筛管砾石充填油井产能预测研究（Ⅰ）——基本模型

在常规套管射孔井产能预测的基础上,考虑射孔炮眼内的充填砾石、筛套环空砾石层以及筛管造成的附加表皮,建立了筛管砾石充填防砂井的产能预测模型。计算分析表明,炮眼砾石层及地层是主要压降区域,充填后砾石层的渗透率及射孔参数是影响砾石充填井产能的主要因素。     

筛管砾石充填油井产能预测研究(I)－基本模型

在常规套管射孔井产能预测的基础上,考虑射孔炮眼内的充填砾石、筛套环空砾石层以及筛管造成的附加表皮,建立了筛管砾石充填防砂井的产能预测模型。计算分析表明,炮眼砾石层及地层是主要压降区域,充填后砾石层的渗透率及射孔参数是影响砾石充填井产能的主要因素。     

压裂充填防砂井产能预测方法

产能预测是进行压裂防砂优化设计的基础。首先预测压裂对产能的影响,得到压裂增产倍数;计算射孔孔眼砾石层及环空砾石层的附加表皮因数,用砾石充填后产能比考虑炮眼和筛套环空砾石充填对产能的影响;压裂增产倍数与砾石充填产能比的乘积即为压裂充填防砂后的总产能比。根据防砂前流入动态可得压裂充填防砂后的流入动态曲线。采用该方法对吐哈油田颜6-8井进行了产能预测,计算结果与实际产能基本吻合。     

水循环充填表皮系数研究

水循环充填在油气井防砂方面得到了广泛的应用,充填效果评价是充填施工的重要理论依据。文中从砾石充填防砂井的基本渗流规律出发,将流量的自动分配引进入近井各个阻力区,仔细剖析每个阻力区的流速变化,采用压降的形式,推导出了射孔炮眼穿出钻井污染带与未穿出时,污染带与炮眼内流动的层流表皮和紊流表皮。通过计算结果与数值解的对比,反映了本文表皮形式的合理性,可为设计水循环充填提供理论上的依据。     

水循环充填表皮系数研究

水循环充填在油气井防砂方面得到了广泛的应用，充填效果评价是充填施工的重要理论依据。文中从砾石充填防砂井的基本渗流规律出发，将流量的自动分配引进入近井各个阻力区，仔细剖析每个阻力区的流速变化，采用压降的形式，推导出了射孔炮眼穿出钻井污染带与未穿出时，污染带与炮眼内流动的层流表皮和紊流表皮。通过计算结果与数值解的对比，反映了本文表皮形式的合理性，可为设计水循环充填提供理论上的依据。     

砾石充填防砂井产能预测方法

流体从砾石充填防砂井供给边缘到井筒的流动分为4部分：从供给边缘至井筒的平面径向流，射孔孔眼附近的球面向心流，通过射孔孔眼的单向流，由射孔孔眼到筛管的发散流。建立了计算各部分单相渗流的流动阻力数学模型，并考虑紊流对井筒附近流动阻力影响。对模型求解，研究影响产能的敏感性参数。对胜利油田某砾石充填防砂井产能计算的结果表明：按单向流、径向流及发散流计算井筒内流动阻力的结果差别较大，仅用单相流或径向流模型计算井筒内压降有一定误差；防砂井压降主要出现在射孔孔眼内及其附近，孔眼内填满地层砂时孔眼内的压降是总压降的48％，而填满砾石时是总压降的29％，将每个孔眼填满砾石是提高防砂井产能的根本保证。图1表2参10     

雁木西油田防砂产能预测与效果分析

雁木西油田隶属于吐哈油区 ,其主力油层为石炭系砂岩油层 ,深度达到 5 0 0 0m ,受高温、高压和高地应力的作用 ,出砂较为严重 ,并且其出砂均为粉细性。综合雁木西油田的出砂特点 ,必须用绕丝筛管砾石充填进行防砂 ,并作好产能预测和效果分析 ,才能确保油气井的高效生产。1 砾石充填产能预测套管射孔砾石充填产能比计算公式为 :IPR =ln0 4 72rerw +Spln0 4 72rerw+Sp+Sla+Sta+sli+Sti+Sls式中 :Sp———油井射孔表皮 ;Sla———筛套环空砾石层层流表皮 ;Sta———筛套环空砾石层紊流表皮 ;Sli———砾石充填炮眼层流表皮 ;Sti———…     

压裂充填井产能预测的分析方法

在压裂充填井表皮因子的组成基础上,提出了压裂充填井产能预测的拟表皮系数分析方法,该方法考虑了裂缝伤害、环空砾石和射孔砾石充填对井产能的影响。运用新模型进行了实例计算和分析,结果表明该模型可满足工程需要。瓶颈裂缝可引起井产能急剧下降,压裂液滤失也对井动态有一定的负面影响。     

油井水平井防砂产能预测与评价方法

给出了带表皮系数的油井水平井基本产能公式的统一形式.将防砂水平井中流体由远处地层到井筒内的所经区域划分为管外环形带、射孔压实带、射孔孔眼充填带、管内充填带等几个区域,可以用上述区域的特定组合来表达目前水平井防砂前后的渗流阻力区域.根据所假设的物理模型,重新推导了上述各区域的层流和紊流压降及表皮系数的计算方法,并给出了水平井不同防砂方式下总表皮系数和产能比的计算模型.该模型能够用于任何防砂方法的全部渗流区域的表皮系数分析及产能比预测.通过实例分析了各渗流阻力区表皮系数的相对大小,研究了射孔参数、充填渗透率等对防砂水平井产能的影响规律,并提出了提高防砂产能比的基本途径.     

压裂充填井产能预测的分析方法

在压裂充填井表皮因子的组成基础上，提出了压裂充填井产能预测的拟表皮系数分析方法，该方法考虑了裂缝伤害、环空砾石和射孔砾石充填对井产能的影响。运用新模型进行了实例计算和分析．结果表明该模型可满足工程需要。瓶颈裂缝可引起井产能急剧下降，压裂液滤失也对井动态有一定的负面影响。     

应用支持向量机方法预测砾石充填防砂井产能

影响砾石充填防砂井产能的因素很多。关系非常复杂．常规理论方法难以建立准确、适用的预测模型。为此,对防砂井产能的主要影响因素进行分析。引入支持向量机方法,与自然产能比方法相结合。建立了防砂井产能预测模型。该模型通过有限经验数据的学习。能够导出防砂前后采油指数与其影响因素的非线性关系。分别使用支持向量机模型和BP神经网络模型对砾石充填防砂井产能进行预测对比结果表明,支持向量机模型有着更高的预测精度．在小样本的模式识别方面,有着自身独特的优势。     

气井水平井防砂产能预测与评价模型

给出了带表皮系数的气井水平井基本产能公式的统一形式.将防砂气井水平井中流体由远处地层到井筒内所经的区域划分为管外环形带和射孔压实带、射孔孔眼充填带和管内充填带等几个区域,可以用上述区域的特定组合来表达目前水平井防砂前后的渗流阻力区域.根据所假设的物理模型,推导了上述各区域的气体流动层流和紊流压降及表皮系数的计算公式,并给出了气井水平井不同防砂方式下总表皮系数和产能比的计算模型.通过实例分析了各渗流阻力区表皮系数的相对大小,分析了射孔参数、充填渗透率等对防砂气井水平井产能的影响规律,并提出了提高气井水平井防砂产能比的基本途径.     

影响防砂气井产能的因素分析

研究了出砂后砾石充填防砂气井的流动模式。认为气体从供给边缘到井筒的流动是由流动规律不同的4部分组成；在考虑紊流对流动阻力影响的基础上，研究了各部分流动阻力的计算方法，从而建立了防砂气井产能预测模型；通过计算分析了影响气井产能的主要因素。研究表明：（1）防砂气井的压降主要发生在射孔孔眼内及其附近地层；（2）射孔孔眼内填满地层砂比填满砾石时的流动阻力大的多。因此，将每个孔眼填满砾石是提高防砂气井产能及防砂有效期的根本保证：（3）井筒内按单向流，径向流及发散流计算流动阻力时，三者有较大差别，因此，井筒内流动阻力模型的选择将影响产能预测的准确性。     

孤东油田防砂井产能预测研究

防砂是疏松砂岩油藏维持油井正常生产的主导措施。将产能比作为防砂措施效果的评价指标，考虑达西流和非达西流影响，计算4类防砂方法形成的附加流动区域的附加表皮系数，推导了计算产能比的公式。用流入动态表征油井的产能，用上述公式预测油井防砂后的流入动态，与防砂前油井流入动态对比，即可预测防砂后油井产能。该方法计算简单，需要的基础参数较少，计算结果可靠，便于现场应用。对孤东东6区防砂井的产能预测结果与实际较为吻合。图1表1参5     

低压稠油出砂油田防砂完井方式的优选

绥中36-1油田属于低压稠油油田,目的层位为东营组下段,储层岩石胶结疏松,孔渗性极大。根据现场观察法、经验法及力学计算法等防砂判据综合判断,油井出砂将成为贯穿开发生产过程的主要问题,防砂则为开发生产及油层保护的重点和核心。由于绥中36-1油田具有地层纵向层系多、含夹层(泥岩夹层、含水夹层)等特殊情况,经研究后决定采用下套管注水泥固井并在射孔套管内进行井下砾石充填完井方案。国内外的经验和我们的理论研究表明:压裂充填不仅能消除射孔压实表皮系数,而且能消除全部或大部分钻井损害,同时还具有增产作用;压裂充填完井产能基本上能恢复到天然产能,且比常规砾石充填提高约2～4倍,效果非常明显。由此可见,压裂充填完井是低压稠油出砂油田较好的防砂完井方式。     

低压稠油出砂油田防砂完井方式的优选

绥中36-1油田属于低压稠油油田,目的层位为东营组下段,储层岩石胶结疏松,孔渗性极大.根据现场观察法、经验法及力学计算法等防砂判据综合判断,油井出砂将成为贯穿开发生产过程的主要问题,防砂则为开发生产及油层保护的重点和核心.由于绥中36-1油田具有地层纵向层系多、含夹层(泥岩夹层、含水夹层)等特殊情况,经研究后决定采用下套管注水泥固井并在射孔套管内进行井下砾石充填完井方案.国内外的经验和我们的理论研究表明压裂充填不仅能消除射孔压实表皮系数,而且能消除全部或大部分钻井损害,同时还具有增产作用;压裂充填完井产能基本上能恢复到天然产能,且比常规砾石充填提高约2～4倍,效果非常明显.由此可见,压裂充填完井是低压稠油出砂油田较好的防砂完井方式.     

基于油井流入动态曲线的防砂井产能预测方法

以防砂前油井流入动态（IPR）曲线为基础,考虑各种防砂措施在井底附近造成的附加阻力表皮,建立一套基于IPR曲线的防砂井产能预测方法。利用防砂前IPR曲线资料用最小二乘法计算将防砂前油井总流动表皮折算为零时的折算等效渗透率,然后计算防砂措施造成的附加层流和紊流表皮,再用产能基本公式预测防砂井的产能。借助IPR曲线避开了实际地层渗透率的获取和大量表皮系数的计算,该方法具有较高的准确性和实用价值。     

大孔径、高孔密防砂射孔技术在草13块的应用

大孔径、高孔密防砂射孔技术主要适用于砾石充填防砂的油井，它有利于降低充填防砂井的充填压力，提高油井产能。2002年在草13区块实施大孔径、高孔密防砂射孔作业9井次，降低施工压力8-14MPa，日产油量增加6．8t。固井质量分析表明，大孔径、高孔密防砂射孔对套管和水泥环末造成损害，是一种具有广阔应用前景的先进射孔工艺。     

射孔参数对射孔-砾石充填井表皮系数的影响分析

射孔过程对油、气井的产能影响有利有害，它既能为油气流提供通道，又可对产层造成相当的伤害。如果工艺和射孔参数选择得当，就可以使射孔对产层的伤害最小，否则将适得其反。文章在通过建立射孔-砾石充填井表皮系数计算模型的基础上，分析了射孔-砾石充填井的孔深、孔径、孔密等射孔参数对表皮系数的影响及其程度。应用此模型计算官10井的表皮系数高达13.89，对该井优化了射孔方案，经过实施深部酸化增产作业后，成功地使官10井的产量由原来的709 m3/d增加到平均6.0×10⁴m³/d。相对于压力恢复试井解释表皮系数，文中提出的射孔-砾石充填井的表皮系数计算方法具有速度快，精度较好的特点，能有效地模拟出孔深、孔径、孔密等射孔参数对其的影响。     

稠油油藏蒸汽吞吐防砂完井产能评价新方法

在优选防砂完井方式时,当量产能比为目前主要的产能评价指标。但对于稠油蒸汽吞吐而言,产能预测模型缺乏考虑防砂的影响,加上蒸汽的降黏增产作用,使得传统评价方法对吞吐井防砂、注汽的适应性较差。通过提出复合产能比和最终产能比两个新概念,表征了防砂前后蒸汽吞吐井产能的变化,使用最终产能比作为新评价指标的计算结果更直观、更便于应用。为计算最终产能比,建立了防砂完井产能新模型,该模型针对防砂和蒸汽吞吐的特点,根据非等温分布加热半径计算公式和达西定律,考虑了高温蒸汽对原油黏度的影响,引入防砂表皮系数,从而实现了防砂和蒸汽吞吐的耦合。应用结果表明,防砂措施对蒸汽吞吐井产能的影响更加明显,表现为各防砂方式的最终产能比均低于当量产能比。其中,压裂充填防砂具有增产作用,但相较于常规开采井,该方式对蒸汽吞吐井的增产效果有所降低。从油井流入动态的角度进行验证的结果表明,新指标对稠油蒸汽吞吐井的产能评价更具意义,且预测误差在允许范围内。