出砂水平井近井塑性区出砂半径预测研究

基于地层岩石弹塑性变形理论,建立出砂水平井近井塑性区应力分布模型.根据弹性区与塑性区边界应力连续的原理,提出水平井弹塑性区边界即塑性出砂半径的预测模型与方法,分析了出砂水平井近井塑性区应力分布规律及出砂半径的敏感性因素.结果表明:水平井塑性应力分布及出砂半径与原始主应力关系、井周角、井斜方位角、流压等参数有直接关系;塑性出砂半径随井周角的变化规律与原始垂向主应力和最大水平主应力的大小关系有关,当最大水平主应力较大时,井周铅垂方向的出砂半径大于水平方向的出砂半径,即铅垂方向更容易出砂,当垂向主应力较大时则相反;随着井斜方位角变化出砂半径呈周期性变化,在原始水平最大主应力σH大于垂向主应力σv的情况下,井斜方位角为0°和180°时,水平方向出砂半径较大,更容易出砂;井斜方位角为90°和270°时,铅垂方向更容易出砂;由于岩石力学参数及地应力的非均质性分布,水平井出砂半径沿着井身轨迹方向也表现出明显的非均质性.     

稠油油藏热采出砂模型及物性参数动态预测研究

针对稠油油藏热采出砂问题,应朋连续介质力学、热力学和传热学理论,在考虑温度变化、流体渗流、液化砂粒运移等因素的基础上,建立了热采出砂动态模型,应用IMPES方法对压力、温度、含砂浓度和孔隙度的变化进行了数值计算和模型验证.结果表明,模型较好地描述和预测了含砂浓度与孔隙度的动态变化过程,为防砂控砂、大孔道窜流描述和确定合理生产参数具有重要的指导作用.     

塑性应变准则在油井出砂预测中的应用

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。在某油画地层参数下，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，为油井正常生产提供了理论数据。     

稠油热采井改性纤维复合防砂实验研究

单一的防砂技术在稠油热采井中的应用受到一定限制,为解决热采井防细粉砂,从改善纤维复合防砂技术体系中的基体(树脂涂敷砂)性能入手,以期使纤维复合防砂技术能够用于热采井防砂.通过考察水溶性酚醛树脂、ER树脂粉末、偶联剂、增强剂加量对砂体抗压强度和渗透率的影响,分析了体系中各组分的作用机理.通过室内实验优化了纤维防砂体的配方,研究表明,偶联剂、改性剂、增强剂、ER树脂粉末、水溶性酚醛树脂SR-1、石英砂之间的质量比为(0.15～0.20):3.1:1.5:(2-4):10:100时体系具有较高的防砂强度,并且在350℃下仍能保持在3 MPa左右,较不加入纤维时高30%,渗透率可增加10%左右.     

八面河油田稠油热采井出砂机理及循环充填防砂工艺

八面河油田两大稠油区块均为弱胶结成岩相。胶结疏松是造成油井出砂的主要原因,注蒸汽热采亦对储层造成了一定程度的伤害,加剧了油井的出砂。循环充填防砂工艺具有二级拦截过滤体系,较好兼顾了产能和控制出砂要求,防砂强度高,有效期长,工艺适应范围广。     

水平井热采开发边底水稠油技术研究

稠油油藏受边底水的束缚和制约,开发过程中暴露出直井常规开采出砂严重、含水上升快、储量动用程度低、油藏采收率低等突出问题。针对边底水稠油油藏存在问题,开展边底水稠油油藏水平井热采开发技术研究,进一步改善油藏开发效果。通过深化油藏地质研究,剖析制约油藏开发的主要因素,应用先进的油藏数值模拟手段,研究并优化设计了热采水平井的...     

稠油油藏水平井热采吸汽能力模型

目前在利用水平井进行稠油注蒸汽热采时,都认为蒸汽在注入过程中是均匀扩散到地层中的,简单的利用Max-Langenheim公式计算加热区面积.通过对地层的吸汽能力进行研究,得出了稠油油藏水平井热采的吸汽能力模型,该模型不仅考虑了热传递的影响,还考虑了蒸汽内能和摩擦损失能量的影响,并利用该模型开发了一套稠油油藏水平井热采分析软件(HHTS).用所开发的软件对辽河油田冷42块油藏进行了计算,为稠油热采和水平井热采参数设计提供了理论参考依据.实际研究表明,蒸汽在注入过程中并不是均匀扩散到地层中,而是呈现某种数学分布,注汽速度与油藏参数、地层的吸汽能力和蒸汽的物性参数有关,即蒸汽的注入压力和注入流量并不是相互独立的变量,两者之间存在着一种数学关系.     

浅析八面河油田稠油热采井出砂原因及对策

对八面河油田近年来的稠油热采井出砂情况统计分析认为,热采后出砂主要受防砂时间及方式、生产参数、热采轮次、出砂史的影响,放喷过程中压力下降快、下泵生产后动液面下降快等是其主要的表现特征。预防出砂,重点在于实施热采前的防砂处理和热采过程中的产生参数控制。     

复杂地质构造对热采水平井弯管段套管应力影响的数值分析

通过复杂地质构造对热采水平井弯管段套管应力影响的数值分析,得出了不同地质构造及筛管悬挂高度对弯管段套管应力影响的基本规律.计算结果表明:筛管悬挂高度越高,套管拉应力越大,且最大拉应力值远小于套管屈服强度;复杂地质构造中薄弱部位,极易产生应力集中现象,套管应力超过了其许用应力值,增加了套管损坏的风险.     

热采井注蒸汽过程中水泥环温度预测研究

根据稠油热采井注蒸汽工艺流程,建立套管-水泥环-地层三维耦合模型;应用传热学理论中的导热理论与对流换热理论,推导出热采井封隔器以上水泥环温度分布关系式;利用三层圆筒壁稳态导热理论推导出封隔器以下水泥环温度分布关系式。实例分析结果表明,水泥环所受最高温度位置在封隔器以下,封隔器以下应选取导热系数较低的套管才能保证套管和水...     

Hoek-Brown破坏准则求解圆形硐室塑性区半径与修正的芬纳公式比较

目的 为定量确定围岩塑性区半径和给支护锚杆的深度设计提供科学依据.方法 以Hoek-Brown破坏准则为极限平衡条件,推求侧压力系数为1.0时圆形硐室理想弹塑性围岩的弹塑性应力和塑性区半径,运用Mohr-Coulomb准则直线拟合Hoek-Brown准则曲线和面积差补方法 ,求取等效的岩体Mohr-Coulomb强度参数后,建立相对塑性区半径随支护力和地质强度指标变化的二元非线性回归数学模型,并与源自于Mohr-Coulomb强度准则为屈服条件的修正的芬纳公式进行比较研究.结果 支护力每增加1.0 MPa,就可确保地质强度指标降低10～20的岩体中不会出现塑性区.在支护力较小和岩体质量较差情况下,采用Hoek-Brown破坏准则推导得出的塑性区半径和修正的芬纳公式计算得出的塑性区半径差别稍大.相对塑性区半径与地质强度指标都呈负乘幂函数关系,随着支护力的增大,塑性区半径随着岩体质量等级的升高而下降的趋势逐渐变缓.建立的相对塑性区半径随地质强度指标和支护力变化的二元非线性回归数学模型简明,使支护力连续变化,提高了工程实用性.结论 在岩体质量较差情况下,锚杆深度取1.8～3.0倍硐半径为宜.     

南堡油田注多元热流体吞吐水平井加热效果评价

以南堡35-2油田稠油油藏为研究对象,针对多元热流体吞吐水平井加热半径沿程分布计算问题,通过两相渗流理论,利用保角变换方法,建立了加热半径沿程分布计算模型.研究了水平段井筒温度、加热半径沿程分布规律和不同注汽参数对加热效果的影响.研究表明,井筒温度和加热半径沿程分布呈"U"型;利用渗流力学方法计算的加热半径较油藏工程方法计算结果更符合实际.B31H井注汽参数优化表明,加热半径随非凝结气含量增加先增加后降低;随注汽速度增加基本不变;随周期注汽量增加先迅速增加后增加缓慢.该模型对准确评价注汽后加热效果及后期预测产能具有重要意义.     

预测水平井产能与出砂量的一种新方法

本文用数值法求解描述水平井流动状态的偏微分方程。获得储油层中各节点的压力分布和三个方向上的速度分布，从而计算水平井的理想产能。并建立了储层中砂浓度的场模型，由此预测出砂井的出砂量。     

热采井套管损坏力学机理分析

热力法采油是提高稠油采收率的最重要方法.实践表明,稠油热采对井套管损坏十分严重.根据弹性力学厚壁圆筒理论,建立了套管应力计算模型,并通过实例计算了不同注蒸汽温度下生产过程中套管的有效应力强度.计算表明,注蒸汽热采井套管损坏的主要机理是注汽过程中较高的温度在套管柱内产生过大的热应力,导致套管内应力超过了套管屈服极限强度....     

顺层钻孔瓦斯抽采有效半径确定方法研究进展及展望

瓦斯抽采有效半径是确定钻孔布置间距的基础参数和重要依据,其准确测定对于节省钻孔施工工程量、提高瓦斯抽采效率乃至最终实现瓦斯抽采达标至关重要。为了科学地确定瓦斯抽采有效半径,从有效半径与影响半径的定义出发,论述现行有效半径确定方法,分析各种方法存在的问题,最后指出:基于多物理场耦合,采用理论分析、数值模拟与现场实测相结合的方法确定有效半径,是该领域今后的总体发展方向;弹塑性损伤耦合模型与热-流-固耦合模型的构建、有效半径快速测定技术与便携式装备的研发等问题是下一步研究的重点。     

复合防砂技术在稠油热采井的应用

八面河油田稠油Ⅱ类油藏粘度高,蒸汽吞吐开采属于主要开采方式之一。随着蒸汽吞吐规模以及轮次的增加,常规的防砂工艺难以确保热采井的正常生产,导致热采后出砂的根本原因:一是热采注汽加剧地层出砂,二是建立的挡砂屏障在多次蒸汽吞吐过程中遭到破坏。复合防砂技术通过在炮眼附近形成耐高温、高压的防砂屏障,同时井筒内采取机械防砂,确保了多轮热采后井筒及地层的防砂强度,降低了防砂屏障在注汽中遭受的破坏程度,达到一轮防砂,多轮次热采的目的。     

考虑热损失稠油热采双孔介质不稳定试井分析

注蒸汽吞吐热采技术已经成为开发稠油油藏最为有效的方法,但是蒸汽波及范围外的油层没有得到有效的改善,因而油藏流体物性可以分为两个区.针对双孔介质中的稠油油藏蒸汽吞吐热采井蒸汽波及区和未波及区流体的流动性质的差别,提出了试井问题所必须采用的径向流体复合模型,模型中考虑了蒸汽在上下盖层的热损失问题.建立了内区考虑热损失的径向流体复合模型,求得了无限大地层情况下的拉氏空间解,并通过数值反演方法作出了相应的样板曲线,并且对样板曲线作了相应的敏感性分析,为稠油开发油藏压力动态分析提供了一种新的模型.     

考虑热损失非牛顿稠油热采不稳定试井分析

针对蒸汽未波及区的油层没有得到有效改善这一问题,通过采用内区考虑热损失,外区考虑为非牛顿幂律流体复合模型分析,求得了无限地层情况下的拉氏空间解.通过数值反演方法作出了相应的样版曲线,并且对样版曲线作了相应的敏感性分析.新的样版曲线在非牛顿流的影响下有别于常规复合油藏,外区径向流段不再呈现一般的水平直线段,在交界处由于冷凝系数的影响,压力导数出现明显的下掉现象,冷凝系数越大,下掉越严重.为稠油开发油藏压力动态分析提供了一种新的模型.     

同井注采井封窜后产量预测方法研究

油田进入中高含水期后,产出水的处理问题越来越突出,而同井注采技术可实现在井下对产出液进行油水分离。分离出的水经注入泵回注到油层,而含油较高的油水混合物经采出泵被举升至地面。但是一旦对产出层实施封窜作业,封窜层段的产液能力无法判断,进而无法给定注采层段的合理配产,而正常生产过程中生产管柱无法起出,进而很难通过测井的方法判定封窜之后产液能力,因此有必要根据油藏工程的方法对同井注采井封窜作业之后的产液能力进行理论研究。笔者根据现场实际情况对比3种计算方法,对其进行优选和优化。最终结合IPR曲线法,利用Matlab软件拟合沃格尔方程,计算同井注采井封窜之后产液量的变化规律。与实际产液量相比,该方法计算封窜后产液量与实际相比平均相对误差为26.36%。