钻井设计中井型对油井出砂风险分析

出砂是疏松砂岩油层开采过程中常遇到的问题,油井大量出砂不仅会导致产量下降,长时间的出砂还会损坏井下设备,导致筛管和套管破坏及变形,严重的出砂将导致油井停产,因此在油井前期设计中对油层出砂的预测是完井中重要的环节。目前,渤海地区常用的出砂预测方法主要以抗压强度法预测油井是否出砂,单轴抗
压强度法计算油层出砂特征参数只考虑了油层岩石的强度,并未考虑出砂特征随井周地应力分布以及井型变化所带来的影响,且抗压强度法中相关参数需要通过大量已出砂井数据统计确定,具有较强的地域性特征。文章以油层出砂原因和出砂机理为基础,通过分析不同井斜角、方位角以及井周应力分布情况结合岩石强度准则,建立了油井不同井型出砂临界生产压差预测模型,并进行敏感性分析,通过分析可以得到井眼轨迹参数（井斜角、方位角）、井周应力及岩石力学参数对油井临界出砂生产压差的影响,在油气田开采前期设计阶段通过调整和优化井眼轨迹参数可以提高油井临界出砂生产压差!降低油井出砂风险,减少油井防砂作业成本,对渤海油田设计阶段油气井出砂预测以及防砂方式选择具有指导。     

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。     

苏丹PAL油田出砂预测研究

利用现场多种资料对PAL油田主力油层进行了出砂预测综合研究——包括声波时差法、孔隙度法、出砂指数法、组合模量法,临界生产压差方法等,得出该油田主力油层在初期正常生产条件下出砂轻微,在适当时机应进行防砂完井的结论,同时建立了各井的临界生产压差剖面。将各种方法的预测结果与DST、油井短期/长期测试资料进行对比,建立了符合PAL油田出砂模式判识的指标。研究结果为今后本区块及附近区块油井出砂界定,提供准确的量化依据,还可为同类油田的开发提供良好的借鉴和参考。     

渤中25-1南油田不同井型油井合理生产压差研究

渤中25-1南油田D、E平台的水平井、水平分支井和定向井均采用“裸眼+筛管”的方式进行防砂,这种防砂方式要求满足生产压差的精细管理与产能最大化之间的平衡。根据渤中25-1南油田实际情况,应用岩石力学方法确定了不同井型油井的临界生产压差、临界出砂半径;通过建立实际油藏数值模型,进行了不同井型油井累计产油量与生产压差关系的模拟计算分析,表明在相对较小的生产压差下生产可以获得较好的开发效果。综合分析评价井测试、岩石力学计算、数值模拟计算分析结果及防砂前后油井生产压差的差异,并结合相近油田开发经验,提出了渤中25-1南油田油井合理的生产压差界限,这对类似油田的开发有借鉴意义。     

春光油田白垩系储层出砂规律预测及其生产应用研究

春光油田白垩系稠油储层为疏松砂岩储层,生产过程中出砂严重,为此应用考虑孔隙压力的Mohr-Coulomb准则建立了临界出砂生产压差预测模型,使用伽马分布模型建立了出砂速度预测方法。利用测井资料计算岩石力学参数,使用实测地应力资料计算了最大、最小水平主应力构造系数,进而对春光油田春17井区白垩系储层的出砂规律进行了预测,得到了出砂临界压差和出砂速度。根据出砂预测结果推荐了防砂时机和防砂后生产制度。     

苏丹P油田出砂规律与防砂时机

苏丹P油田的Y-S组是该油田的主力含油层组,埋深1300 m左右,储层胶结疏松,成岩性差,属于高孔、高渗储层,生产过程中易于出砂,对油井正常生产造成负面影响,降低海外油田开发的经济效益。为了解决油井高产与出砂的矛盾,应用声波时差法、孔隙度法、组合模量法、斯伦贝谢比法、出砂指数法、储层岩石坚固程度与力学稳定性分析等出砂预测方法对油田的主力产层进行了出砂预测,建立适用的出砂判识模式,指出油田出砂敏感区域并总结出砂规律,凡处于断层(尤其是大断层)附近和构造顶部的井,都应引起重点关注。同时利用油田含水、生产压差及地层压力变化等生产动态参数预测油井的防砂时机,对现场生产具有预报和指导作用。     

高含水期油井出砂预测模型的研究与应用

对取心井测井数据和岩心三轴试验岩石强度数据进行了分析,得到了油层砂岩强度与声波时差、井深的回归关系式。以岩石破坏准则为基础,采用岩石力学的理论和方法,建立了射孔完井临界出砂预测模型。通过孔道出砂预测模型的计算,得到了油井出砂时的临界生产压差和临界产量。该模型预测的结果可用于判断新井投产出砂和目前生产层位出砂的状况。对胜坨油田3口不同区块的生产井进行了计算,预测准确率大于82%,计算结果对该油田高含水开发后期开发方案的设计有指导意义。     

港西油田二次开发防砂工艺研究及参数设计

港西油田是典型的高孔高渗疏松砂岩油藏,随着含水量的不断上升,油井出砂严重,防砂成为港西油田二次开发需要解决的关键技术难题。通过对港西油田不同开采层位的岩石及流体特性的深入分析,结合实际生产情况和以往的防砂经验,针对不同的开采层位,优选了相应防砂工艺,并设计了防砂工艺参数。研究结果表明,明化镇组油井配套以压裂充填为主体的防砂工艺技术;馆陶油组底水油藏油井配套以循环充填为主体的防砂工艺技术;水井及侧钻井配套以化学防砂为主体的防砂工艺技术;针对多层系开发和长井段井,开展多层段逐层充填防砂先导性试验。研究结果为港西油田二次开发防砂方案提供了科学依据。     

海上油田不同开发井型合理生产制度研究

渤海中部25-1南油田D、E平台的水平井、水平分支井和定向井一般采用“裸眼＋筛管”的方式进行防砂,在开发过程中这种防砂方式要求满足生产压差的精细管理与产能最大化之间的平衡。文章应用解析方法计算了不同井型的理论产能,并结合各种测试资料、实际生产动态的对比分析,对渤中25-1南油田不同井型、完井方式油井的合理产能进行评价,找出了影响产能的主要影响因素;应用岩石力学方法进行了油田不同井型的临界出砂压差、临界出砂半径计算;通过建立实际油藏数值模型,进行了不同井型产量与生产压差关系的模拟计算分析,综合多种方法研究结果,提出了渤中25-1南油田油井合理的生产压差界限。研究结果为渤中25-1南油田或其它相近油藏选择合理的生产制度提供了科学依据。     

渤中26-3油田储层出砂预测研究

分析了渤中26-3油田主力储层明化镇组的出砂机理;提出用出砂指数法、斯伦贝谢出砂指数法和声波时差法来进行出砂预测,并用测井资料计算临界生产压差。根据3种预测方法和计算模型,应用VB6．0语言编制了出砂预测软件,建立了储层出砂指数剖面图。结果表明,明化镇组储层开采过程中出砂的可能性极大。开发时应采取防砂措施。研究结果为今后该区块及附近区块油井出砂界定提供准确的量化依据,还可为同类油田的开发提供良好的借鉴和参考。     

塔里木盆地高压气藏出砂测井评价方法研究

塔里木油田大北克深地区由于超深井高温高压,在测试过程中地层出砂,严重影响了试油试采以及储层的评价。介绍了油气井产层出砂机理,认为深储层压实作用较强,岩石致密且稳定性较好,只有生产压差过大或采出速度较快时才会导致岩石发生剪切破坏或张性破坏而引起地层出砂。基于测井计算的岩石力学参数和地层压力及地层应力数据,建立了裸眼完井的临界生产压差计算模型、射孔完井的临界生产压差计算模型和基于岩石单轴抗压强度的临界生产压差计算模型。采用出砂指数法、临界生产压差法及灰色关联统计分析法等综合预测产层出砂情况。实现了利用测井资料快速准确地计算生产压差,用于出砂定量分析与确定最优完井方案,为采油防砂提供决策依据。     

油气井出砂预测研究

用塑性应变准则建立了油井出砂预测的有限元力学模型，岩石的屈服应力准则用Drucker-Prager准则，在国内是油井出砂预测的一种新方法。在某油田地层数下，用该模型得到了不同井筒压差所对应井壁附近的塑性应力、应变变化结果，用这些结果可预测油井出砂情况。根据临界塑性应变，确定了井壁不出砂的临界生产压差，为油气井正常生产提供了理论数据。     

采油过程中压力衰减对临界生产压差的影响研究

随着油田的开采,储层段的地层压力逐渐降低,若保持生产压差不变,必然会导致油井出砂,为了防止油井出砂而影响油田的产量,研究压力衰减对临界生产压差的影响就显得尤为晕要。以岩石力学中岩石的破坏准则为基础,分析了影响临界生产压差的主要因素,建立了压力衰减后的临界生产压差计算模型,并结合油田的实例,计算了原始地层压力下的临界生产压差与压力衰减后的临界生产压差并绘制图表进行对比,从计算结果中可以看出,随着地层压力的逐渐衰减,临界生产压差逐渐变小,这符合油田的实际情况,从而为油田的实际生产决策提供指导。     

复杂条件下疏松砂岩油藏动态出砂预测研究

静态出砂预测没有考虑地层压力、含水饱和度和地层温度等变化对出砂临界条件的影响,导致开发过程中出砂预测结果与实际偏差较大。为了研究动态因素对出砂条件的影响规律,根据试验结果拟合岩石强度含水饱和度的变化规律,含水饱和度由0.15变为0.50时,储层岩石强度下降幅度可达60%左右;考虑地层压力下降对近井地应力的影响,以及温度变化导致的储层热应力改变,建立了稠油热采储层动态出砂临界条件的预测方法。渤海油田注多元热流体油井数据分析表明,储层出砂临界压差随着地层压力下降和温度升高以类似于指数式规律降低,在早期变化较快,然后下降速度逐步变缓;出砂临界压差随含水饱和度和含水率的升高以接近线性的规律降低。研究表明,注热开采稠油油藏出砂风险最大的时期为注热—焖井—生产的转换阶段,即转生产的初期,此时应逐步缓慢提高产量到正常产量。      

油井中后期出砂预测及防砂对策

油井中后期出砂是老油田经常遇到的问题,这种出砂是较难处理的。出砂的原因是:油层孔隙压力降低,砂岩骨架被压碎;孔隙内介质变化使胶结物破坏;高流速下液体冲坏砂拱等。油井中后期出砂的预测是用岩石力学试验方法、测井及试井资料分析。防砂方法应采用大套管、高密度射孔完井,在出砂后宜用综合治理。     

P油田出砂规律研究

P油田在开发早期油藏评价阶段试油、试采过程中,部分井、层有出砂现象。为减缓油井出砂对生产、作业带来的不良影响,确保油田开发方案顺利实施,在研究地层出砂机理的基础上,结合油藏地质特征开展了一系列的研究,建立了符合P油田的出砂判识模式,提出了临界生产压差和临界采油强度,不但为控砂采油提供了理论依据,而且提出了油井进行防砂的正确时机,对现场生产具有良好的指导作用,同时还可为同类油田的开发提供良好的借鉴和参考。     

P油田出砂规律研究

P油田在开发早期油藏评价阶段试油、试采过程中，部分井、层有出砂现象。为减缓油井出砂对生产、作业带来的不良影响。确保油田开发方案顺利实施，在研究地层出砂机理的基础上。结合油藏地质特征开展了一系列的研究，建立了符合P油田的出砂判识模式。提出了临界生产压差和临界采油强度。不但为拉砂采油提供了理论依据，而且提出了油井进行防砂的正确时机。对现场生产具有良好的指导作用。同时还可为同类油田的开发提供良好的借鉴和参考。     

南海西部低渗疏松砂岩油藏水平井合理生产压差研究

针对文昌A油田低渗疏松砂岩储层易出砂,难以确定合理生产压差的问题,运用岩石力学方法对水平井周岩石进行受力分析,结合Mohr-Coulomb、Drucker-Prager和Hoek-Brown准则进行剪切破坏判定,得到了全井段储层应力破坏理论下的临界出砂生产压差。分析井周储层孔隙内的非胶结砂粒受力情况,结合水平井产出剖面得到砂粒运移理论下的临界出砂生产压差。研究结果表明：水平井出砂受储层岩石强度、砂体粒度、井斜和产量等多方面综合影响。将研究成果应用于文昌A油田,计算12口水平井合理生产压差并配产,生产过程未监测到出砂。研究成果对同类低渗疏松砂岩油藏水平井合理生产压差研究具有一定指导意义。     

致密油水平井出砂机理

大庆油田A致密油试验区10口水平井投产16个月后,就有3口井的砂柱到井口,致密油水平井出砂问题日益突出。通过探讨致密油水平井出砂机理,研究了适合大庆油田的致密油水平井出砂临界压差计算方法。依据出砂临界压差和衰竭开发阶段性渗流特征,建立了致密油水平井防砂方案。通过治理A致密油试验区B水平井出砂问题,并以压力恢复试井资料和生产数据验证了致密油水平井出砂机理。结果表明:含水率升高是致密油水平井出砂的主要原因,含水率升高时,远井地带泥质填充物膨胀堵塞地层,近井地带泥质填充物松动后与裂缝壁面游离砂随流体进入井筒造成出砂;生产压差大于出砂临界压差时将造成裂缝壁面破碎而出砂。致密油水平井采取间歇采油制度并以小于临界生产压差的压差生产后,有效控制了出砂量,延长了油井寿命。     

雅克拉高压油气井防砂措施研究

针对雅克拉油气田情况，对高压气藏地层出砂机理进行了深入研究。综合分析认为，在油田开发初期，由于生产压差不大，产层不会出砂。只有在井底压力波动较大或超出临界生产压差时，才会引发地层出砂。结合雅克拉气田实际情况，综合考虑国内外防砂技术现状、工艺条件和经济成本及对南海油田高压气井防砂工艺的现场调研。建议雅克拉气田开发中后期选用大通径不锈钢绕丝筛管防砂。