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。     

流体黏速物性对砾石层堵塞影响机制及充填防砂井工作制度优化实验

选用粒度中值0.10mm和0.16mm的2种地层砂、粒径0.6～1.2mm的石英砂和陶粒,开展不同流体黏度与流体流速组合条件下的砾石层挡砂堵塞模拟实验,提出采用黏速指数(流体黏度与流速的乘积)表征流体物性和流动条件对砾石层堵塞的影响机制和规律,同时提出了砾石充填防砂井投产工作制度优化方法。研究表明地层砂侵入交混带渗透率、砾石层最终堵塞渗透率与携砂流体流速、黏度负相关,流速越高、黏度越大,地层砂侵入交混带渗透率、砾石层最终堵塞渗透率越低。流体流速、黏度是影响砾石层堵塞程度的关键参数,黏速指数可以很好地表征流体的流动特征,同时也便于分析砾石层堵塞机理;不同黏度和流速组合,只要最终的黏速指数相同(近),其对砾石层总体渗透率的影响基本一致;砾石层渗透率随着黏速指数增加首先迅速下降,然后降速变缓直至基本稳定。最优配产量与阶梯提产相结合的砾石充填防砂井投产工作制度优化方法,可以有效降低携砂流体对砾石层渗透率的损害,提高油井生产效益。图14表3参25     

高压充填防砂工艺在林樊家油田的应用

林樊家油田开发初期采用的金属绕丝筛管砾石充填防砂工艺 ,现已严重制约了油田的开发。防砂前对油层进行预处理 ,对地层进行高压充填 ,实现对油层的高压饱和充填和绕丝筛管外充填一体化 ,已成为改造地层、提高近井地带渗透率和防砂双重作用的重要措施。将该工艺应用于林樊家油田的 31口井 ,施工成功率 10 0 % ,平均单井产液量 2 0 .5t/d ,平均单井产油量 9.8t/d ,恢复可采储量 19.7× 10 4t,有效地防止了粘土膨胀及地层细粉砂对充填层的堵塞 ,提高了充填层的渗透率 ,改善了原油的渗流条件 ,解决了防砂后油井产量低的问题     

充填密实程度对砾石层挡砂效果及稳定性影响实验

针对砾石充填类防砂工艺,为了探究砾石层充填密实程度对挡砂效果和稳定性的影响规律和程度,利用挡砂介质综合性能测试实验装置,使用石英砂和人造陶粒2种材料,模拟100%、98%、96%和95%共4种充填密实程度进行砾石层挡砂径向流驱替实验,通过渗透率、过砂率和冲蚀形态变化评价砾石层挡砂效果及其稳定性。实验结果表明,射孔孔眼入流会造成砾石层冲蚀孔洞,随着充填密实程度降低,冲蚀孔洞区域越大,地层砂侵入砾石层深度越深;当充填密实程度低于95%时,会形成相对较大的冲蚀孔洞从而失去稳定性,砾石层被地层砂完全穿透从而失去挡砂作用;随着充填密实程度的降低,松散的颗粒在流体冲击作用下重新排列组合,形成的孔洞使得地层砂侵入砾石层的深度也越大,过砂率越高,挡砂效果越差。对于套管射孔井管内砾石充填防砂,应尽可能提高密实程度使其不低于95%,且机械筛管缝宽或挡砂精度按照能够直接阻挡地层砂的原则进行设计。     

绕丝筛管高压充填防砂井失效原因及对策

绕丝筛管高压充填防砂工艺是目前孤东油田应用最多、成功率最高的防砂工艺,但有些油井在采用绕丝筛管高压充填防砂后,短时间内供液能力变差,产液量下降,严重影响该油田的开发效益。分析认为,绕丝筛管高压充填防砂井失效是由砂桥被破坏、砾石粒径与地层砂不匹配及施工参数不合适造成充填砂体及绕丝筛管堵塞造成。提出了以下防治措施:采用托砂皮碗防止砂桥被破坏,优化砾石粒径,研制新型携砂液,优化生产参数,评估油井生产能力。该油田采取以上防治措施后,维持了油井的供液能力,延长了防砂有效期。      

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。     

热采井砾石充填防砂筛管外挤受力分析及应用

筛管外挤力研究分析是筛管砾石充填防砂热采井筛管强度校核和入井防砂管柱设计优化的基础。国内外对筛管外挤力的研究较少,尚缺乏相应的解析计算方法。温度膨胀效应和接触应力约束作用是热采防砂井筛管-砾石层界面变形的制约因素。文中首先建立了温度效应造成的砾石层-地层系统内径变化计算模型和筛管外径变形模型,然后借助Lame方程求解得到筛管-砾石层界面位移与外挤力之间的关系曲线。综合考虑温度膨胀效应和接触应力约束作用,提出了热采井筛管外挤力计算的筛管-砾石层-地层耦合模型,并采用图版法求解筛管外挤力。实际计算表明,当井底温度达到350℃时（井底升温300℃）,温度效应造成筛管-砾石层界面位移为1.855 mm,该位移条件下的筛管外挤力为17.78 MPa。该成果可为热采防砂井筛管强度校核及砾石充填施工提供依据。     

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。     

机械双重防砂技术研究

目前常规的机械循环充填防砂只能完成单一的砾石充填工作。采用这种砾石充填+绕丝筛管防砂,对油井的产能有较大的影响。为此,研制了一种多功能机械防砂配套技术,该技术利用与地层配伍性较好的采出水作为携砂液,通过高压将地层充填与井筒内充填有机地结合在一起,只需一次施工即可完成2种功能,既改善了油田绕丝筛管防砂的充填效率和近井筒的渗透率,又提高了油井产能,达到了既防砂又增产的目的。采用这种防砂工艺在3口井进行了应用,取得了较好的效果。     

一种补偿式预充填防砂筛管研制与应用

稠油油藏采用传统充填防砂方式的投入产出矛盾突出。采用悬挂金属滤砂管防砂,供液能力差,防砂有效期短,不能满足生产需要。研制了一种新型补偿式预充填防砂筛管,该装置通过地面工具预制并充填砾石,然后随管柱下入油井实现防砂功能。为了保持预充填层的密实程度,设计了压实补偿机构,提高了预充填层的强度,减少了预充填层在油井生产、修井作业过程中砾石的损失,提高了防砂效果。现场应用7井次,防砂成功率100%,平均单井节约费用$15万元。     

高压砾石充填防砂技术在曙三区的应用

通过对曙三区高压砾石充填防砂技术的关键技术进行深化研究,对充填砾石的选择、防砂筛管、携砂液的参数指标进行了改进和完善,明显改善了油井的渗流能力,提高了油井的防砂效果。现场应用表明：该技术投入产出比高,能有效解决出砂区块防砂、治砂的难题;具有油层解堵效果,增产效果明显,适用于多油层、不同等级的出砂油井及套管变形的油井;对于出泥浆井不适用,防砂后易造成防砂筛管堵塞,引起油井供液不足。     

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.     

砾石充填介质复合堵塞对天然气水合物储层产能的影响规律研究

砾石充填层堵塞是影响天然气水合物储层砾石充填防砂井产能优化的关键因素。在考虑泥质粉砂与二次生成水合物对砾石充填层复合堵塞情形的基础上,针对人造陶粒与石英砂充填介质,分别开展了泥质粉砂和水合物二次生成堵塞充填层的模拟试验,系统分析了堵塞过程。基于复合堵塞充填层机理及渗透率变化规律,构建了天然气水合物砾石充填防砂井砾石充填层堵塞后的产能预测模型并进行了案例分析。研究结果表明,在泥质粉砂和二次生成水合物堵塞条件下,充填层渗透率的降幅分别达93%与98%;复合堵塞造成充填层渗透率降低对产能的影响显著,堵塞后防砂井产能比的降幅达97%。大粒径砾石充填虽然能缓解产能受损,但效果不明显。研究认为,预防复合堵塞的关键是优化生产制度,避免水合物二次生成。      

管内挤压砾石充填防砂技术在大斜度井中的应用

大港油田埕海一区开发井基本都是大斜度井,水平位移长,水垂比高,一些大斜度井完井采用套管固井,管内悬挂筛管的防砂完井方式,而在易出砂地层采用独立筛管防砂完井。由于防砂精度单一,筛管易堵塞,防砂效果差,而挤压砾石充填防砂工艺技术是用携砂液以挤压充填方式对近井地带充填一定量的砾石,用循环充填方式对筛管与井筒环空进行砾石充填,形成多级挡砂屏障,防砂效果好。同时针对埕海一区大斜度井的特点及生产储层的地质情况,优化施工参数,在庄海8Es-L8井率先成功实施,取得良好效果,完善了大斜度井的完井方式,实现了开发井的高效开采。     

砾石充填防砂技术在港西油田的深化研究与应用

通过对港西油田的防砂技术研究，防砂工艺有了很大发展，特别是砾石充填筛管防砂技术已经非常成熟，成为了港西油田防砂的主要技术，但是随着防砂井的生产，油井逐渐显露出供液不足，油层堵塞的问题，影响了油井的产量。通过对砾石充填割缝管防砂技术的关键技术进行深化研究，对充填砾石的选择、割缝管、携砂液的参数指标进行了改进和完善，大大改善了油井的渗流能力，延长了油井的高产时间，提高了港西油田的防砂效果，改善了港西油田的开发水平。     

蓬莱19-3油田砾石充填井生产影响因素及对策研究

蓬莱19–3油田以砾石充填完井为主,较多砾石充填井出现液量递减不正常。地层矿物成分分析发现,黏土矿物易发生微粒运移和膨胀;储层敏感性实验显示,储层存在速敏和应力敏,地层容易受到伤害;钻后统计分析认为,固井质量和充填系数均会影响油井初期液量。保持注采平衡需优化吸水剖面、避免注水量骤变,稳定油井工作制度、保证合理生产压差,均可防止液量递减;通过酸洗和酸化可提液增油。     

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。     

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。      

注聚区油井砾石分级充填防砂工艺技术研究

注聚区油井砾石分级充填防砂工艺技术是针对胜利油田注聚区见聚油井产出液黏度增大、携砂能力增强,提液引效措施加剧油井出砂使油井防砂有效期变短等问题进行研究的.该技术是在注聚区油井充填防砂时改变过去采用单一粒径砾石进行充填防砂的做法,将不同粒径砾石按不同比例分级充填到近井、炮眼附近和筛套环空,同时在中粒度粒径的砾石中加入经过...