适度出砂开采标准金属网布优质筛管防砂参数设计实验研究

利用自行研制的全尺寸大型出砂模拟实验装置,测定了不同防砂参数下利用标准金属网布优质筛管(以下简称筛管)防砂后的流量、压降及出砂量,分析了筛管防砂参数与油井产能、出砂量的关系,并建立了适度出砂条件下筛管防砂参数设计图版.研究结果表明:当依据海上油田传统防砂设计要求出砂量控制在0.3‰以内时,要求筛管防砂参数不大于0.88d<,50>(粒度中值);适度出砂开采时允许出砂量控制在0.5‰以内,此时筛管防砂参数可放大到不大于1.27d<,50>;相对于传统防砂设计,本文防砂参数设计可提高油井产能30%以上.该研究成果目前已成功应用于NB35-2油田.     

松砂岩稠油油藏防砂参数优选试验研究

针对渤海海域疏松砂岩稠油油藏放大防砂参数、提高油井产能的现实要求,通过试验的方法对砾石充填及金属网布优质筛管防砂方式不同防砂参数下的出砂规律进行了研究,并进行了适度出砂条件下防砂参数的优选评价.结果表明,当出砂量控制在0.5‰以内时,可放大编织网优质筛管的防砂参数到d50(砂粒粒度中值)的1.32倍;砾石尺寸的设计可适...     

文昌油田调整井防砂优化设计

文昌油田投产后部分油井出砂,严重影响油井正常生产及设备维护,新钻调整井防砂难度大。分析了油井防砂失效原因;运用人工神经网络技术预测调整井储层粒度及黏土矿物组分分布规律;以理论设计与出砂模拟试验相结合,对文昌油田调整井防砂方式及防砂参数进行了优化。结果表明:筛管网孔变形导致防砂参数变大、砾石充填尺寸设计不合理以及充填不完整是该区块油井防砂失效的主要原因;通过出砂模拟试验研究,推荐文昌油田新钻调整井使用金属棉优质筛管防砂完井,筛管防砂参数为90～120μm,该防砂方案对文昌油田现场防砂方案的制定具有较大的指导意义。     

疏松砂岩稠油油田防砂工艺模拟试验研究

位于南海珠江口盆地的E油田H组油藏属于中孔高渗、疏松砂岩稠油油藏,开发过程中极易出砂。目前该油田部分开发井采用独立筛管简易防砂,产能无法达到油田开发方案设计要求。为了确定合理的防砂工艺与防砂参数,利用防砂物理模拟试验系统,针对主力储层H18层砂岩特点,进行了不同挡砂精度筛管的简易防砂和砾石充填防砂试验研究。试验结果表明:挡砂精度为125、149和177μm的筛管在简易防砂和砾石充填防砂条件下均能满足海洋石油防砂要求;简易防砂时,125μm筛管抗堵塞能力最好,但149μm筛管平均比采油指数最高;管外充填20～40目砾石时,149μm筛管抗堵塞能力最好,同时比采油指数也最高。相比简易防砂,砾石充填防砂工艺能够延缓筛管堵塞过程,因此建议E油田H18储层采用149μm筛管管外充填20～40目砾石进行防砂。     

水平井防砂筛管评价实验

大港油田出砂油藏水平井主体采用防砂筛管完井,在实际生产过程中,虽然整体效果不错,但是部分井仍然存在筛管破漏、堵塞,砂堵、砂埋油层等影响正常生产的问题,为此开展了水平井防砂筛管评价实验研究。证实了各类型筛管在不同分选性储层的适应性,提出在设计挡砂精度时应避免和粒度中值过于接近,采用分级控砂筛管完井时应控制产液强度等注意事项,便于指导今后防砂筛管在出砂油藏水平井的合理应用。     

疏松砂岩油藏水平井防砂筛管优选和防砂精度优化

南海东部珠江口盆地疏松砂岩油藏埋藏浅,泥质含量高,易出砂。为优选适用于该油田水平井的防砂筛管,采用实尺寸筛管防砂物理模拟实验装置,结合该油田储层特征（d₅₀=250 μm,非均匀系数3.17,泥质12%）和实际工况,进行了不同类型防砂筛管的防砂物理模拟实验,通过测定不同防砂精度（150、200、250、300 μm）条件下的流量、压降、油中含砂量、产出砂粒径等参数,系统评价了改进型星孔复合筛管及其他3种不同结构的金属网布复合筛管防砂性能、抗堵塞性能和综合性能。结果表明:金属网布复合筛管Ⅱ（保护套+斜纹网+双层密纹网+斜纹网+基管）和金属网布复合筛管Ⅰ（保护套+斜纹网+三层密纹网+斜纹网+基管）防砂性能、抗堵塞性能以及综合性能指标都较高,适合作为南海东部珠江口盆地疏松细~中砂岩油藏高含水期水平井防砂筛管,并推荐油田防砂精度为200~250 μm。该研究可为该油田进行防砂方案设计提供依据。     

井楼油田砾石充填防砂参数优化实验研究

砾石层和机械筛管是砾石充填防砂的关键组成部分,其类型和性能决定了挡砂效果和防砂井产能。井楼油田井楼7区块油藏出砂严重,为优选砾石层充填方式和机械防砂筛管精度,使用挡砂介质性能评价装置,模拟现场条件对3种砾石层及8种不同筛管样本进行挡砂介质性能评价实验。根据动态实验数据计算得到挡砂介质的流通性能、挡砂性能、抗堵塞性能的量化评价指标,并针对井楼7区块进行了砾石充填防砂参数优选。     

优质筛管防砂井产能预测方法研究

油气田开采过程中的出砂问题十分普遍,对于出砂油气藏,防砂是必不可少的环节。机械防砂作为最重要的防砂措施,得到了越来越广泛的应用。优质筛管防砂是现场应用比较普遍的防砂管柱防砂技术。优质筛管本身的渗透性一般较大,不足以对油井产量造成影响。而从地层产出的细砂会不断充满防砂管柱与井壁的环形空间。由于地层产出砂沉积后的渗透率较低,会对油井产能造成较大的影响。本文以地层砂为研究对象,以地层砂粒度分析为研究基础,分析了不同颗粒粒度及其分布所产生不同的地层砂渗透率。运用渗流力学的知识对优质筛管堆积砂层表皮系数进行了计算;并建立了不同颗粒粒度及其分布、环空砂层表皮系数与油井产能关系的模型,从而更好的预测出砂后优质筛管防砂井的产能,对指导现场生产具有一定的意义。     

折皱式防砂筛管过流性能测试及评价方法

常规防砂方法在复杂生产条件下极易被储层砂堵塞,从而显著降低其过流性能,为此,研制了折皱式(ZZS)防砂筛管。通过设计开展物模评价试验,将现场典型应用井位生产数据与常规筛管进行对比,论证了ZZS筛管在不同复杂生产条件下的过流性能。试验结果表明:新型折皱式防砂筛管过滤面积大,其筛网材料用量为常规优质筛管的4倍以上,可在一定程度上降低筛网堵塞对过流性能的不利影响,从而有效提高井筒供液能力;在高产液量、稠油、致密砂岩、砂岩粒度不均等复杂工况下,ZZS筛管的过流性能优于金属毡筛管,更优于配合砾石充填的绕丝筛管。研究结果可以为油田区块新型防砂技术的推广应用提供重要指导。     

防砂筛管过滤精度对油井产能影响规律研究

在出砂油井中,地层产出的砂粒不断充满防砂管柱与套管的环形空间.由于地层产出砂沉积后的渗透率较低,会对油井产能造成较大的影响.防砂的目的是阻止或延缓油层出砂或地层砂不进入井筒,而且防砂措施不能对油井产能造成较大的影响.防砂筛管的过滤精度与油井的产能关系是选择防砂方案时必须要考虑的问题.本文以环形空间的砂层为研究对象.将颗粒学相关的概念、理论与方法,引入到石油工程的领域,分析了不同砂砾粒度及其分布、砂粒堆积所产生不同的环空砂层的渗透率.并建立了不同砂粒粒度及其分布、砂粒堆积与油井产能关系的数学模型.根据不同的计算参数,选择合适的防砂筛管过滤精度,对指导现场生产具有一定的意义.     

深水Akpo油田防砂方案设计

Akpo油田位于尼日利亚1 150～1 750m深水区,开发环境恶劣,出砂可能性研究、防砂方式选择及精度设计至关重要.为此,对Akpo油田多种出砂可能性和临界压差预测结果进行了对比分析:一是采用神经网络技术,预测出未取心储层的粒度特征值;二是根据粒度和泥质质量分数特性,利用中国石油大学(北京)和Tiffen方法,对该油...     

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     

机械式防砂管原油渗流试验研究

针对稠油疏松砂岩油藏采油工艺中防砂管极易发生堵塞的现状,对现存防砂管的滤材和结构进行了改进,并进行防砂管基本性能试验和压力极限的堵塞试验.结果表明:防砂管的渗透率受压差影响明显;含粘土等固体颗粒的原油在渗流过程中更容易使防砂管发生堵塞;在相同的渗流环境下,经滤材改进设计的新型防砂管渗透率最高,阻力系数最小,渗流量最大,并且渗透率随时间降幅最小,渗透性能最好;同时在极限压力下,经结构改进设计的新型防砂管渗流流量最大,能够长时间维持稳定渗流状态,试验结束后,绕丝完好,没有大量泥沙淤积吸附现象.     

蒸汽吞吐水平井精密微孔滤砂管完井参数设计

精密微孔滤砂管在蒸汽吞吐水平井中得到了广泛应用,但对其理论模型研究很少。耦合水平井蒸汽注入阶段、焖井阶段、生产阶段的传热与传质模型,建立了稠油蒸汽吞吐水平井精密微孔滤砂管完井参数设计模型。研究了筛管外径、筛孔直径、筛孔密度、圆周筛孔数对水平井IPR曲线的影响和吞吐周期内井筒压降的变化规律。研究结果表明,水平井产能随着筛管外径、筛孔直径、筛孔密度的增大而增大,且变化趋于平缓;筛孔密度、圆周筛孔数对水平井产能影响较大;随着温度降低,井筒压降对筛管外径敏感性增强。与现场水平井生产效果对比表明,该模型具有较高精度,为蒸汽吞吐水平井精密微孔滤砂管完井设计与效果预测提供了分析模型。     

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。     

深水气田防砂方案优选试验研究

深水气田岩石胶结疏松易出砂,气体流速高,导致防砂难度大,防砂方案的制订尤为重要。针对深水气田渗流特性,设计制造了大型室内气井出砂模拟试验装置。以S1小层物性参数为例,对不同类型防砂管进行评价,优选合适的防砂方式,确定最优的防砂参数。结果表明,深水气田不能使用筛管独立防砂,必须进行砾石充填。对于砾石充填井,使用优质筛管可以进一步降低出砂量,起到双重防砂功效;对于深水气田,砾石层充填50.8 mm厚度可以达到产能与出砂量的最优化。试验结果指导了深水气田的高效开发。     

盐上油田防砂方法优选试验研究及现场应用

为了优选出适合盐上油田的防砂方法和相应的工艺参数,在调研已有室内试验研究方法的基础上,设计制造了室内大型出砂模拟试验装置。旨在通过室内物理模拟试验,优选出合理的完井防砂方式。对优选出的防砂管进行不同缝宽参数对比试验,确定出最优的防砂管挡砂参数。结果表明,割缝管产能最高,且结构简洁,容易控制防砂精度,适合适度防砂;填充砾石防砂井比不填充砾石防砂井的井底压力损失小;建议采用φ139.7 mm割缝管、250~300μm缝宽,1 200μm砾石填充方式进行防砂作业。     

裸眼系列完井方式下鱼骨井产量模型求解方法

为了向鱼骨井完井方案设计提供必要的理论参考依据,建立了鱼骨井产量稳态耦合模型,以裸眼系列完井方式为核心内容,以微元段法为求解手段,定量阐述完井筛管对耦合流动过程的影响,得到了鱼骨井流压分布剖面和流率分布剖面。经分析认识到,完井筛管管外环形空间储层砂堆积层产生的渗流附加压降影响了油藏渗流,井筒流压和流率分布剖面相对于裸眼完井整体下降,影响程度主要取决于储层砂粒度中值和筛管挡砂精度,同时也受到渗流干扰作用的局部控制;完井筛管尺寸、管壁质量交换效应以及基管孔眼参数影响了井筒管流,使得全生产井段井筒流压分布剖面相对于裸眼完井更加陡峭。通过与经典产量解析模型对比计算,证明了本文模型的合理性。     

测试防砂管的研制与应用

为预防地层出砂堵塞测试工具，用金属纤维作过滤材料，研制成功了金属纤维防砂管。该防砂管可以根据地层出砂粒径设计不同的纤维目数，具有性能可靠、使用方便、成本低的优点。     

泡沫混排携砂解堵机理及影响因素

随着油田采出程度的提高,油藏近井地带堵塞问题愈加突出,为了消除堵塞、增强近井地带流通能力,提高采收率则成为高效开发的关键问题。根据泡沫混排技术的特点,在对其机理进行深入研究的基础上,设计泡沫混排携砂模拟实验,并对泡沫混排携砂影响因素进行分析。结果表明：气液比、裂缝、孔隙度、放喷压差是影响泡沫携砂能力及细粉砂排出的主要因素。该研究成果可为完善泡沫混排理论模型和实际施工提供很好的理论及技术指导,有助于提高油田单井采收率。