裸眼完井出砂预测模型的建立

由于影响油井出砂的因素众多,因此,对于出砂机理的研究,要根据不同的地层、不同的完井方法以及出砂的不同过程而采取不同的研究方法,通过分析裸眼井周围的应力分布,利用Ｄｒｕｃｋｅｒ－Ｐｒａｇｅｒ强度准则,建立相应的出砂预测模型,提出了地层稳定性指数的概念,分析了储层压力、生产压差及原地应力状态圣层稳定性的影响。     

裸眼井出砂预测模型的解析分析

根据弹性力学的有关知识,分析了考虑油层流体渗流作用时,裸眼井周围的应力分布情况。根据Mohr-Coulomb准则,建立了相应的出砂预测模型,给出油井出砂时临界井底流压的计算方法。分析了储层压力、岩石抗压强度及原地应力状态对出砂的影响。研究结果表明,储层压力、地应力增大,岩石抗压强度变小时,临界井底流压升高,井壁更易出砂。     

现场实例证实的水平井裸眼防砂完井的设计方法

油藏需要防砂会给合适完井方法的选取带来严重挑战。水平井裸眼完井已成功地用于这种油藏，不仅能减少出砂，还能在井的整个预期寿命期最大限度地提高产油率／注水率以及井眼出液量，并使风险和复杂性降至最小。尽管预射孔／割缝衬管和砾石充填等各种水平井裸眼防砂完井工艺在近十年已广泛应用，文献中也讨论了许多实例，但是如何选择这些完井方式还缺乏系统方法。本文的目的就是通过综合大量的经验和认识，从全球性技术一体化的角度提出这样一个设计方法。论文首先讨论了如何确定水平井裸眼完井、何时实施防砂、用什么方法防砂、怎样在水平井中实施该方法的广义、统一的方法。影响“何时”防砂的因素包括地应力、孔隙压力降（砂岩预测值）、预期井眼寿命、产量、油气和井眼类型、总产值、砂岩允许生产能力、环境限制因素以及修井能力，所有这些因素都对总的风险分析有影响。除了前面提到的许多因素以外，影响“什么”的关键因素包括井眼结构、储层岩性和石油物性以及井底设备的可靠性。影响“如何”的参数有油藏钻井液性质、驱替和清洗方法、筛管类型、作业实施／保障（风险管理，作业时机和后勤供应）、扭矩和阻力分析、砾石充填模拟。其次，列举了应用这个方法的一系列实例，它们分别属于不同类型的水平井裸眼井底完井，包括割缝衬管、孤立筛管（包括膨胀式）、砾石充填以及各种综合清洗方法，还提出了各个公司从中吸取的教训。     

射孔完井出砂预测模型的建立及验证

通过分析射孔孔道周围的应力分布,利用Drucker-Prager强度准则,建立了相应的出砂预测模型,分析了射孔方位以及不同的完井方法对油井出砂的影响,同时利用有关实验数据对建立的模型进行了验证。     

煤层气井裸眼完井技术的新进展

本文回顾了圣胡安盆地目前裸眼完井技术的次应用。该技术的最新进展实例和技术应用细节已在很多文献中有过介绍。此文给出了成功应用该技术所要求的储层特性范围，并提出了能成功进行裸眼完井的条件，最后还讨论了改进目前完井程序的前景和把这一技术应用于其它类型储集岩石的可能性。     

稠油有限防砂完井技术

针对稠油流动性差.携砂能力强等特性。提出了稠油有限防砂完井技术概念、工艺和具体技术措施,并建立了有关的数学模型。其核心是:通过先排砂、后防砂、防粗砂、排细砂等工艺措施,改善油层物性。增加油井泄油半径.在防砂开采条件下,提高油井产量;其要点是:根据稠油携带砂、冲出砂粒度分布、油层砂粒度中值、油层岩心孔隙孔喉的统计平均值(压汞法).防粗砂、排细砂,使筛-套环空和近井地带稠油流道孔喉远远大于油层孔隙孔喉.增加了稠油流动通道;其关键是:选择预定油产量下的基值,并以此选择筛管缝宽,根据粗砂粒累积重量百分比、粗砂自然堆积的孔隙度等,计算单油层采油、多油层合采时沉砂口袋长度最小值。稠油有限防砂完井技术成功地应用于苏丹六区,取得了较好的效果。     

热采井出砂套管损坏机理的有限元分析

热采井出砂套管损坏机理已成为桐油热采生产中迫切需要解决的问题。油层大量出砂造成的空洞、塌陷等引发套管弯曲，局部热应力集中，使套管应力增加而损坏。文章采用三维有限元法，对辽河油田杜84段二区内的若干口井，按照出砂量的不同进行数值计算．得到了热采井套管、水泥环、射孔与油层的应力场分布规律及套管的应力与出砂量的变化关系，并得出了热采出砂井套管损坏的机理。     

稠油出砂冷采完井技术

冷采作为一种新的采油工艺，已成功地用于未胶结砂岩中的稠油开采。采用大孔径、深穿透、高密度射孔进行稠油出砂冷采时对射孔和射孔井段有特殊的要求，且要求平直的井身结构和大套管完井。     

构造应力场有限元数值模拟在裂缝预测中的应用

裂缝系统的形成常常受到构造运动及其作用强度的影响.裂缝的产生同构造应力场分布密切相关,构造应力场的作用效果又依赖于地层的岩石物性特征.本文从裂逢形成的外因--裂缝形成的古构造应力场出发,根据弹性力学理论,利用连续介质有限元数值模拟法和岩石破裂准则,研究某古潜山储层裂缝的方位、密度分布.运用该技术较为成功地预测了研究区内裂逢发育带的宏观平面分布.     

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。     

文昌油田裸眼水平井砾石充填防砂技术应用及分析

裸眼水平井砾石充填是当今国内外正在试验的新技术。为了提高施工质量和工艺效果，对其充填过程及特征进行了细致剖析，分析认为砂浆排量、携砂比、携砂液性能、滤失强度等是决定水平井砾石充填成败的主要施工因素。据此，在文昌13—2油田A15h、A13h、A14h 3口裸眼水平井砾石充填防砂采取有效的防范措施，达到了预期的防砂目的。     

非均质油藏多尺度混合有限元数值模拟方法

采用多尺度混合有限元方法研究了强非均质油藏中的油水两相渗流问题。与传统有限单元法相比,多尺度有限单元法的基函数具有能反映单元内参数变化的优点,因此这种方法能在大尺度上捕捉解的小尺度特征从而获得较精确的解。笔者阐述了多尺度混合有限元方法的基本原理,推导得到了油水两相渗流问题的多尺度混合有限元计算格式。数值计算结果表明,相对于传统的网格粗化技术,多尺度混合有限元能够捕捉小尺度上的非均质特征而具有更高的计算精度;而相对于普通混合有限元方法,多尺度混合有限元方法在保证计算精度的同时能够减少计算量。     

射孔完井渗流场的有限元分析

为优选元坝地区海相碳酸盐岩气藏射孔完井参数,在充分考虑真实天然气的偏差因子、密度及黏度随压力变化的基础上,建立了渗流数学模型,并利用COMSOL Multiphysics软件进行求解计算,得到射孔完井方式下近井壁的渗流场分布.文中从X平面提取若干条割线,进一步分析各割线处压力的分布特点;然后改变射孔完井的各个参数,建立有限元模型,计算出不同参数下射孔完井的产能比.计算结果表明,射孔完井渗流场中,从供给边界到井底压力为明显的“压降漏斗”趋势,与常规解析解趋势一致.在影响射孔完井产能的参数中,主要是孔深、孔密、孔径和相位角,其中孔深对产能的影响最大,其次是相位角.     

出砂影响因素的数值模拟评价

疏松砂岩油藏适度出砂可以大幅度提高油井产能,研究出砂影响因素对产能的影响可提高该类油藏的开发和管理水平。通过建立一维出砂模拟模型,以SZ36-1油藏岩石特性参数为例,研究了不同粘度、剥蚀系数、入口端压差及原始渗透率等因素对蚯蚓洞发育、岩心孔隙度、渗透率等方面的影响。研究表明,这些因素都影响着蚯蚓洞的形成与发育,进而影响岩石的孔隙度和渗透率,其中岩石的强度对出砂影响最显著。     

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