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。     

东辛油田储层纵向出砂分布规律预测及应用研究

研究了定性经验出砂预测方法,在近井地应力分布基础上,根据莫尔-库仑岩石破坏准则得到了油井垂直井井壁岩石破坏临界条件,建立了油井出砂临界生产压差预测模型及预测方法。利用上述模型编制了计算机程序,对胜利油田东辛油区营1、辛68断块储层进行了油井纵向出砂规律预测。结果表明,东辛油田古近系东营组一段、二段、三段,沙河街组一段、二段部分层位的出砂临界压差分别约为1.05、1.06、1.4、2.1、2.56MPa。随着深度的增加,出砂临界生产压差增大,出砂程度逐渐减轻。根据地层砂粒度分析及出砂预测结果,对东辛油田进行了防砂工艺优选,并给出了单井防砂工艺选择方法。     

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。     

压力衰竭油田全寿命期出砂风险预测研究

有效准确的对压力衰竭油田进行出砂定量预测具有重要的意义。为此,根据油田油藏资料、测井数据、完井方式等参数,利用SAND_PRO软件计算得到不同地层压力及含水率条件下的临界生产压差,并结合油田单井生产动态,从而预测油田各井出砂可能性。以南海西部某油田为例,研究了该油田两口井主要油气层位在不同储层压力条件下的临界生产压差,预测全寿命期不同年份出砂可能性,并进行了出砂影响参数敏感性分析。结果表明,随着储层压力衰竭,地层含水率上升,临界生产压差呈减小趋势,出砂可能性增加,因此在油田开发中后期,必须考虑出砂风险。     

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。     

高泉区块地应力分析及水平井出砂预测

文章采用三维有限元数值模拟技术进行了高泉区块地应力分析及新井水平井段的出砂风险预测及安全压力降取值。通过区块内目标井邻近的 ＧＴ１井的测井数据计算了地层参数,进行了单井一维地质力学分析,并结合 ＧＴ１井的单井分析结果,对高泉区块进行了三维精细地应力场数值计算,得到了目标水平井段所在地层局部区域的地应力各分量的值。采用有限元数值计算方法和基于塑性的出砂预测模型,分析了 ＧＴ１井的出砂现象。在压差-产量观测数据基础上,分析得出了高泉区块清水河组地层的“临界出砂塑性应变值”这一出砂预测模型关键参数的取值。有限元数值计算方法和基于塑性的出砂预测模型,给出了目标井水平井段的出砂分析和安全压力降计算,为油田的安全高效生产提供了理论依据。     

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。     

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。     

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。     

胜利油田弱胶结稠油藏岩石破坏准则及出砂预测

针对胜利油田弱胶结稠油藏开采过程中出砂严重的实际情况,通过三轴试验对弱胶结储层的变形破坏性质进行了试验研究,建立了极限塑性应变破坏准则,通过流－固力学耦合计算建立了炮孔破坏出砂的预测模型,最后对单家寺油田弱胶结稠油藏出砂临界生产压差及出砂速度进行了预测,预测结果与现场数据比较吻合,研究结果对该油田采取合理的防砂工艺措施具有重要的指导意义。     

气井系统出砂预测模型研究及应用

系统出砂预测的基本内容包括定性出砂预测、出砂临界生产压差预测以及实际生产条件下的出砂半径预测。文章首先阐述了定性出砂预测方法；考虑气藏流体压力分布，建立弹性岩石材料的应变平衡方程，求解并结合弹性岩石的应力-应变方程得到地层岩石的弹性应力解；在孔壁上采用考虑孔隙压力的莫尔-库仑准则，便可预测出砂临界井底流压和生产压差；求解塑性变形区的应力平衡方程，并结合塑性区的应力-应变准则可得到塑性变形区的塑性应力解；根据弹、塑性边界的应力连续条件，建立弹、塑性边界上的径向应力平衡方程，求解可计算弹、塑性区边界半径即出砂半径。对涩北气田涩4-9井进行了系统出砂预测，与实际生产资料基本符合。     

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。      

孤东油田储层出砂因素研究

孤东油田是典型的疏松砂岩油藏，油层埋藏浅，压实程度差，胶结疏松，易出泥砂。随着油田进一步开发，油层出砂进一步加剧，造成油水井“躺井”不断增加，其中部分油水井出泥砂严重造成无法治理。为此开展孤东油田敏感性评价、配伍性评价、岩性分析、岩心流动实验等出泥砂机理研究，分析各因素对孤东油田出泥砂影响，为开展治理研究提供借鉴，提高孤东油田开发效果。     

A New Approach to Sand Production Onset Prediction Using Artificial Neural Networks

Abstract

Sand production prediction has always been an important issue when dealing with production phenomena. Knowing all significant consequences of precise sand production prediction, different methods were developed using a variety of criteria and material models were implemented to obtain more accurate results. Although sand rate prediction has become a prevalent challenge nowadays, it does not reduce sanding onset prediction. Dealing with different methods and knowing the disadvantages of each one will clarify the necessity of developing a technique having the exactness and accuracy of numerical and experimental methods and simplicity of analytical ones. There was an endeavor in this article to apply powerful tools of an artificial neural network to predict critical bottomhole flowing pressure inhibiting sand production. Comprehensive well data gathered from 38 wells distributed in three oilfields producing from the same source rock were investigated to find the main parameters causing sand production. After verifying the proposed model with test wells, it was evaluated against well-accepted analytical models. The final results illustrate a reliable and more exact method that can predict sand initiation with a high degree of accuracy.     

固结砂岩气藏出砂预测方法研究

结合试验结果将固结砂岩储层简化为具有残余强度的弹脆塑性体,计算了强度参数。通过气藏孔隙压力和岩石骨架应力分布规律分析,以Bratli孔穴稳定准则为出砂判据,建立了固结砂岩储层气井裸眼完井出砂临界压差的确定准则,并利用该准则对南海某气田出砂临界压差进行了分析评价。为最大限度地提高气井产量,减少气井出砂对管壁冲蚀提出了可靠依据。     

河南油田基岩储层试井分析方法研究

针对河南油田基岩储层的复杂性,分析基岩储层试井曲线的表现特征,结合钻井、测井和物探资料处理对井周围储容空间的预测情况,建立测试井曲线响应特征与钻井、测井和物探资料解释对应关系;通过综合分析,建立了井周围不同储容空间情况下的基岩储层的试井解释模型,形成了一套实用的基岩储层试井资料分析体系。     

M油田出砂因素及防砂措施分析

从M油田的开发概况和出砂状况，综合分析了M油田出砂的原因，建立了出砂理论模型，对其进行了出砂模拟实验分析，分析了产量、含水和压力等因素对M油田出砂的影响，确定了M油田的合理生产压差及抽汲参数，并对M油田的出砂形势进行了预测，最后提出了M油田防砂原则的确定要根据不同开发方式、不同开发时期以及不同井况采取不同的防砂措施，以实现经济而有效的防砂目的。     

A New Approach for Predrilling the Unconfined Rock Compressive Strength Prediction

Abstract

A reasonable knowledge of rock's physical and mechanical properties could save the cost of drilling and production of a reservoir to a large extent by selection of proper operating parameters. In addition, a master development plan (MDP) for each oilfield may contain many enhanced oil recovery procedures that take advantage of rock mechanical data and principles. Thus, an integrated rock mechanical study can be considered an investment in field development.

The unconfined compressive strength (UCS) of rocks is the important rock mechanical parameter and plays a crucial role when drilling an oil or gas well. A drilling operation is an interaction between the rock and the bit and the rock will fail when the resultant stress is greater than the rock strength. UCS is actually the stress level at which rock is broken down when it is under a uniaxial stress. It can be used for bit selection, real-time wellbore stability analysis, estimation an optimized time for pulling up the bit, design of enhanced oil recovery (EOR) procedures, and reservoir subsidence studies.

Rock strength can be estimated along a drilled wellbore using different approaches, including laboratory tests, core–log relationships, and penetration model approaches. Although this rock strength profile can be used for future investigation of formations around the wellbore, they are actually dead information. Dead rock strength data may not be useful for designing a well in a blind location (infill drilling). Rock strength should be predicted prior to drilling operations. These sort of data are helpful in proposing a drilling program for a new well.

In this research, new equations for estimation of rock strength in Ahwaz oilfield are formulated based on statistical analysis. Then, they are utilized for estimation of the rock strength profile of 36 wells in a Middle Eastern oilfield. An artificial neural network is then utilized for prediction of UCS in any predefined well trajectory. Cross-validation tests showed that the results of the network were compatible with reality. This approach has proven to be useful for estimation of any designed well trajectory prior to drilling.     

渤海稠油油田适度出砂生产可行性研究

针对海上油田的实际情况，提出了适度出砂生产的概念，分析了适度出砂生产的优势和带来的一系列问题，国外油田的应用实例也证明了适度出砂开采可以大幅度提高油井的产量。讨论了海上油田应用适度出砂技术应解决的关键问题，包括砂子产出后的处理问题、临界压差和出砂量预测问题、砂子输送预测问题、以及设备侵蚀率预测问题等。在分析渤海稠油油田特点的基础上研究了渤海油田对这一技术的适应性。认为在渤海稠油油田进行适度出砂方式开采是可行的。