机械防砂筛管挡砂介质堵塞机制及堵塞规律试验

针对防砂井由于机械筛管及砾石层等挡砂介质被堵塞而造成低产或停产的情况,开展防砂井挡砂介质堵塞机制研究,提出非充填带的桥架充填堵塞机制和挡砂介质内部桥架堵塞机制。利用机械筛管微观驱替堵塞模拟试验装置对机械筛管多层滤网挡砂层的堵塞过程、堵塞机制及影响规律进行系统的试验模拟,研究影响挡砂筛网堵塞程度的主要因素及其影响规律。结果表明:生产时间、出砂速度、粉细砂含量、泥质含量、原油黏度等是影响挡砂介质堵塞过程及堵塞程度的主要因素;试验结果揭示了挡砂介质堵塞程度与影响因素之间的定性和定量规律;试验数据可以通过拟合用于建立挡砂介质堵塞渗透率比与上述参数之间的定量经验关系模型,进一步预测特定地质与生产条件下防砂井挡砂介质堵塞程度随生产时间的变化规律。     

深水浅层气井防砂筛管类型优选与精度优化实验研究

深水储层胶结疏松,地层欠压实,开采过程极易出砂,需采取防砂完井措施。防砂方案优化需根据储层地质特征优选防砂筛管和优化挡砂精度。利用径向流挡砂驱替实验装置,模拟目标井生产制度对整体焊接精密筛管、双层预充填筛管、过滤型冲缝筛管以及防砂烧结筛管进行综合性能评价实验。实验结果推荐整体焊接精密筛管、过滤型冲缝筛管依次为目标井优选筛管类型,推荐40μm筛管标称精度为该井最优挡砂精度。     

注聚驱防砂井挡砂介质物理化学复合堵塞机制试验

针对孤东油田注聚驱防砂井液量降低严重并且绕丝筛管砾石充填防砂井的提液效果普遍低于树脂滤砂管独立筛管防砂的反常现象,首先通过砾石层特性评价试验研究地层砂对砾石层侵入及机械物理堵塞机制,得到砾石层堵塞与砾砂中值比、泥质含量、流体黏度、产量、生产时间以及聚合物的定性和定量关系。针对物理堵塞机制难以解释砾石充填和树脂滤砂管防砂堵塞现象的问题,开展普通石英砂与树脂涂敷砂的润湿性、沥青质吸附、聚合物及其衍生物吸附机制与规律试验对比,提出注聚驱防砂井的物理化学复合堵塞机制。研究表明:物理堵塞主要发生在投产早期,堵塞程度随着流体黏度、泥质含量、产量、聚合物含量、砾砂比(GSR)增加而趋于严重;与树脂涂敷砂相比,石英砂充填层表面强亲水,其对聚合物及其衍生物和胶质沥青质的表面吸附量远高于高渗滤涂敷砂,吸附量随着聚合物浓度增加以及石英砂粒径的减小而增大。在注聚驱条件下,原本高孔高渗的石英砂充填层复合堵塞后的渗透率反而远低于高渗滤砂管。     

砾石充填条件下筛管堵塞与冲蚀特性试验

为分析油田水源井筛管失效原因和防砂周期短的内在机制,建立一套模拟井下冲蚀和堵塞问题的砾石充填筛管防砂装置,研究筛管类型、砾石种类与粒径、生产压差等因素对筛管堵塞情况以及堵塞后筛管挡砂介质与本体的损坏情况的影响,分析筛管失效的原因和井下挡砂介质堵塞的内在机制。结果表明:在套管内砾石充填完井条件下,地层砂对砾石充填层和筛管的堵塞具有非均匀性,不同射孔孔眼部位的砾石充填层内的渗流压力分布不均,筛管过滤介质堵塞存在一定随机性;携砂流体流动时的磨蚀作用是造成筛管过滤介质失效主要原因之一;射孔孔眼流出的流体可与充填层的砾石掺混,形成磨料射流冲击正对射孔孔眼处的防砂管,造成防砂管本体的冲蚀失效;地面模拟试验结果与井下取出失效防砂管特征基本一致;试验结果能够为防砂方式的选择、生产制度的建议、筛管材质的选择、筛管结构的改进等提供依据。     

高渗滤砂管防砂提液机理

为更好地满足老油田注聚驱及后续水驱稳产需要,解决出砂加剧、提液困难的现状,在对比分析矿场高渗透滤砂管与其它防砂应用效果的基础上,研制了一种具有较高强度和渗透性的滤砂管.通过模拟挡砂装置开展了地层砂运移规律、浸入深度、产生的压降以及不同筛管挡砂、排砂效果对比,分析认为高渗滤防砂后环空无充填砾石,产生的井筒附加压降最小,同时自身结构设计上渗流面积大,有排砂通道结构,在油井生产初期能够形成适度防砂模式,避免了初期高浓度地层微粒及粘稠物在环空及滤砂管内产生堵塞.     

春光油田白垩系储层机械防砂筛管性能评价与优选实验

机械筛管是防砂井井下防砂管柱的关键组成部分,其类型和性能决定了挡砂效果和油井防砂后产能以及总体服务期限。春光油田白垩系储层为疏松砂岩易出砂储层,为了选择合适的机械防砂筛管类型,使用自行研制开发的挡砂介质性能评价径向流驱替实验装置,模拟春光油田地层砂和生产条件,对割缝筛管、复合精密筛管、绕丝筛管、金属棉滤砂管等四种类型的筛管样品进行了性能评价实验。根据动态实验数据,研究提出了筛管的流通性能、挡砂性能及其评价指标的计算方法,系统地评价了四种筛管的流通性能、挡砂性能并得到了具体的量化评价指标。实验综合对比表明,对于春光油田白垩系储层,割缝筛管的挡砂性能和流通性能均较低;金属棉滤砂管的挡砂性能最好但堵塞后的流通性能较差;绕丝筛管的两项指标均衡但总体偏低;复合精密筛管的两项指标相对均衡并均比较高,推荐作为春光白垩系储层首选的机械防砂筛管类型。     

水合物储层高泥质细粉砂筛管挡砂机制及控砂可行性评价试验

利用机械筛管控砂效果综合模拟与评价试验装置,针对天然气水合物储层地质和生产条件开展系统的筛管和挡砂介质挡砂机制试验研究。根据储层地层砂筛析曲线确定模拟地层砂粒径分布和泥质含量得到高泥质细粉砂样品,根据储层预测的产气量和产水量确定气水流动试验条件。试验模拟径向流条件下的气水两相流动高泥质细粉砂的机械筛管挡砂和堵塞过程,以及单向流条件下的多层滤网微观挡砂过程,通过测量过砂量、驱替压差、流量及渗透率变化,系统评价复合精密筛管、微细割缝筛管、绕丝筛管等8种筛管和20、40及60μm精度筛管的挡砂性能、抗堵塞性能、流通性能及综合性能。根据试验结果分析高泥质细粉砂对机械筛管的堵塞规律。结果表明:堵塞过程分为堵塞开始、堵塞加剧及堵塞平衡3个阶段,具体受筛管介质结构性能及流动条件控制;由于高泥质成分含量,筛管外表会形成稳定的泥皮层,渗透率约5μm~2,其气水流动条件下的流动阻力较低;对于多层滤网挡砂介质,滤网层数对于微观挡砂形态及效果有明显影响。试验结果揭示了天然气水合物储层筛管介质挡砂的气液携砂流动、筛管挡砂介质内部桥架堵塞、筛管外部空间的分选桥架堵塞以及筛管高渗透泥皮形成等4种机制。基于泥皮层的辅助挡砂和低渗流阻力特性,天然气水合物储层的高泥质含量细粉砂的有效控砂具有一定的可行性。     

金属网布优质筛管在不同黏土含量下的优选评价

摘 要 金属网布优质筛管在不同储层黏土含量下，其不同筛管类型将对挡砂效果和油井产能产生影响。为了对现场各类金属网布优质筛管进行优选评价，采用自行研制的挡砂驱替模拟实验装置，对三种筛管试样在不同黏土含量下进行挡砂驱替实验。分析了三种筛管的堵塞规律，并基于实验数据，结合筛管的抗堵塞性、挡砂性和流通性指标的计算方法，系统地评价了三种筛管的抗堵塞性能、挡砂性能和流通性能。综合评价结果表明：金属网布高级优质筛管流通性和抗堵塞性整体较高；高级优质筛管I型流通性和抗堵塞性整体偏低，挡砂性较高；高级优质筛管II型的三项指标较为均衡。当黏土含量为5%和10%时，高级优质筛管II型综合性能最优；当黏土含量为15%时，金属网布高级优质筛管综合性能最优。     

渤海湾中部疏松砂岩油藏砾石充填适度防砂适应性评价

渤海湾中部油田储层胶结强度低,非均值性强,泥质和细粉砂含量高,优质筛管独立防砂往往出现堵塞的情况,致使油井产能快速下降,严重阻碍了生产。为此,提出了疏松砂岩油藏砾石充填适度防砂技术,采用自行研制的大型防砂物理模拟实验装置,结合渤海中部油田储层特征(d₅₀=137～182μm,UC=18.3-35.4,泥质27%,小于44μm微粒含量21.5-44.5%)和实际工况,进行了金属网布筛管+砾石充填的防砂物理模拟试验,系统评价了金属网布筛管120μm+砾石(20-40目)、金属网布筛管150μm+砾石(16-30目)、金属网布筛管200μm +砾石(10-30目)3种防砂体系下流通性能、挡砂性能和综合性能。实验结果表明：金属网布优质筛管+砾石充填复合防砂方式下筛管流通性能、挡砂性能以及综合指标都较高,适合作为渤海湾中部油田高泥质细粉砂油藏防砂筛管类型。在适度防砂标准0.5‰的条件下,推荐防砂参数为200μm(金属网布优质筛管挡砂精度)+10-30目(砾石尺寸)。     

适度出砂在NB35-2稠油油田应用探索

针对通过一定量的出砂来大幅度提高油井产能及一次采收率的问题,开展了从防砂机理上对现场应用的完井方式进行剖析对比,优选完井方式的研究。研究中使用了砾石充填和优质筛管防砂的完井方式,并以典型的稠油油藏NB35-2油田为例,对砾石充填、金属编织网布筛管和金属棉筛管完井方式的矿场防砂效果进行了对比性研究,得出裸眼金属棉筛管完井方式更适合油田实现适度出砂技术的应用,且在保证金属棉筛管强度的基础上,适当增加筛孔上 “微孔”和“中大孔”数量,增大生产压差,将地层微粒有效、有序产出,改善近井地带地层的渗透能力,达到提高产能的目的。此研究为油田实施适度出砂开采完井方式的优化提供实例依据,同时对类似稠油油藏开发具有一定的借鉴意义。     

气驱防砂实验条件下泥质粉细砂储层迁移规律分析

泥质粉砂岩层中储存了大量的油、气与水资源,但其开采一直受其低渗透条件和防砂所制约.基于此,通过设置N₂驱替防砂实验,分析其防砂、产气规律.在对比实验前后的驱替储层垂直方向的颗粒级配曲线后,发现实验前后颗粒级配曲线不重合,说明实验后储层颗粒发生了运移和重新排列,形成了细粒与砂拱相结合的结构为“泥皮+砂拱”结构,它以稳定的砂拱作为支撑,以其细粒结构作为阻砂结构,共同阻挡细粒物质的运移.在通过电镜扫描观察后,发现细粒层存在针孔状孔隙,保证了持续产气的功能,为类似工程提供了参考依据.     

西峰油田白马中区单井产能判识及应用

针对西峰油田白马中区单井潜能分析难度大的特点,采用实际地质特征与油藏工程理论相结合的方法进行了分析研究,分析结果表明,储层渗透率、有效厚度和压裂缝是影响单井产能的主要因素,其中储层渗透率是最关键的因素,因此,区块高产井往往不是油层厚的井,而是存在高渗油层的井。在此基础上。推导出区块合理的单井产能判识公式。对今后该区块的产能建设部署和开发井的措施挖潜具有重要的指导意义。     

块状潜山稠油油藏水平井合理产能确定方法

为了确定块状潜山裂缝性稠油油藏水平井底部注水水平采油井的合理产能,利用镜像反映原理和势函数叠加原理推导出水平井井网底部注水整体开发厚层裂缝性稠油油藏的产量公式;并结合油藏区块实际地质参数,针对注采井距、注采压差、采油井垂向位置等影响产量的主要因素进行了分析和优化。结果表明,利用水平井井网底部注水整体开发厚层裂缝性稠油油藏的合理注采井距为2倍油层厚度。为了油井能够获得较高的产能,注采井之间首先必须保持合理的井距形成有效的驱替。随着注采压差的增大,生产井产量呈现线性增加的趋势;但存在合理的注采压差。纵向上将采油井布置在油藏的顶部,可获得最大的单井产量。研究成果可为块状厚层潜山稠油油藏单井合理产能的确定提供理论依据,且方便实用。     

基于拟稳态时间水平井产能新公式研究及应用

针对低渗透油藏和稠油油藏,水平井技术提高采收率得到广泛应用,而水平井产能的确定是水平井设计和优化的重要依据。海上油田水平井产能确定主要依据周围相似油藏条件下已投产定向井实际产能数据确定水平井米采油指数,结合设计压差和油层厚度计算水平井产能,该方法缺少一定理论基础,同时需要油藏人员具有丰富工作经验;另外一种确定方法是应用Joshi公式计算,该方法要求已知水平井控制半径条件下计算水平井产能,而水平井控制半径的确定具有一定人为性。针对以上两种方法存在的弊端,通过油藏工程方法,应用等值渗流阻力原理和保角变换确定水平井产能公式,同时确定水平井流动形态和控制半径,该方法克服了人为确定水平井半径弊端,根据海上油田已生产井,对产能公式进行验证,确定该公式的准确性,为水平井产能确定提供一定理论基础,对于调整井和新井投产的产能评价具有一定指导意义。     

水平井在姬塬油田铁平7井区的应用效果研究

鄂尔多斯盆地伊陕斜坡西南部的铁平7井区油藏属于典型的底水发育的低渗透岩性—构造油藏,油藏具有油层厚度较薄,物性较差,单井产能较低的特点.通过对水平井与直井的应用效果分析对比后得出:水平井可以解决边底水突进过快的问题,并可增大泄油面积,提高单井产量,从而显著提高低渗透油藏产能,增加经济效益.     

外围油田覆膜砂控水压裂技术适应性探讨

针对葡萄花储层开发中后期中高含水井,常规措施压裂后经常出现大幅度增液,而增油幅度较小甚至不增油,即便压裂后达到了预期增油效果,其含水上升速度也较快,有效期难于控制。结合大庆油田外围地层裂缝走向、渗透率、油层发育等情况以及井层压前产液、含水等状况,开展了现场试验,通过压裂工艺将覆膜砂携至裂缝中,生产时形成一条高含油饱和带,实现覆膜砂对油水流动能力的选择,达到具有堵水不堵油特性。通过近几年效果跟踪统计,分析其增油降水的效果及适应性,该技术可有效提高油井压裂后油层动用程度,降低油井采出液的含水率,拓宽压裂选井选层范围。     

油层出砂机理研究

本文从砂粒的受力分析出发,讨论了重力、范氏力和双电层斥力对出砂的影响。提出了油层出砂的门限流速概念,对于合理地确定油井产能、保护油层有着一定的实际意义。     

砂泥交互储层定向井压裂裂缝穿层扩展真三轴实验研究

对于低渗透砂泥互层储层,为沟通更多砂岩层并增加泄油面积,通常采用斜井结合水力压裂技术进行开发。与直井和水平井相比,斜井中水力裂缝的起裂、转向形态复杂,而近井区域的裂缝复杂程度决定了压裂效果。针对储层中砂泥互层的情况,利用物理模拟实验,研究了砂泥互层中不同钻完井参数及地应力条件下水力裂缝起裂、转向和垂向扩展形态。研究结果表明:方位角和水平应力差对裂缝扩展能力有很大影响,当方位角较大,水平应力差较小时,近井区域裂缝扭曲程度大,数量多,不利于裂缝垂向扩展和施工后期加砂;泥岩层会阻碍裂缝垂向扩展,砂岩层与泥岩层之间应力差越高,阻碍作用越大,裂缝越不容易从砂岩层进入泥岩层。根据实验所得结论,提出了组合及分层压裂的判断依据。     

准噶尔盆地中部1区块J1s2储层非均质隔夹层特征

侏罗系三工河组二段(J_1s_2)一直是准噶尔盆地中部1区块主力产油层段,目前在产井9口,均为J_1s_2油藏。但其砂体成因多样化且储层特征存在明显差异,导致油藏模式各不相同,多因素复杂性制约了油气勘探进程。根据砂体发育特征将J_1s_2划分为J_1s_2~1、J_1s_2~2,并在此基础上将J_1s_2~1细分为J_1s_2~(11)、J_1s_2~(12)。综合测井、录井、取芯等资料,明确储层非均质特征及其对油水的控制作用。结果表明,中部1区块J_1s_2主要发育泥质岩、细粒砂岩、钙质砂-砾岩三类夹层,控制了J_1s_2~1多期河道叠置而成的厚砂体内油气的运移、聚集,隔夹层垂向和侧向遮挡形成多个独立油藏,控制了油水的分布。