弱胶结储层微观出砂形态与出砂机理可视化实验模拟研究

宏观出砂规律模拟难以揭示微观出砂本质，为了探究弱胶结储层的微观出砂过程、形态与机理，开展了系列弱胶结岩心微观出砂过程模拟实验。实验使用不同浓度环氧树脂在80 ℃条件下固化2.5 h得到一系列不同强度的弱胶结岩心，采用显微放大手段观察不同胶结条件的岩心样品在流体驱替过程中的出砂形态演变过程及其最终出砂形态。根据实验结果提出了连续垮塌式、类蚯蚓洞式和孔隙液化式3种典型的微观出砂形态和出砂机理。通过分析，胶结强度和颗粒尺寸是出砂微观形态的主要因素；类蚯蚓洞式出砂形态下，出砂量m与驱替流量Q2/3大致呈线性关系；驱替流体对颗粒间胶结强度有削弱作用，长时间驱替可能诱使出砂加剧引起微观出砂形态转变；出砂形态是决定出砂量大小的重要因素，孔隙液化式的出砂量仅为类蚯蚓洞式的15%。初步形成的微观出砂形态与机理为后续微观出砂过程模拟、出砂规律定量预测提供了重要指导和依据。     

出砂影响因素的数值模拟评价

疏松砂岩油藏适度出砂可以大幅度提高油井产能,研究出砂影响因素对产能的影响可提高该类油藏的开发和管理水平。通过建立一维出砂模拟模型,以SZ36-1油藏岩石特性参数为例,研究了不同粘度、剥蚀系数、入口端压差及原始渗透率等因素对蚯蚓洞发育、岩心孔隙度、渗透率等方面的影响。研究表明,这些因素都影响着蚯蚓洞的形成与发育,进而影响岩石的孔隙度和渗透率,其中岩石的强度对出砂影响最显著。     

疏松砂岩储层出砂机理和保护措施--以太平油田和尚店油田为例

从岩石微观结构出发，以疏松砂岩储层的生产实践为基础，分析了出砂机理，对钻井到试采阶段引起油层出砂的因素进行了探讨；列举了各类入井液在疏松砂岩储层中引起的伤害类型；提出了不同类型出砂储层的保护措施。     

基于H-B强度准则的出砂风险预测方法研究与应用

随着海上弱胶结砂岩油藏的开发，储层压力衰竭以及含水等因素使得油井出砂风险随开采年限的增加而增大，因此出砂预测的精确性在油井完井方式的选择中显得尤为重要。文章引用了三维Hoek-Brown准则，考虑了储层压力衰竭对地应力的影响，通过室内清水浸泡实验得出岩石泡水后岩石强度的变化规律，总结出了一套适用于海上油田弱胶结砂岩储层的全生命周期出砂风险预测方法，并结合油田实例，绘制了弱胶结砂岩储层在整个油井生产周期中受地层压力衰竭和含水率上升影响的出砂临界生产压差版图。该出砂预测方法应用于南海文昌油田疏松砂岩储层时，预测结果与现场出砂情况吻合程度较高，根据该方法所绘制临界生产压差图版能够为油田确定合适的防砂时机、合理的防砂方式、适时调整生产压差提供理论依据。     

疏松砂岩油藏出砂机理微观可视化实验研究

针对出砂机理宏观实验研究中存在的问题,研制了疏松砂岩稠油油藏出砂机理研究的微观可视化实验装置,采用渤海疏松砂岩典型储层的粒度分布和油田实际挡砂参数,进行了疏松砂岩稠油油藏出砂机理的微观可视化实验研究。结果表明:出砂提高渗透率的程度与驱替压差、地层砂粒度、挡砂筛网尺寸有关。粒度越均匀,分级出砂范围就越窄,出砂阶段越集中;若粒度均匀程度较差,则分级出砂范围就越宽,出砂随驱替压差和挡砂精度的变化也越明显。     

疏松砂岩油藏动态出砂定量预测技术

针对疏松砂岩油藏胶结疏松、出砂严重的难题，应用连续介质力学理论，在考虑流体渗流、储层变形或破坏、液化砂粒运移等因素的基础上，建立了基于流固耦合形式的动态出砂定量预测模型，应用顺序Galerkin有限元数值解方案对出砂速率、出砂量等进行了数值计算和模型验证。计算结果表明，动态出砂定量预测技术较好地模拟了地层出砂的复杂变化过程，初步解决了砂拱形成和破坏的模拟难题，对于疏松砂岩油藏合理生产压差等开发参数的确定具有重要指导作用。     

北10井区侏罗系头屯河组油藏出砂规律分析

北10井区侏罗系头屯河油藏储层为疏松砂岩储层,孔隙间的填隙物主要以泥质为主,储层的胶结程度中等-疏松。在生产过程中,由于储层出砂导致采油井修井作业频繁,采油井生产期短,出砂问题成为制约单井生产的主要因素。因此利用测井资料计算岩石力学参数,结合现场作业修井冲砂情况、油井生产情况相互结合的方式,划分出北10井区单井出砂等级,用于预测采油井的出砂规律,指导单井防砂工艺和生产制度调整,保障采油井正常生产。     

疏松砂岩油藏出砂机理室内试验研究

为研究疏松砂岩油藏出砂机理,对地层出砂进行了室内试验研究。利用玻璃板填砂平面模型,对影响地层出砂的非均质性、黏度、渗透率和流体渗流速度等因素进行了研究。结果表明,大孔道的形成是一个在主流线上分枝发展的"灾变"过程。在临界出砂速度以上,随流速的增大,出砂速度迅速提高;胶结强度越高,出砂量和出砂速度越小;在相同的渗流速度下,渗透率越大,出砂量越小;随着原油黏度的增加,出砂量增加。出砂量的变化表明,胶结程度和水力冲刷是影响油层出砂的重要因素,大孔道一旦形成,油井含水率增加,油藏的采收率降低36%。试验结果为现场防止出砂提供了参考依据。     

南海西部低渗疏松砂岩油藏水平井合理生产压差研究

针对文昌A油田低渗疏松砂岩储层易出砂,难以确定合理生产压差的问题,运用岩石力学方法对水平井周岩石进行受力分析,结合Mohr-Coulomb、Drucker-Prager和Hoek-Brown准则进行剪切破坏判定,得到了全井段储层应力破坏理论下的临界出砂生产压差。分析井周储层孔隙内的非胶结砂粒受力情况,结合水平井产出剖面得到砂粒运移理论下的临界出砂生产压差。研究结果表明：水平井出砂受储层岩石强度、砂体粒度、井斜和产量等多方面综合影响。将研究成果应用于文昌A油田,计算12口水平井合理生产压差并配产,生产过程未监测到出砂。研究成果对同类低渗疏松砂岩油藏水平井合理生产压差研究具有一定指导意义。     

油田开发后期砂岩油藏防砂工艺适应性分析

胜利油田疏松砂岩油藏埋藏浅 ,砂岩胶结物主要为粘土 ,因而在生产过程中极易出砂。在多年的注水开发下 ,油藏进入了高含水期 ,出砂日趋严重。对疏松砂岩油藏高含水期防砂工艺面临的问题及效果进行了调查分析 ,并分析了目前各种防砂工艺的适应性。     

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柴达木盆地东部气田是我国陆上第四大气田，地质储量丰富。产层属于第四系，岩性主要为粉砂岩和泥质粉砂岩，成岩作用弱，胶结疏松。储层以粒间孔隙为主，物性属于高孔中渗的储集特征。目前气田面临严重出砂，从而气藏的产能受到限制。文章从储层特征和开发工艺技术分析入手，结合室内实验，得出了疏松砂岩出砂的砂粒中包括以下四个方面的颗粒：①渗流砂出砂，含量为3％－4％，任何措施都不可避免的砂粒；②弱胶结附着的颗粒出砂，主要粒径为＜37μm，由于工作液与储层流体、矿物不配伍而导致形成；③储层骨架颗粒破坏型出砂，主要是施工工艺参数不合理形成的；④砂穴崩落型出砂，综合因素引起的质变。根据不同砂粒的出砂机理不同，文章给出了针对性的预防措施和建议。     

大斜度井压裂充填防砂工艺研究与实践——以南堡35-2油田Ax井为例

针对南堡35-2油田Ax井明化镇组疏松砂岩油藏储层非均质性较强、砂岩粒度分选性较差、极易出砂,防砂层跨度大、间隔距离长,井斜角大等特点,研制了暂堵抑砂液,并充分运用端部脱砂控制、防止提前脱砂以及泵砂控制等技术措施,在该井成功实施了5层压裂充填防砂作业,可为渤海在生产油田疏松砂岩油藏大斜度井防砂作业提供借鉴.     

疏松砂岩油层出砂问题的Monte-Carlo模拟

石油开采过程中，由于水动力的冲刷等作用引起的疏松砂岩储层出砂，会导致储层损害和产能降低，甚至造成套管损坏，油井报刻度。通过分析疏松砂岩油藏出砂发生和发展的机理，设计了出砂预测的数学模型，在此基础上，用Monte-Carlo法模拟疏松砂岩油藏出砂的发生和发展。孔隙介质的渗流数服从给定分布的随机变量。模拟结果表明，在同一生产压差下，出砂几率随并距的缩短而增大，当井距一定时，随着生产压差的增大，出砂几率增大；储层越不均匀，出砂的几率越大，但是扩展到大量出砂的几率较小，反之，储层越均匀，油藏出砂的几率越小，但是扩展到大量出砂的几率却越大，总之油藏是否出砂，不仅与生产压差有关，还的几率却越大。总之油藏是否出砂，不仅与生产压差有关，还取决于储层的非均质程度，随机模拟的结果很好地实验上印证。     

稠油出砂冷采技术的适用条件

稠油油藏能否适宜出砂冷采,主要取决于油藏能否形成蚯蚓洞网和泡沫油,这与储层、原油及开采条件密切相关.国外研究成果和河南新庄油田的开采实践表明:泥质含量小于10%,少或无钙质胶结的疏松储层及粒径小于2 mm的半胶结砂岩储层可进行出砂冷采;压力在2.0～6.0 MPa,粘度为500～50 000 mPa·s,厚度大于5 m,溶解气含气在10 m³/t左右的油层也可考虑用此方法开采;另外,出砂冷采宜从油藏中心展开,尽量远离边水和气顶(>200 m).     

涩北气田疏松砂岩气藏出砂预测研究

涩北气田储层主要为第四系粉砂岩和泥质粉砂岩,属于高产气田,但由于胶结疏松,气井出砂严重,而且气井出砂在纵向上及平面上差异较大,因此开展涩北气田出砂预测研究工作,建立以生产、测井资料为依据的系统出砂预测模型,预测气井出砂程度与出砂临界生产压差。对尚未全面开发的疏松砂岩油藏区块,准确地预测最大出砂临界生产压差对防砂措施的制定至关重要。     

大宛齐油田疏松砂岩油藏出砂机理与防砂技术研究

塔里木盆地大宛齐油田属于疏松砂岩油藏，主力产油层段为第四系和上第三系的康村组。油层埋深浅、胶结疏松、压实作用差造成油层出砂严重，影响油田的正常生产，绝大部分油水井如果不防砂就无生产能力．本文从地质因素和开采因素两方面分析了本区油层出砂原因与机理，在借鉴国内外类似疏松砂岩油藏防砂技术的基础上，提出了适合该油田的三种防砂技术：高压一次充填防砂工艺、机械双重防砂工艺以及激光割缝筛管-压裂砾石充填防砂工艺。并对此三种技术的防砂适应性进行了分析，认为大宛齐油田可以针对不同层系、不同井况的出砂问题选用最佳防砂技术．以保证油田安全生产。     

疏松砂岩油藏氟硼酸酸化技术研究与应用

吐哈油田雁木西疏松砂岩油藏，储层胶结疏松，泥质含量和碳酸盐胶结物含量较高，常规酸化易造成岩石骨架松散，地层出砂，酸后无效。为此，根据氟硼酸酸化的特殊机理，研究出了适宜雁木西疏松砂岩油藏特点和储层伤害特点的氟硼酸酸化技术。从2000年初到现在，见到了较好的酸化效果，有效解决了雁木西油田油水井增产增注措施技术难题，取得了显著的经济效益和社会效益。     

雁木西疏松砂岩油藏压裂防砂技术研究与应用

疏松砂岩油藏,胶结强度差。投产后出砂严重,储层出砂会造成严重的地层伤害及卡泵事故。以吐哈最典型的疏松砂岩油藏雁木西油藏为背景,研究形成了疏松砂岩油藏压裂防砂新技术,该技术采用高砂比、低排量、连续段塞加砂技术,实现端部脱砂,从而提高裂缝导流能力。并通过压裂防砂机理研究,从而优选出性能优良的纤维覆膜砂支撑剂。其抗压、抗折能力强,50 MPa下破碎率0.99%,仅为常规支撑剂的四分之一。岩心试验8h出砂量仅为0.16 mg,能有效过滤细粉砂岩,减少油井出砂,最终提高疏松砂岩油藏的产能。     

苏丹L区F油田稠油冷采实践与认识

苏丹L区F油田主力油层A和B是稠油油藏,储层为胶结疏松的砂岩。针对该油田的储层特征,研究了与之相适应的完井方式、射孔参数设计方法,并探讨了对于如此埋深的油藏是否能有合适的螺杆泵,如何确定泵的下入深度及油藏在开采工程中能否形成蚯蚓洞、出砂规律和冲砂周期将会怎样等问题。在借鉴加拿大经验技术基础上,摸索出一整套技术与方法,为苏丹其他区块条件类似的油藏开发提供了借鉴。     

疏松砂岩、细粉砂岩油藏防砂堵水及大孔道封堵工艺技术

在疏松砂岩油藏注水开发中、后期,由于储层存在先天的非均质性,致使油、水井之间形成严重的高渗透大孔道现象,生产井出现特高含水及严重出砂的问题。为此研制了渗透率、胶结强度可调的无机胶结固化材料＂双效胶结砂＂,并依据选择性注入原理,实现对高渗透、大孔道深部低渗充填,同时对近井地带高渗封口,达到防砂堵漏的目的,解决了细粉砂岩油田油、水井的出砂和漏失问题。