深水浅层气田防砂方式优选及防砂参数优化

为了解决深水气井开采过程中出砂程度高、防砂难度大的问题,研究了深水气井防砂优化设计技术。基于荔湾3-1深水浅层气田上覆岩层压力低、成岩性差、胶结强度低的特点,研制了一套可以进行深水气田大型防砂物理模拟的试验装置。该装置能够准确模拟深水气田储层特性条件下的常规裸眼优质筛管防砂与砾石充填防砂。采用物理试验与现场实际相结合的方法,对多种防砂方式及防砂参数进行了物理模拟,提出了适合深水气田提高产能的最佳防砂措施为"金属网优质筛管+裸眼砾石充填＋适度扩眼增大砾石层厚度"。研究表明:气井防砂不同于油井的特殊性在于气体流速产生的携砂效应要明显大于增加砾石层厚度起到的挡砂效果,为保证深水气田出砂量小于10-9 m3/m3,砾石充填厚度应控制在60.96 mm以内,以达到产能与出砂量的最优组合。      

青海涩北气田出砂规律实验研究

涩北气田储层为第四系粉砂岩和泥质粉砂岩，埋深浅，成岩性差，胶结疏松，气藏开采时气井出砂严重，所出砂为细粉砂（粒径0.04~0.07 mm），防砂难度较大。开展气井出砂规律和机理研究是形成涩北气田有效防砂技术、提高单井产能的主要基础工作，为此，设计了一套实验装置，模拟气层在开采过程中出砂量的变化以及影响出砂量的主要因素。通过实验研究，发现出砂量和储层渗透率、采气压差、气体流速以及出水量有明显指数正相关性，并利用数理统计方法建立了出砂量和上述４个参数之间的综合数学方程，利用该数学方程计算的出砂量与实验结果相比，较为一致，表明该数学模型具有相当高的精度，能指导气井开采中出砂量的计算以及为防砂技术措施的设计提供了基础数据。     

天然气采集过程防砂装置的应用

天然气生产过程中经常会出现气井出砂,砂粒随着高速流动的天然气一起流入地面集输管网,在气流方向改变时,高速运动的砂粒会对设备、阀门、管线等造成冲蚀磨损,尤其在管线弯头处经常出现磨穿刺漏现象,形成极大安全风险。采取限制配产、控制生产压差的办法会降低气井产能。在确定气田出砂类型后,采用了机械法除砂。在不影响气田生产的条件下,研发井下防砂工具,地面防砂装置,阀组等配套除砂工具,实现了气田防砂提产,安全运行的目的。     

疏松砂岩出砂机理与出砂临界压差计算方法研究

涩北气田由于成岩程度差、岩性疏松,在气田开采过程中极易出砂,并且伴随着地层出水,地层的出砂将逐渐加剧。合理的防砂策略是控制生产压差,实施主动防砂。本文从疏松砂岩储层岩石成分、出砂的力学-化学机理等角度,结合对岩石内聚力强度影响因素的实验数据分析,建立了新的气井出砂临界生产压差计算方法,新模型以常规理论解析模型为基础,根据实验数据的回归,引入随含水饱和度而变化的岩石强度计算模型。对比现场出砂压差实测数据,新方法的计算结果更为合理。     

涩北气田提高气井单井产量工艺技术探讨

涩北气田埋藏浅、气层跨度大、气层薄、气水层间互、地层胶结疏松、泥质含量高、出砂严重且砂粒细，为泥质粉砂岩沉积。通过试采阶段的开发，大部分气井控制生产压差生产，导致气井产气量偏低，地层出砂已经成为制约涩北气田高效开发的关键。采取合理的生产压差防止气井出砂和相适宜的控制气井出砂的工艺技术，对大幅度提高气井单井产量具有非常重要的意义。     

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。     

涩北一号疏松砂岩气田的防砂策略

涩北一号气田储层埋藏深度差异大,主要为第四系粉砂岩和泥质粉砂岩,胶结疏松,泥质含量高,成岩性差,气井所出砂为细粉砂,平均粒度0.04～0.07 mm,常规防砂技术基本无效或效果很差,防砂难度极大,属世界性难题,这严重地制约了该气田的高效开发。近10年来,纤维复合防砂、高压一次充填防砂等先进防砂技术在涩北气田得到了实践应用,但在取得很大成功的同时也暴露出一系列新的问题。基于涩北一号气田一类、二类和三类气藏的不同特性,考虑不同井段、不同类型的储层岩石胶结差异,研究出按相近类型气藏合层开发的新开发模式、基于气田不同储层临界生产压差值的适合于临界出砂的压差生产方式以及加密井网等保守性防砂策略。实际开发效果对比结果表明,该保守开发策略解决了以往防砂方式带来的经济效益差、采收率低、有效期短等问题。     

疏松砂岩出砂机理与出砂临界压差计算方法

涩北气田由于成岩程度差、岩性疏松,在气田开采过程中极易出砂,并且伴随着地层出水导致出砂将逐渐加剧。合理的防砂策略是控制生产压差,实施主动防砂。从疏松砂岩储层岩石成分、出砂的力学与化学机理等角度出发,结合对岩石内聚力强度影响因素的实验数据分析,建立了新的气井出砂临界生产压差计算方法。新模型以常规理论解析模型为基础,根据实验数据的回归,引入随含水饱和度而变化的岩石强度计算模型。对比现场出砂压差实测数据,新方法的计算结果更为合理。     

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柴达木盆地东部气田是我国陆上第四大气田，地质储量丰富。产层属于第四系，岩性主要为粉砂岩和泥质粉砂岩，成岩作用弱，胶结疏松。储层以粒间孔隙为主，物性属于高孔中渗的储集特征。目前气田面临严重出砂，从而气藏的产能受到限制。文章从储层特征和开发工艺技术分析入手，结合室内实验，得出了疏松砂岩出砂的砂粒中包括以下四个方面的颗粒：①渗流砂出砂，含量为3％－4％，任何措施都不可避免的砂粒；②弱胶结附着的颗粒出砂，主要粒径为＜37μm，由于工作液与储层流体、矿物不配伍而导致形成；③储层骨架颗粒破坏型出砂，主要是施工工艺参数不合理形成的；④砂穴崩落型出砂，综合因素引起的质变。根据不同砂粒的出砂机理不同，文章给出了针对性的预防措施和建议。     

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。     

雅克拉凝析气田出砂预测及防砂措施初探

用组合模量法,井底压力控制法和声波时差法对雅克拉凝析气田出砂情况进行了预测,并利用Ｃ公式法对气井合理生产压差进行了计算。综合分析认为,开发早期在合理的生产压差下,该气田绝大多数产层不会出砂,但个别产层和气田开发中后期产层可能出砂,通过对常用机械防砂方法的分析,综合雅克拉凝析气田的实际情况,提出了用双层绕丝砾石预充填和纯金属滤砂管的防砂措施。     

雅克拉高压油气井防砂措施研究

针对雅克拉油气田情况，对高压气藏地层出砂机理进行了深入研究。综合分析认为，在油田开发初期，由于生产压差不大，产层不会出砂。只有在井底压力波动较大或超出临界生产压差时，才会引发地层出砂。结合雅克拉气田实际情况，综合考虑国内外防砂技术现状、工艺条件和经济成本及对南海油田高压气井防砂工艺的现场调研。建议雅克拉气田开发中后期选用大通径不锈钢绕丝筛管防砂。     

榆林上古压裂气井防砂工艺技术研究及应用

长庆榆林气田上古压裂气井在壳牌定压生产及正常生产过程中，不同程度出砂，对地面设备等造成了极大安全风险，只能采取限制配产、控制生产压差的办法，控制气井出砂，但大大降低了气井产能，给陕141井区天然气生产量的完成带来了很大的困难。本文在综述气井出砂及防砂工艺进行现状的基础上，分析了气井出砂的机理及原因，创造性地研制应用了绳索式井下防砂工具4井次，取得了很好的防砂效果，使气井产能得以充分发挥，保证了气田安全生产与平稳供气，经济效益在50万元以上。     

气井携砂可视化实验研究

气井出砂是天然气开采过程常见问题,给气井正常生产及各种采气工艺措施开展带来很多影响,轻微出砂可迫使气井停产,大量出砂会导致气井报废.气砂两相流动状态是影响气井出砂与否的关键因素,而砂粒的运动状态与气流速度的大小有着直接的关系.为了保证气井正常生产,防止砂粒沉积井底造成砂卡,在自建高16m,直径40 mm有机玻璃管可视化实验架的基础上,通过实验手段采用压缩空气作为介质,模拟气井连续携砂这一物理现象,并测定砂粒悬浮状态下气流的临界流量及井口压力,用经验公式计算出临界速度,与理论临界流速公式计算结果相差不大,说明该实验装置实际可行.从而确定了井口的压力和采气出砂时的气量,为确保合理的防砂方法提供可靠的依据.     

涩北疏松砂岩气藏出砂实验研究

出砂是制约柴达木盆地东部涩北气田高效开发的重要因素之一。本文根据涩北气田储层地质特征和生产条件，设计了一系列出砂物理模拟实验，分析研究引起出砂的因素及出砂机理，结果表明：在控制压差生产的条件下，涩北气田出砂并不严重，而水的流动对出砂具有严重的影响，因此在气田的生产管理和防砂措施中，应以降低气层中的渗流速度和防止气层中产生水的流动为主，达到主动防砂的效果。     

榆林上古压裂气井防砂工艺技术研究及应用

长庆榆林气田上古压裂气井在壳牌定压生产及正常生产过程中,不同程度出砂,对地面设备等造成了极大安全风险,只能采取限制配产、控制生产压差的办法,控制气井出砂,但大大降低了气井产能,给陕141井区天然气生产量的完成带来了很大的困难。本文在综述气井出砂及防砂工艺进行现状的基础上,分析了气井出砂的机理及原因,创造性地研制应用了绳索式井下防砂工具4井次,取得了很好的防砂效果,使气井产能得以充分发挥,保证了气田安全生产与平稳供气,经济效益在50万元以上。     

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。     

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。     

以临界生产压差法进行涩北气田出砂预测研究

青海涩北气田出砂严重，由于钻井取心困难，难以通过岩石力学实验获得足够的岩石力学参数进行系统全面的出砂预测，通过测井获得的声波、密度、自然伽马等资料，研究了求取泊松比、弹性模量、内聚强度、内摩擦角等岩石力学参数的经验方法，建立了涩北1号气田气井出砂和控砂预测模型。根据涩北1号气田20口气井开发储层出砂指数、临界生产压差预测结果统计，预测结果与现场观测结果基本吻合，从而为涩北气田出砂预测、合理选择生产压差以及优化配产提出了一种适用的理论研究方法。     

基于连续-离散介质耦合的水合物储层出砂数值模拟

出砂是制约天然气水合物安全高效长期可控开采的瓶颈之一,出砂现象的诱因及其演化规律与水合物储层动态响应行为密切相关。据此,提出了一套研究水合物开采过程中储层动态响应与出砂行为的综合数值模拟方法,并以大尺寸开采出砂防砂模拟反应釜为研究对象,以水合物胶结模式为例,分析了实验尺度下模拟水合物储层在不同开采压差条件下的储层物性、力学响应和流固体（水、气和砂）运移产出规律。结果表明：实验尺度降压开采过程中,体系温度存在快速降温、持续低温和温度回升3个阶段;水合物分解引起的气水产出和井周应力集中是水合物储层出砂的关键控制因素;同一开采压差条件下,提高水流速会导致地层出砂量增加,并且出砂速率的增幅随水流速的增大而增大,而缩小防砂筛孔孔径能够延缓出砂起始时间,并且使得出砂量显著减少。