疏松砂岩油藏出砂机理微观可视化实验研究

针对出砂机理宏观实验研究中存在的问题,研制了疏松砂岩稠油油藏出砂机理研究的微观可视化实验装置,采用渤海疏松砂岩典型储层的粒度分布和油田实际挡砂参数,进行了疏松砂岩稠油油藏出砂机理的微观可视化实验研究。结果表明:出砂提高渗透率的程度与驱替压差、地层砂粒度、挡砂筛网尺寸有关。粒度越均匀,分级出砂范围就越窄,出砂阶段越集中;若粒度均匀程度较差,则分级出砂范围就越宽,出砂随驱替压差和挡砂精度的变化也越明显。     

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。     

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。     

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。     

生产压差对疏松砂岩储层出砂影响规律研究

针对疏松砂岩油藏开发过程中油井出砂与提高产能之间的矛盾,在综合考虑流体渗流、储层变形或破坏等因素的基础上,基于连续介质力学理论,建立了一种流固耦合形式的疏松砂岩合理压差预测模型,并应用所开发的有限元程序模拟分析了渤海疏松砂岩油田某油井生产压差波动对砂岩储集层骨架应力和变形的影响规律,提出了适合该井区的合理压差.     

疏松砂岩气藏出砂机理研究

柴达木盆地东部的涩北气田为第四系浅层生物气田,其储层岩石成岩性差,疏松易散,开采时易出砂,影响生产。通过系列室内岩心实验,分析了涩北气田储层岩石的颗粒和孔隙结构特征、岩石力学性质,采用物理模拟方法研究了涩北气田的出砂机理及其影响因素,结果表明,岩石强度是决定储层是否出砂的决定性因素,岩石破坏时将大量出砂,而气田在控制压差生产条件下岩石未产生破坏时的出砂形式主要为微粒运移,孔隙越大,越容易产生微粒运移出砂。     

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。     

疏松砂岩油藏出砂应力敏感实验研究

为研究疏松砂岩储层应力敏感特征,模拟出砂对储层渗透性的影响,制作了全直径人造疏松砂岩油藏岩心,利用研制的疏松砂岩油藏应力敏感测试实验装置,采用不同驱替压差和驱动流速,模拟研究储层不出砂及出砂情况下储层渗透率和相对渗透率的变化规律。实验结果表明,疏松砂岩储层具有较大的压实空间,当轴向压缩率超过2%以后,渗透率的下降幅度均超过50%;在轴向压缩率范围内,两相共流区均从55%降低到20%,但在同样的轴向压缩率下,出砂会降低两相共流区的缩减速度。研究表明,疏松砂岩储层渗透率具有较强的应力敏感特征,适度出砂可以减小渗透率的降幅,降低油水两相共渗区的缩减速度,在一定程度上有助于保持油井产能。      

疏松砂岩气藏渗透率敏感性实验研究

压敏、速敏、水敏的联合作用是疏松砂岩储层二次伤害的主要原因。利用松散岩心的套筒取心制样技术,对疏松砂岩油藏的露头岩心取样,通过疏松砂岩油藏应力敏感实验,模拟了不同驱替压差和驱动流速下储层的压敏、速敏、水敏变化,研究了疏松砂岩气藏特殊的渗透率敏感性机理。实验结果表明：疏松砂岩储层的渗透率越低,压敏越明显,压敏主要发生在应力变化的初始阶段,一般处在投产早期的近井地带,因此,多井低产、均衡开采将有利于稳产;疏松砂岩储层可动水会加剧压敏效应,因此随着压实和出水,中—低渗储层将转变为局部低渗—特低渗储层;疏松砂岩储层渗流过程中,微粒的运移同时具有疏通提渗和堵塞降渗的双重效应,在岩心尺度上,速敏体现在测试渗透率的异常升高,对于实际生产井,当气井产量发生显著变化时,可认为近井地层发生了微粒运移引起的速敏效应,即地层出砂。     

天然气水合物降压开采储层出砂数值模拟

储层出砂是天然气水合物藏降压开采过程中所面临的主要问题。基于常规疏松砂岩储层出砂计算模型,综合考虑水合物分解规律、储层稳定性变化及岩石颗粒受力,建立了降压开采天然气水合物藏动态出砂量预测模型,并对储层出砂规律进行了分析。研究表明:越靠近井口处,水合物分解速率越快,内聚力减小幅度越快,储层稳定性越差;水合物储层开采较常规砂岩储层开采更容易出砂;水合物开采初期的出砂速率迅速增大,但出砂速率达到峰值后就会随着时间迅速减小,并最终趋于稳定;生产压差越大,水合物储层开采出砂也越严重。本文研究成果可为天然气水合物降压开采储层防砂提供借鉴。     

水平井眼轨迹对气井出砂趋势及工作制度的影响

出砂是影响油气井正常生产的重要因素之一。借助FEPG有限元程序自动生成平台，建立了三维应力场弹塑性地层出砂模型，并运用有限元法计算分析了不同轨迹的裸眼井井壁周围的有效塑性应变分布规律及出砂趋势，研究了气藏压力衰竭对完井方式的影响。研究表明，水平井眼轨迹对出砂有重要的影响，同一地应力环境下向不同方位延伸的水平井在投产时应该采取不同的生产压差和不同的生产制度，水平井眼轨迹对出砂的影响程度随着3个地应力差异的增大而加剧。气藏压力衰竭对井壁的稳定性和出砂趋势都有重要影响。随着气藏压力的衰竭，井壁稳定性将变得越来越差，最终导致井筒出砂。因此，对气井完井不仅应该考虑到气藏开发初期地层的稳定性状况，而且还应该考虑到气藏压力衰竭后可能出现的井壁失稳问题。     

许浅1断块浅层疏松砂岩开发技术研究

许浅1断块于2001年7月投产,2003年进行注水开发,该块储层埋藏浅,储层胶结疏松,出砂严重,由于出砂井网遭到严重破坏,制约油井正常生产。许浅1断块自2003年产能建设完成以来,由于储层出砂严重以及砂体平面上展布不均,导致注水效果较差,局部井网注采井距过大,注采井网不完善。     

金属棉优质筛管适度防砂实验研究及应用

利用优质筛管适度防砂,可改善储层物性,防止防砂层堵塞,提高产能。使用自行研制的出砂模拟实验装置,测定了不同类型筛管在不同防砂精度条件下的流量、压降、油中含砂量（出砂量）等参数,分析了筛管堵塞机理,以及金属棉优质筛管防砂参数对生产压差的影响规律。研究结果表明：生产过程中油井间歇性出砂时,金属棉过滤介质能够在外力作用下发生位移变形,表面形成的低渗砂层也会发生变化,堵塞状态会受到一定程度的破坏;所以抗堵塞能力优于其他类型的优质筛管。相同挡砂精度条件下,金属棉优质筛管的堵塞压力比其他类型优质筛管低70%左右。     

河流相储层不连续界限对剩余油分布及布井策略的影响作用

河流相储层内部夹杂着诸多影响地层渗流的不连续界限,研究其对剩余油分布的影响,优化布井策略,对此类油藏高效开发具有重要意义。结合复合砂体构型理论成果,建立了不同级别不连续界限的油藏数值模拟模型,模拟了在大井距开发条件下,不连续界限对剩余油分布的影响,建立了河流相储集层不连续界限控制的剩余油分布规律图版;根据不连续界限两侧砂体叠置关系,将河流相不连续界限归纳为3种接触模式,基于界限规模和连通能力认识,结合界限控制的剩余油分布,提出了水平井穿不连续界限的布井策略。选取渤海某河流相油田进行了成果应用,根据示踪剂产出分析结果和新钻调整井生产效果认为,本文研究具有较好地适用性,对油藏开发方案设计井位部署和剩余油挖潜具有指导作用。     

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。     

特低渗透油藏CO_2非混相驱极限井距计算方法

极限井距计算方法对于特低渗透油藏确定合理井网密度具有重要意义。考虑CO_2对原油的降黏作用及油相启动压力梯度的变化,建立了一维两相渗流数学模型,并应用特征线法、试算法和迭代法进行求解,推导出特低渗透油藏CO_2非混相驱极限井距计算方法。同时开发了极限井距计算软件进行井距实例计算,绘制了理论图版。结果表明:CO_2对于原油的降黏作用可达到60%以上,油相黏度自注气端至采出端逐渐增大;生产压差为10~20 MPa,注气速度分别为10、15、20、25、30 t/d的极限井距均比未考虑油相黏度及油相启动压力梯度变化的极限井距大;极限井距随生产压差增大而增大,随注气速度、地层原油黏度、CO_2黏度增大而减小;生产压差相同时,注采两端压力越大,极限井距越大,油相黏度及油相启动压力梯度的下降幅度越大。     

有机硅高温固砂技术研究及在稠油开采中的应用

克拉玛依六~九区稠油区块属砂岩油藏,地层结构疏松,注高温、高压蒸汽的热采方式加剧了油层的破坏,致使生产井出砂日趋严重,严重影响了该区稠油油藏的正常生产。六~九区自1991年以来,先后实施了绕丝管防砂等机械防砂及羟基铝防砂等化学固砂措施,由于防砂范围有限、效果差、固砂周期短、成本较高等原因,这些措施均未得到推广应用。有机硅改性固砂剂克服了以上缺点,具有较好的高温固砂性能,室内试验结果表明:在300℃下,优选的有机硅高温固砂剂固结体抗压强度在4MPa以上,同时该固砂剂对地层伤害小,水相渗透率达0.60μm2以上。高温固砂剂在六~九区稠油油藏现场试验了10井次,有效率90%,增产原油1180.7t,处理后原油含砂率均为微量,取得了理想的效果,具有较高的推广价值。     

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。     

流固耦合模型在定量预测油水井出砂过程中的应用

在综合考虑流体渗流、储集层变形或破坏等因素的基础上，建立了流固耦合形式的出砂定量预测模型。提出了2类出砂机理：流体渗流剥蚀作用下的细砂产出和储集层结构破坏情况下的粗砂产出，并采用DruckerPrager准则研究了出砂过程中的砂岩储集层骨架应力和变形。有限元法数值模拟结果表明：在整个出砂过程中，地层渗透率的变化与生产压差、储集层物性密切相关。在相对平衡的地层压力条件下，由于剥蚀或储集层骨架破坏，地层渗透率可以增加30％；过高的生产压差可能造成井眼局部储集层压实，渗透率下降幅度可达50％。因此，保持适当的地层压力是控制渗透率下降进而保持产能的关键。图4表3参15     

射孔完井出砂预测新模型及其在射孔优化中的应用

分析了射孔完井的油层出砂机理，以线弹性理论为基础，考虑变温应力和流体渗流作用的拖曳力影响，建立了一种新的射孔完井出砂预测模型。应用该模型研究射孔方位、射孔参数对油井出砂的影响，结果表明，深穿透射孔弹比大孔半径射孔弹能更好地避免孔道出砂，采用定向射孔能有效地减少油井出砂问题。其结果对砂岩油藏射孔优化设计具有一定指导意义。