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。     

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。      

深水高产气井防砂方式及精度优选实验评价

南海L气田作为海上深水高产气田,储层为高孔高渗气藏,细粉砂岩地层,储层物性纵向范围变化较大,部分层位非均质性较强,粒度、泥质含量变化较大。利用常规方法选择防砂方式和挡砂精度往往出现不一致的设计结果。海上深水气田开发的高成本决定了其防砂措施必须可靠,因此需要借助实验手段进一步验证和优化防砂参数。选取L深水气田HL组细粉砂岩为实验对象,模拟地层砂在相同产气量驱替条件下,进行不同防砂方式、不同防砂精度、不同驱替时长、不同砾石充填厚度和不同挡砂介质防砂效果对比实验,从过流能力和挡砂效果两个方面进行综合评价,确定该气田采用120 μm筛网充填20/40目砾石更有优势,并且充填层厚度至少达到1.5 in以上。评价方案具有一定的推广应用价值。     

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。     

水平井裸眼砾石充填模拟防砂设备研制与评价

滤砂管性能评价试验装置包括模拟系统、循环系统、测量系统三部分。通过这套设备可以进行不同防砂方式下的防砂效果模拟试验,确保防砂效果,评价防砂筛管的优缺点及适用性,优选防砂管管型及相关参数,优选充填防砂砾石尺寸等。     

柴达木盆地涩北气田压裂充填防砂先导试验

文章针对柴达木盆地涩北气田储层胶结疏松,出砂严重,先期防砂技术无法实现气井产能高效发挥的问题,提出进行压裂充填防砂先导试验,并开展了3井口的现场试验,试验结果3口井均出砂(达到了防砂目的),并且增产效果显著.使得该项技术在涩北气田先导试验获得成功,为该气田的合理高效开发提供了技术保证.     

涩北气田割缝筛管压裂充填防砂工艺

柴达木盆地涩北气田地层胶结疏松、成岩性差、欠压实、易出砂,严重影响到气井的正常生产,多次试验结果表明单一的防砂工艺技术已不适用于该气田。为此,重点研究了割缝筛管压裂充填防砂工艺在该区的适用性,通过对割缝筛管压裂充填防砂工艺参数、支撑剂、工作液的优选以及施工方法和工艺管柱的改进,使其防砂有效率得到极大提升,工艺有效率在涩北一号、涩北二号和台南气田分别达到70%、100%、100%。生产实践结果表明,涩北气田随着单井产水量的上升,气井出水、出砂日趋严重,建议开展防砂堵水一体化、防砂携液一体化工艺的研究。     

海上油田水平井防砂完井物模试验装置

为满足海上油田水平井及大斜度定向井防砂完井需求,研制了水平井防砂完井物模试验装置。该装置是根据海上油田的钻完井井筒尺寸、射孔方式以及主要完井类型等进行设计的,主要由模拟井筒、加砂混砂、泵注、沉砂过滤、数据及视频采集分析、远程控制及升降支架辅助等系统组成,可针对海上不同的油藏类型和特点,优选出水平井(定向井)防砂完井方式。采用该试验装置开展了水平井砾石充填过程中排量、砂比、携砂能力和漏失量等参数优化的试验研究。试验结果表明,该装置可以提高海上水平井防砂完井成功率,延长防砂完井有效期,最大限度地满足海上少井高产、长期稳产的需求。     

渤海湾地区适度防砂技术防砂方式优选

通过分析国内外防砂方式选择依据,结合室内大型出砂模拟试验,提出根据均质系数UC、泥质含量Vsh、黏土矿物的吸水膨胀性3个参数作为适度防砂技术防砂方式选择的理论依据,挡砂精度的设计主要参照地层砂粒度中值d50。进行了渤海湾地区典型油田储层特性分析和不同防砂方式下的产能评价,得出渤海湾地区适度防砂技术的防砂方式及参数选择标准,并建立了相应的防砂方式选择图版。该图版在渤海湾新开发的KL3-2油田的防砂方案设计中进行了应用,并进行了室内出砂模拟试验,结果表明其设计合理,具有现场应用价值。     

中国海上疏松砂岩适度出砂井防砂方式优选

依据国内外防砂方式选择方法及室内大型出砂模拟试验研究成果,提出疏松砂岩适度出砂井防砂方式选择的理论参数地层砂粒度中值 d₅₀、均质系数 U_C、泥质含量 V_sh 以及蒙脱石含量。通过对中国4个海域储层特性进行的统计、不同防砂方式下出砂模拟试验及现场防砂效果,得到了中国海上疏松砂岩适度出砂井的防砂方式选择标准,并建立了相应的防砂方式优选图版,挡砂精度设计参照地层砂粒度中值 d50。该图版在海上多个新开发油藏的防砂方案设计应用中取得了较好的效果。     

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。     

水平井砾石充填防砂模拟研究

介绍了水平井砾石充填防砂物理模拟和数值模拟的实验研究。利用大型实尺寸模拟试验装置，对水平井砾石充填机理作物理模拟试验，掌握了砾石砂浆在水平井中的流动状态、砾石的沉积规律、充填过程和影响水平井砾石充填效果的相关因素，其中主要相关因素有充填排量、携砂液性能、砂比和防砂管柱结构等。在物模基础上，根据水平井砾石沉积规律和充填过程，建立了水平井砾石充填数学模型，从理论上对水平井砾石充填进行了系统的数值模拟研究。结果表明：充填排量大于４５０Ｌ／ｍｉｎ、砂比（体积比）３％、冲／筛比（冲管外径／筛管外径）大于０．８、携砂液为水或囟水的情况下，水平井砾石充填率达到１００％，物模与数模拟合率达９０％。为水平井砾石充填防砂设计提供了优化设计参数。     

Physical Experiment Research of Mechanical Sand Control for Tarim Donghe Oilfield

Abstract

The production potential upon various of sand control techniques have been studied on different levels, both at home and abroad. But owing to the complexity of physical simulating experiments, the research is mainly limited to theoretical and mathematical models. By using 3-D physical simulation devices based on different conditions, such as gravel packing, running screen at the pay zone, and fracturing packing, we studied production capacity under different sand control technologies. A 3-D physical model is more realistic to simulate different sand control techniques, and it can reflect the different production capacities quantitatively. Under the same experimental conditions, the production capacity of fracturing packing is the highest, and running screen at the pay zone is the least. By using this model, the effect of sand control technology on well production capacity can be evaluated more reasonably.     

可自适应膨胀防砂筛管性能评价试验研究

用自主开发的模拟试验装置对可自适应膨胀防砂筛管进行性能评价试验研究和工艺参数优选。试验研究与分析表明,采用可膨胀防砂筛网、砾石充填膨胀层和内支撑割缝筛管构成的复合防砂体系防砂效果明显;筛管砾石膨胀层充填厚度为25~30 mm时,能够保持较好的渗流性能;膨胀层砾石充填压力为15~20 MPa时,膨胀力恰当,能够有效实现筛套之间的零环空,保持较大的渗透率和流量;膨胀层填充砾石与地层砂中值比为7左右时,易于形成稳定砂桥,防砂效果好。可为油田防砂筛管的设计和现场应用提供参考。     

泡沫金属防砂筛管研制及性能测试

海上油气田常用的防砂方式主要为独立筛管防砂和砾石充填防砂，独立筛管防砂主要用于物性较好的储层，砾石充填防砂主要用于物性较差的储层，对于物性介于中间类型的储层，独立筛管防砂失效的风险较大，砾石充填防砂又有些浪费。通过对具有三维立体结构的泡沫金属材料挡砂机理的研究，研制出了一种泡沫金属防砂筛管。通过室内性能测试和井下现场试用，证明泡沫金属筛管的挡砂性能、过流能力、耐堵塞能力和耐冲蚀性能均较好。泡沫金属防砂筛管为海上油气田的防砂提供了一种新的选择。     

细分层系一次多层压裂充填防砂技术研究

随着渤海油气田开发进入中后期,稳产、增产、降本增效的压力日益突出。对于当前完井作业中突出的储层保护、可高效调整层间分隔和薄油层精细分层系等技术难题,提出了研究一种适合海上细分层系一次多层压裂充填防砂技术的必要性。针对海上ø244.5 mm生产套管一次多层充填防砂完井,对国内外同类技术现状进行调研,剖析各自的技术特点和适用范围; 设计了一种满足海上1次7层及以上细分层系压裂充填防砂管柱及配套关键工具。经过实例井的施工模拟分析和参数优化,验证了其技术参数的适用范围。综合对比各项技术的先进性、经济性、优势和风险性,为细分层系一次多层压裂充填防砂技术的后续设计和细化产品提供了可靠的数据支持。