基于EMD的稠油油井出砂信号特征识别

在进行基于振动的稠油油井出砂监测试验中,为更好地识别出砂信号,提高信噪比,准确建立出砂参数与出砂信号间的关系,将经验模态分解(EMD)应用到出砂信号的特征提取中。采用EMD方法将出砂信号分解成固有模态分量,并通过峭度分析和能量分析,在这些分量中得到包含出砂振动信号特征的3个IMF分量。通过对IMF分量进行频域分析,得到出砂信号频域范围。通过室内出砂监测试验,验证了EMD方法对出砂信号特征识别的有效性,为现场出砂监测信号处理提供了一种新的思路。     

油井出砂高频振动信号采集监测系统

油井在生产过程中适度出砂开采可以降低成本、提高开发效率和油井产能。通过室内模拟油井出砂环境实验,研发了一套对油井出砂产生的高频振动信号进行实时监测的系统。该系统通过对不同粒径的砂粒撞击管壁产生的高频振动信号进行时频分析,确定了砂粒撞击管壁产生的振动信号所在的频率段为10 000～20 000 Hz,得到了油井出砂状态下砂粒的振动特征频率,进而获得了不同出砂量与信号时域幅值和自功率谱幅值的关系曲线,实现了对油井出砂量的实时检测,验证了高频振动信号监测油井出砂的可行性。     

小波包变换在井眼防碰振动信号处理中的应用

随着海上油气田加密井调整开发技术应用越来越普遍,钻井过程中井眼碰撞的风险也成了一个不容忽视的问题。在采用钻头振动波方法进行丛式井防碰监测时,将小波分析应用于复杂环境下钻头振动信号的特征提取。采用小波包对信号的各频带进行分解,将信号分解成不同尺度域,得到信号在不同频带内的能量分布特性,通过能量大小对比分析,得出了振动特征显著的4个尺度。对特征尺度进行功率谱分析发现,其信号幅值和能量集中在200～300 Hz范围内;当钻头趋近邻井套管时,信号特征分量发生显著变化,为防碰信号处理提供了新的思路。     

油井出砂监测

根据砂粒在流体中的运动规律及砂粒与管壁碰撞后产生的信号特征,建立了室内试验系统,研制了油井出砂监系统,在室内试验和标定的基础上,开展了相关的现场试验。试验结果表明,所研制的试验系统和出砂在线监测系统可以监测直径为100μm以上的砂粒,通过设置稠油稀释装置,该系统还可用于稠油油井的出砂监测,有关的监测结果可作为灾害预测、防砂控砂和优化生产的依据。     

小波包变换叠前地震信号研究

叠前地震资料是多种波的复合体，为了提取有效波，必需消除主要的干扰波，如面波，高频随机干扰波，一般的去噪方法有；一维滤波，滤波，变换，f-x预测等，但它们都侧重于考虑某一方面的单一特性或某种条件假设，这些方法具有一定的局限性，小波包变换是一种时频分析的方法，它对地震资料进行时频精细划分优于小波变换，与传统的Fourier变换相比，它能刻画出具有相同频率的有效波与干扰波在时间-空间域的分布，经过小波包对叠前资料分解，可分离出面波，高频随机干扰等，然后再经过波波包重构，可有效地剔除干扰，且对有效波的伤害较少，经实际资料验证，小波包变换，确实是一个十分有效的去噪方法。     

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。     

油井液液固三相流出砂监测技术研究

通过对油井出砂特征的研究,设计了一套基于高频振动信号监测的稠油油井出砂监测系统。分析了非牛顿流体液液固三相流的流动特性,用Fluent软件模拟出弯管处流体的流动特性,采用ANSYS的LS-DYNA程序进行有限元分析,得到不同速度和不同粒径下的砂粒对管壁产生的应力。为得到出砂监测信号与出砂参数之间的关系,验证出砂监测系统的有效性,在不同参数条件下设计了多组试验,并对其进行对比分析。分析结果表明,在含砂质量分数、砂粒粒径、流体黏度和流体含水质量分数一定的情况下,随流体速度v增大,信号最大时域幅值Y呈二次方形式增长,其拟合函数为:Y=1.372 8v2-6.086 5v+7.094 8;出砂监测功率谱模型为:P=2 800Q+7.9×109D2+35.67v3+1 021η-180lnμ+13。     

油井出砂经验分析方法在Statfjord油田的应用

根据Statfjord油田油井的出砂情况,出砂原因可以阐述为两种:一是对砂岩的剪切破坏;二是油井产液量.研究成果表明,对大多数产油层而言,地层出砂会限制油井的产量,在油田开发后期,为确保高采收油率,防砂是必要的.     

应用配套技术治理油井出砂

出砂导致油井卡泵、砂埋油层等事故而频繁作业，油井免修期大幅降低，维护成本据高不下，严重时出砂还会使得地层坍塌，导致套管损坏、油井报废。经过现场实践，针对不同出砂井类型进行了分类治理。对于严重出砂井采取防砂措施，控制地层出砂；对于轻微出砂井采取稳砂措施；对于冲砂漏失井采取堵漏冲砂．或泡沫冲砂技术。     

小波变换在信号奇异性检测中的应用

小波变换是近年在数据处理和数字信号处理发展迅速的一种新的方法,具有良好的时一频局部化能力,为信号的时一频分析提供了有效的分析方法。本文详细讨论了小波变换、多尺度分析及其时一频特性,同时针对Fourier分析的局限性,研究小波变换来分析信号的奇异性。     

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。     

测井信号分辨率的频率域匹配

对测井信号开展频率域分析，揭示了测井信号的频域特征，发现分辨率不同的测井信号有明显不同的幅度谱（或功率谱），用拟合技术建立了测井信号的频率结构。通过调整不同分辨率测井信号的频域结构，实现了不同测井信号之间的分辨率匹配。最后以傅里叶反变换得到分辨率改善的测井曲线。     

压裂气井出砂机理研究

油田上普遍使用水力压裂增产技术来提高低渗透性气藏的产量,否则,气藏便会失去商业开采价值。然而,经过压裂施工后,发现有支撑剂回流到地面,导致气井出砂严重。这不仅将造成生产设备严重损坏,而且会严重降低支撑裂缝的导流能力,引起气井产量的大幅度下降,从而减少了由增产措施所带来的经济收入。文章以长庆气田榆2 6 - 12井为例,根据岩石力学理论,采用三维压裂模拟设计软件,研究了压裂气井的出砂机理,从而为压裂气井的出砂提供了理论依据     

水平井出砂模拟试验研究

介绍了一种模拟水平井出砂的径向流试验模型和在该模型上进行的地层出砂试验的方法。通过试验结果定量分析和描述了水平井地层出砂与流体渗流速度的关系,为水平井完井设计提供了参考依据。     

通过油井产量预测生产出砂

油井出砂已经成为困扰疏松油藏生产的一个严重问题，科学有效地进行出砂预测对于指导油田高效开发具有重要意义。文中分析了油井生产过程中的出砂机理，给出了判断出砂的临界压降模型，进而推导出临界流量模型。该模型反映近井筒压降与地层拉伸应力和黏结力变化的关系，对制定油井合理的生产制度具有一定的指导作用。     

螺杆泵举升技术在稠油排砂冷采中的应用

排砂冷采是一项新的稠油开采方式,除要求特定的地质条件外,在举升工艺上要求采用具有高携砂性能的螺杆泵。通过在套保油田多口井应用该工艺,总结出具体设计这种螺杆泵技术参数的方法,即泵排量、转速、扬程和地面驱动功率,同时阐述了如何配套油管、油杆、锚定器和定位销等井下工具。根据总结设计方法,在开发40多口井现场应用后,其举升工艺基本满足了排砂冷采需要。     

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。     

适度出砂井电泵生产管柱结构优化与应用

针对BZ油田油井频繁出砂导致井筒砂埋、砂堵,电潜泵故障率高,制约高速高效开发的问题,该文采用球形砂粒沉降末速理论开展最小携砂量研究,指导电潜泵选型,并通过生产管柱优化的方式提高井筒携砂能力.该技术实施后,出砂井平均检泵周期由328 d提升至735 d,出砂井机组故障率由21％降至11％,因生产制度变化导致的油井砂堵、砂...     

稠油油藏出砂冷采技术实践

套保油田为普通稠油油藏,其开发的难点是常规冷采产能低、递减快,蒸汽吞吐开采注入压力过高破坏隔层导致底水上窜、注入压力过低不能保证注入蒸汽质量导致开采效果差。因此开展出砂冷采试验,经研究及现场试验形成了较完善的配套工艺技术,出砂冷采在套保油田白92块工业化应用,单井日产油达到10～30m^3／d,为常规冷采产量的10～20倍。