑了储层压力衰竭对地应力的影响，通过室内清水浸泡实验得出岩石泡水后岩石强度的变化规律，总结出了一套适用于海上油田弱胶结砂岩储层的全生命周期出砂风险预测方法，并结合油田实例，绘制了弱胶结砂岩储层在整个油井生产周期中受地层压力衰竭和含水率上升影响的出砂临界生产压差版图。该出砂预测方法应用于南海文昌油田疏松砂岩储层时，预测结果与现场出砂情况吻合程度较高，根据该方法所绘制临界生产压差图版能够为油田确定合适的防砂时机、合理的防砂方式、适时调整生产压差提供理论依据。     

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涩北气田的砂岩气层多而薄，生产过程中地层易出砂。统计表明，涩北气田在试气或试采阶段，虽然大部分气井控制产量生产，但已经有相当数量的井有出砂现象，出砂井占气田试采井总数一半以上。文章从储层特征、岩性特征、气体渗流速度、作业液浸泡等多个角度对气田地层出砂的机理进行了较为全面的分析。结果表明，气田的储层特征是地层出砂的内因，地层中天然气渗流速度是是否出砂的决定性因素，作业液浸泡和井筒内的动态响应会降低地层出砂临界速度，使地层更易出砂。在此基础上，基于降低单一气层天然气渗流速度的思路，从气藏工程角度提出了高孔密、大孔径射孔以及逐层叠加开采和多层压力平衡合采两种多层合采的开采方式和技术路线。实践表明，两种方式均能达到提高涩北气田气井产量、防止地层出砂的目的，其中，多层合采方式更能兼顾到防止出砂、提高气井产量和气田采收率，进而实现提高气田高效开发的目的。     

深水高产气井防砂方式及精度优选实验评价

南海L气田作为海上深水高产气田,储层为高孔高渗气藏,细粉砂岩地层,储层物性纵向范围变化较大,部分层位非均质性较强,粒度、泥质含量变化较大。利用常规方法选择防砂方式和挡砂精度往往出现不一致的设计结果。海上深水气田开发的高成本决定了其防砂措施必须可靠,因此需要借助实验手段进一步验证和优化防砂参数。选取L深水气田HL组细粉砂岩为实验对象,模拟地层砂在相同产气量驱替条件下,进行不同防砂方式、不同防砂精度、不同驱替时长、不同砾石充填厚度和不同挡砂介质防砂效果对比实验,从过流能力和挡砂效果两个方面进行综合评价,确定该气田采用120 μm筛网充填20/40目砾石更有优势,并且充填层厚度至少达到1.5 in以上。评价方案具有一定的推广应用价值。     

纤维复合无筛管防细粉砂技术在涩北气田的应用

柴达木盆地涩北气田是中国第四大气田，其储集层为第四系粉砂岩和泥质粉砂岩，胶结疏松，出砂严重，常规防砂技术基本无效或效果很差。根据对该气田储集层的研究，其防砂作业要采用软纤维稳砂预处理技术和处理液（处理液由可防止储集层岩石润湿反转的表面活性剂和可以稳定细粉砂颗粒的软纤维稳砂剂组成）。基于对具有防砂效能的纤维与涂层砂形成的三维网状复合体结构与性能的研究，研制出在储集层条件下稳定并能抗温、抗酸、抗碱和抗地层水侵蚀的防砂专用特种纤维复合体，用盐湖水配制出低损害清洁压裂液，并设计了压裂端部脱砂与控制工艺，形成了纤维复合体技术、清洁压裂液技术和端部脱砂技术集成配套的纤维复合无筛管防细粉砂技术。用该技术在涩北气田12口井进行先导试验，取得了显著的防砂效果，防砂后的不出砂产气量是防砂前产气量的1．75倍以上。     

低压低产气井连续油管冲砂试验及分析

长庆气田部分气井出现不同程度的井底积砂现象,对气井的正常生产和后期测试产生了一定影响。针对这种情况,提出了采用连续油管高黏度液体携砂、氮气循环顶替欠平衡注入段塞式冲砂技术。经榆林、苏里格气田现场3口井试验,冲砂作业时间短,对储层伤害小,为低压、低产气井冲砂作业提供了一种新途径。     

对五宝场构造加砂压裂工艺的几点认识

五宝场构造的主产层沙庙组属于低孔低渗的致密储层,产层内含有天然裂缝,微裂缝较为发育,进行加砂压裂施工必须全方位地考虑各种因素可能产生的影响。分析五宝浅2井沙溪庙组下段和上段的加砂压裂过程,对下段按照常规加砂压裂模式进行,造成了砂堵,仅加进地层9t支撑剂,但仍然获得了一定的产能,说明对于五宝场构造这类含有天然裂缝的产层,向地层中加砂时进入少量支撑剂也可能沟通天然裂缝见到效果。通过对五宝浅2井沙溪庙组同一产层两个层段加砂压裂的现场施工过程的分析、对比和总结,对五宝场构造下一步的加砂压裂施工作业提出建议和设想。     

永8断块出砂预测及防砂技术的应用

永8断块是1999年总公司重点产能建设区块。该断块油藏地层胶结疏松，各层均存在出砂倾向，是典型的稠油出砂油藏。地层出砂造成油水井不能正常生产。为了保证该区块的正常开发，对该断块的出砂机理、出砂预测、储层及流体等方面进行研究，对防砂技术进行了优化，3年来共应用绕丝筛管砾石充填、金属毡滤砂管、脲醛树脂等防砂工艺施工24井次，累积增油131．268kt，保证了区块正常生产。     

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柴达木盆地东部气田是我国陆上第四大气田,产层属于第四系涩北组,储层岩主要为粉砂岩、泥质松砂,少量细砂岩。储层泥质含量高,成岩性差,胶结疏松。产量稍大就会引起气井出砂严重,地面设备、管线均受损,大大限制了气井产能的发挥。气层单层厚度薄,但总厚度大,气、水关系复杂。针对气田的储层特征,文章系统评价了气层“五敏”伤害的机理和程度;并对气层钻井、完井、射孔、修井 、生产等各个施工过程中的工艺技术特点,诊断出了气层所存在的潜在储层伤害类型和伤害机理,提出了预防气层伤害措施和建议。     

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长庆气田陕１４１井区属于鄂尔多斯盆地靖边三角洲的一部分，上古生界天然气藏的储集体为三角洲平原分流河道砂体及三角洲前缘水下分流河道砂体，河口砂坝相沉积。集集空间主要是充填剩余袜间孔和次生溶蚀孔及微裂缝 。     

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在气井的加砂压裂测试过程中，由于压裂作业遗留在井筒和地层返出的支撑剂，随着高速流动的天然气和压裂液的混合流体进入测试管道，形成高速含砂射流，它对管道及其附件造成非常严重的破坏。通过损坏机理分析，结合现场生产实际，在气井的加砂压裂测试地面流程中，使用耐磨的硬质合金材料和优化油嘴、堵头等管件的结构，改变其冲击角，可减少流体对管件的冲蚀破坏。在节流上游段使用分离沉砂装置，收集井筒和地层返出的支撑剂，减少其在流体中的含量。在放喷出口处采用堵塞三通，消耗砂粒的冲击动能，减少砂粒对管壁的冲蚀破坏。上述技术经在现场使用，分离沉砂装置可收集98％以上的砂粒，大大地减少地面流程中支撑剂的含量。硬质合金的使用和管件结构的优化，增强了其耐磨性。堵塞三通的应用，减少了对管壁的冲蚀破坏。三种技术可将流程安全控制时间延长数十倍以上，且成本被控制在比较合理的水平，从而达到了安全、经济生产的目的。