砾石充填层渗透率实验研究

针对实际生产过程中砾石充填层会被地层砂侵入的问题,通过室内模拟实验,深入研究砾石充填层被地层砂侵入之后的渗透率变化。实验结果表明:砾石充填层的防砂效果与砾石和地层砂匹配程度有密切关系;砾石充填层渗透率与地层砂的粒度中值、不均匀系数、泥质含量和生产压差等因素有关,在其它影响因素不变的情况下,砾石层渗透率与地层砂粒度中值成正比,与不均匀系数、泥质含量和生产压差成反比。该研究为砾石充填井产能预测中砾石充填层渗透率的变化提供依据,对指导工程实践具有一定意义。     

防砂井投产初期砾石层渗透率损害规律

砾石充填防砂井在投产后经常在短期内发生产量明显下降的现象。通过压实条件下砾石层渗透率变化规律实验和砾石层吸附堵塞实验,对投产初期砾石层渗透率损害规律进行研究。实验结果表明,砾石充填防砂井的井下压实作用与原油吸附堵塞作用是导致投产初期砾石层渗透率下降的主要原因,随着外加压力的增大,砾石堆积渗透率明显降低,40 MPa 压实下的砾石层渗透率约为初始渗透率的5%~11%;砾石层进行交替驱替后水相渗透率迅速下降,渗透率损害系数约在0.75~0.85 之间; 短时间内堵塞渗透率比随驱替时间及驱替温度变化不大。根据实验结果建立了投产初期砾石层渗透率损害程度预测模型与方法,对相关领域的生产研究具有一定指导意义。     

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。     

微粒运移对砾石充填防砂效果影响研究

筛管砾石充填防砂是胜利油田疏松砂岩油藏主导的防砂工艺,随着砾石充填防砂井提液生产,油井生产压差增大,地层砂中细小微粒被流体携带运移到砾石层,导致砾石充填层渗透率下降、附加压降增大,严重影响了砾石充填防砂井产能。通过室内实验、矿场试验及数值计算研究了微粒运移对砾石充填层渗透性、附加压降等影响。结果表明,固相含量5%钻井液和粒径0.01mm～0.02mm地层微粒使砾石充填层渗透率下降最高达67%。防砂筛管附加压降在0.1 MPa以下,石英砂附加压降0.35 MPa,陶粒附加压降0.13 MPa。微粒运移到防砂层后,石英砂附加压降增加到0.65 MPa,陶粒附加压降增加到0.45 MPa。因此,油井采取提液等措施生产应严格控制采液强度和生产压差,避免地层微粒运移导致油井出砂或液量大幅降低。     

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。     

变粒径充填防砂砾石尺寸优选研究

高压充填会在井筒周围形成一定厚度的砾石充填层,当地层砂侵入砾石层导致防砂失效后,管外存留的砾砂混合区很难被清理,它的存在对油井产能的稳定和提高极其不利,尤其对多次重复充填过的井,负作用将更明显。针对这一问题对变粒径充填技术要点进行了阐述,并对变粒径充填的砾石尺寸选择进行了理论和试验两方面的研究,结果表明,变粒径充填会导致生产初期出砂量的增加,但能很好地改善并利于砾石层渗透率的稳定,减轻地层细砂对它的堵塞状况,延长防砂有效期,从而更有利于提高单井产能。     

井楼油田砾石充填防砂参数优化实验研究

砾石层和机械筛管是砾石充填防砂的关键组成部分,其类型和性能决定了挡砂效果和防砂井产能。井楼油田井楼7区块油藏出砂严重,为优选砾石层充填方式和机械防砂筛管精度,使用挡砂介质性能评价装置,模拟现场条件对3种砾石层及8种不同筛管样本进行挡砂介质性能评价实验。根据动态实验数据计算得到挡砂介质的流通性能、挡砂性能、抗堵塞性能的量化评价指标,并针对井楼7区块进行了砾石充填防砂参数优选。     

疏松砂岩油层防砂机理物理模拟

为了优选疏松砂岩油层的防砂方法,提高注水开发过程中的防砂效果,进行了防砂机理物理模拟.模拟结果表明,砾石层防砂物理模拟压力高于15MPa时,细砾石层渗透率明显好于粗砾石层,砾石层挡砂过程中的渗透率降低与砾石和地层砂的粒度中值比、流体的粘度、累积产液量等有关,当砾石和地层砂的粒度中值比大于15时,砾石层不起挡砂作用.经纬网金属布滤砂管和斜网金属布滤砂管具有高渗透能力和低过滤精度的特点,对高泥质含量或细地层砂的地层不适应,而金属棉滤砂管挡砂精度高,具有一定的自疏通能力.绕丝管防砂模拟中,挤压砾石充填炮眼,能够大幅度提高炮眼的渗透率,增加油井产能.因此,选择合理的砾石和地层砂粒度中值比是砾石充填防砂工艺的关键,金属棉滤砂管防砂优于经纬网金属布滤砂管和斜网金属布滤砂管,井筒内安装有绕丝管样件时,炮眼充填物的渗透率是影响油井产能的关键.     

稠油热采防砂井动态产能评价方法及其应用

稠油热采井防砂后由于挡砂介质堵塞和生产条件改变,防砂井表皮系数和产能将随时间动态变化,但目前尚无相应的动态产能评价方法。通过实验手段研究砾石层堵塞规律与时间、黏土与细质含量、流体黏度、流速、砾砂中值比等生产条件的关系,拟合建立了砾石层堵塞渗透率比随时间变化规律预测模型,通过热采井近井温度变化和原油黏温关系计算温度对产液指数的影响,建立了一套稠油热采防砂井动态产能评价方法,用于预测投产后产液指数和产量随时间的动态变化规律。孤东油田典型井实例分析表明：防砂介质堵塞和热损失是稠油热采防砂井产能下降的的主要原因,两者对油井产能降低的贡献分别为47%和53%,基本相当;投产早期,油井产能下降较快,然后下降速度减缓,最终产能趋于稳定;具体变化规律取决于油井地质特征、防砂参数和生产条件。该研究结果对提高防砂井产能和优化防砂措施有指导意义。     

天然气水合物储层泥质细粉砂挡砂介质堵塞规律与微观挡砂机制

中国南海海域部分天然气水合物储层中地层砂为高泥质含量细粉砂，开采防控砂难度较大。针对高泥质细粉砂挡砂机制问题，使用粒度中值为10.13 μm的泥质细粉砂样品，模拟单向气液携砂流动条件，使用绕丝筛板、金属烧结网、金属纤维、预充填陶粒4类挡砂介质在20~80 μm挡砂精度下进行挡砂模拟实验，采用显微成像系统观察挡砂介质内部及表面砂粒沉积与堵塞动态，分析介质流通性能和挡砂性能变化，总结堵塞规律、微观挡砂机制与形态及其控制因素。研究结果表明，不同类型和精度的挡砂介质对泥质细粉砂的堵塞总体呈现堵塞开始、堵塞加剧和堵塞平衡3个阶段。随着驱替进行，挡砂介质渗透率逐渐降低，幅度会高达90%以上；同时过砂速度减缓，最终过砂率为5%~10%。根据堵塞规律和微观图像分析，提出了粗组分分选桥架、局部砂团适度挡砂、整体砂桥阻挡等挡砂介质对泥质细粉砂的3种微观挡砂机制。以粗组分分选桥架挡砂机制为主的挡砂工况下，挡砂介质堵塞渗透率较高，但过砂率超过15%，挡砂效果较差；以整体砂桥挡砂机制为主时，过砂率在10%以下，挡砂性能较好，但各类挡砂介质的堵塞渗透率不足1 D，流通性能较差。局部砂团适度挡砂机制为主时介质挡砂性能及流通性能介于两者之间。挡砂介质对天然气水合物储层泥质细粉砂的微观挡砂机制和形态受挡砂介质类型、精度、地层砂特征以及流动条件等因素控制，其规律对于水合物泥质细粉砂防控砂优化有指导意义。     

天然气水合物储层泥质细粉砂挡砂介质堵塞规律与微观挡砂机制

中国南海海域部分天然气水合物储层中地层砂为高泥质含量细粉砂，开采防控砂难度较大。针对高泥质细粉砂挡砂机制问题，使用粒度中值为10.13 μm的泥质细粉砂样品，模拟单向气液携砂流动条件，使用绕丝筛板、金属烧结网、金属纤维、预充填陶粒4类挡砂介质在20~80 μm挡砂精度下进行挡砂模拟实验，采用显微成像系统观察挡砂介质内部及表面砂粒沉积与堵塞动态，分析介质流通性能和挡砂性能变化，总结堵塞规律、微观挡砂机制与形态及其控制因素。研究结果表明，不同类型和精度的挡砂介质对泥质细粉砂的堵塞总体呈现堵塞开始、堵塞加剧和堵塞平衡3个阶段。随着驱替进行，挡砂介质渗透率逐渐降低，幅度会高达90%以上；同时过砂速度减缓，最终过砂率为5%~10%。根据堵塞规律和微观图像分析，提出了粗组分分选桥架、局部砂团适度挡砂、整体砂桥阻挡等挡砂介质对泥质细粉砂的3种微观挡砂机制。以粗组分分选桥架挡砂机制为主的挡砂工况下，挡砂介质堵塞渗透率较高，但过砂率超过15%，挡砂效果较差；以整体砂桥挡砂机制为主时，过砂率在10%以下，挡砂性能较好，但各类挡砂介质的堵塞渗透率不足1 D，流通性能较差。局部砂团适度挡砂机制为主时介质挡砂性能及流通性能介于两者之间。挡砂介质对天然气水合物储层泥质细粉砂的微观挡砂机制和形态受挡砂介质类型、精度、地层砂特征以及流动条件等因素控制，其规律对于水合物泥质细粉砂防控砂优化有指导意义。     

基于渗透率损失规律分析的稠油井割缝筛管割缝宽度优化

新疆油田某油区内出砂稠油热采井普遍采用割缝筛管进行简易防砂,割缝筛管缝宽设计缺乏依据,防砂后油井产能损失严重,亟需开展割缝筛管缝宽设计的相关研究.模拟目标油区稠油、地层水携砂流动与地层砂条件开展割缝筛管挡砂堵塞实验,分析不同缝宽割缝筛管在稠油堵塞以及稠油与地层砂复合堵塞条件下渗透率变化规律与挡砂情况,结合防砂性能指标定...     

非均相聚合物驱油藏防砂井近井挡砂介质堵塞机理实验研究

针对非均相复合驱油田开发出现的聚合物堵塞问题,利用非均相复合驱介质堵塞模拟实验装置,使用粒径中值0.15 mm地层砂和粒径0.6～1.2 mm砾石,分别采用清水、增黏基液、聚合物与PPG复配液等3种流体以及防砂油井中的聚合物堵塞物样品,开展了聚合物堵塞物对近井挡砂介质的堵塞模拟实验。结果发现:砾石层内聚合物堵塞物明显趋向于沿高渗透带运移,受液体剪切携带会剥落小尺寸黏团,挤入深部砾石层孔喉中,阻碍了地层砂运移,从而加剧了砾石层的堵塞程度,导致总体渗透率下降,且堵塞程度与堵塞物含量呈正相关。研究结果表明,非均相复合驱砾石充填防砂井近井地带堵塞是聚合物原液、聚合物堵塞物及固相颗粒的物理化学复合堵塞的结果,需尽早采取解堵措施,防止堵塞程度进一步加剧。      

声波振荡解堵技术在高尚堡浅层油藏水平井中的应用

水平井是高尚堡浅层油藏主要的开发方式。地层出砂造成的防砂管柱堵塞严重影响了油井产能,多次常规酸化解堵效果不理想,为此引进了声波振荡解堵技术。从颗粒解堵、提高地层渗流性、降低流体黏度等方面探讨了声波振荡解堵的技术原理。基于水平井防砂管柱及近井地带堵塞类型分析认为,生产过程中的地层出砂颗粒运移堵塞是水平井的主要堵塞类型。高尚堡浅层油藏7口水平井的应用效果表明,该技术施工简单、成本低、增油效果好,可在水平井解堵中推广应用。     

胜坨油田稠油油藏防砂治理技术对策研究

本文针对胜坨油田胜三区东营组油藏地质及油藏特点，分析了1998年以来在东营组油藏不同单元，不同油藏条件，不同原油物性油层所采取的防砂措施，结合目前油藏开发状况，提出了稠油油藏及其边部的低产能井采用管外高压一次充填防砂或PS防砂；对泥质粉，细砂出砂层段采用PS防砂或酸化－抑砂剂处理，对油藏高部位供液能力的井采用防砂提液与油层预处理相结合的措施。     

官195断块出砂机理与防砂技术

官195断块已进入综合治理、控水稳油阶段,油井出砂、套变较多,影响了油井正常生产和生产时率。从沉积微相分析、地层岩心观察和地层出砂的对比等多方面对地层进行了分析,基本认清该区块地层出砂机理、主要出砂层位和产油主力层,为砂害治理提供了科学依据。经优化简化层系、优选井号、封堵非主力油层,试验应用封隔器高压砾石充填防砂技术取得了成功,实现了油田在长井段、细粉砂岩出砂油层的防砂技术突破。     

深海底水气藏水平井充填透气阻水砾石的增产实验

为了寻求深海底水气藏水平井经济有效的控水方法,在制备改性覆膜砾石的基础上,开展了覆膜砾石耐摩擦破损、耐温度破损及覆膜砾石层阻水能力测试,然后利用大型三维底水气藏开发模拟装置进行实验,以此来对比深海底水气藏水平井充填常规砾石与覆膜砾石的开发效果。研究结果表明:①覆膜砾石涂层耐温上限为240℃,并且砾石充填速度可以达到4.48 m/s,为实际井裸眼段砾石充填平均流速的8倍;②随着覆膜砾石充填层渗透率的升高,阻水能力减弱,若渗透率低于1 500 mD且驱替压差低于0.6MPa,覆膜砾石充填层的阻水能力介于0.17～0.68;③覆膜砾石层具有透气阻水的功能,采用覆膜砾石充填水平井技术可以减弱突进流道内的水相流动能力,从而延缓气井产水量的上升,延长气井的采气时间,使底水气藏的天然气采收率得到有效的提升。结论认为,该技术具有"水来堵水、气来透气"的自发选择性堵水功能,并且技术与经济优势明显,可以为深海底水气藏的控水开发提供新的技术思路。     

海域天然气水合物泥质粉砂型储层防砂砾石粒径尺寸选择

2017年5月我国海域天然气水合物试采成功,在其防砂关键技术上也取得了突破性成果。针对弱固结、细粒含量较高、防砂难度较大的泥质粉砂型储层,通过分析国内外天然气水合物试采防砂关键技术,结合我国南海海域试采储层的粒径分布范围和充填砾石混合的特点,建立混合粒径组合等效孔隙尺寸模型,计算得出部分工业砾石混合粒径砾石堆积的孔隙分布范围,进而换算成挡砂粒径。在此理论分析的基础上,设计物理模型实验对不同粒径砾石条件下的仿真储层进行阻砂实验,验证了0.23~0.32 mm的砾石可以阻挡0.04 mm以下的泥质粉砂型储层大量出砂,为我国天然气水合物试采防砂砾石尺寸的选择提供了理论依据。     

优质筛管防砂井产能预测方法研究

油气田开采过程中的出砂问题十分普遍,对于出砂油气藏,防砂是必不可少的环节。机械防砂作为最重要的防砂措施,得到了越来越广泛的应用。优质筛管防砂是现场应用比较普遍的防砂管柱防砂技术。优质筛管本身的渗透性一般较大,不足以对油井产量造成影响。而从地层产出的细砂会不断充满防砂管柱与井壁的环形空间。由于地层产出砂沉积后的渗透率较低,会对油井产能造成较大的影响。本文以地层砂为研究对象,以地层砂粒度分析为研究基础,分析了不同颗粒粒度及其分布所产生不同的地层砂渗透率。运用渗流力学的知识对优质筛管堆积砂层表皮系数进行了计算;并建立了不同颗粒粒度及其分布、环空砂层表皮系数与油井产能关系的模型,从而更好的预测出砂后优质筛管防砂井的产能,对指导现场生产具有一定的意义。