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。     

适度出砂对储层物性及孔隙结构参数影响模拟实验研究

渤海浅层油藏大多数为胶结疏松的稠油油藏,这类油藏目前主要的开发方式是防砂开采,这样不仅束缚了油田的产能还增加了操作成本。在调研国内外出砂模拟实验的基础上,结合适度出砂理念,设计出了评价适度出砂对储层物性和孔隙结构参数影响的实验装置和流程。以NB35-2稠油油藏储层为研究对象,模拟现场完井方式,定量评价了不同驱替压差、不同原油黏度对不同类型储层出砂量、物性、孔隙结构参数的影响。其实验成果对于渤海稠油油藏实施适度出砂开采具有一定的指导意义。     

疏松砂岩油藏出砂应力敏感实验研究

为研究疏松砂岩储层应力敏感特征,模拟出砂对储层渗透性的影响,制作了全直径人造疏松砂岩油藏岩心,利用研制的疏松砂岩油藏应力敏感测试实验装置,采用不同驱替压差和驱动流速,模拟研究储层不出砂及出砂情况下储层渗透率和相对渗透率的变化规律。实验结果表明,疏松砂岩储层具有较大的压实空间,当轴向压缩率超过2%以后,渗透率的下降幅度均超过50%;在轴向压缩率范围内,两相共流区均从55%降低到20%,但在同样的轴向压缩率下,出砂会降低两相共流区的缩减速度。研究表明,疏松砂岩储层渗透率具有较强的应力敏感特征,适度出砂可以减小渗透率的降幅,降低油水两相共渗区的缩减速度,在一定程度上有助于保持油井产能。      

疏松砂岩稠油油藏水驱后期转蒸汽吞吐及其防砂措施研究

方法 利用蒸汽吞吐开采技术及配套的防砂措施,开发水驱后的疏松砂岩稠油油藏。目的 探索疏松砂岩稠油油藏水驱开发后期进一步提高采收率的途径。结果 在采取相应防砂措施基础上,将高温高压蒸汽注入油层后,使原油粘度下降,原油在地层中的流动性大大增强,油井采出液中含水下降,油量上升,油层动用程度得到改善。结论 蒸汽吞吐开采与相应的防砂措施结合是提高疏松砂岩笛油油藏采收率的有效途径。     

胜利油田疏松砂岩稠油冷采开发技术研究与应用

永8块是胜利油田典型的疏松砂岩稠油油藏,针对该油藏开发过程中存在油层砂埋、稠油结蜡、系统效率低等问题与难点,研究应用了防砂优选、举升优化、降粘技术、防蜡清蜡、聚合物驱和集输降压等6大工艺为一体的疏松砂岩稠油油藏冷采开发及配套技术。矿场应用效果表明,该配套技术成熟,开发成本低,为解决类似疏松砂岩稠油油藏的开发提供了可供借鉴的经验。     

羊三木油田馆一油组油层出砂影响因素探讨

羊三木油田三断块馆陶组一段油层组为胶结疏松的高渗透砂岩稠油底水油藏,大部分采油井出砂严重,影响正常生产,研究其出砂原因及其规律对提高油田开发水平至关重要。统计分析现场资料,研究吨油出砂量与原油性质、射孔程度、生产压差和储集层性质的相关关系,确定油层控制出砂的参数有利值为:原油密度小于0.96g/cm3,射孔程度小于40%,生产压差小于4MPa,泥质含量为10.5%～16%,孔隙度小于30%。以此为依据优化11口油井生产制度,控制出砂排液生产,见到良好效果。高渗透砂岩稠油底水油藏出砂主要与储集层物性参数及生产压差有关,原油性质及射孔程度的差异也是油藏出砂的影响因素之一。图3参6     

疏松砂岩气藏渗透率敏感性实验研究

压敏、速敏、水敏的联合作用是疏松砂岩储层二次伤害的主要原因。利用松散岩心的套筒取心制样技术,对疏松砂岩油藏的露头岩心取样,通过疏松砂岩油藏应力敏感实验,模拟了不同驱替压差和驱动流速下储层的压敏、速敏、水敏变化,研究了疏松砂岩气藏特殊的渗透率敏感性机理。实验结果表明：疏松砂岩储层的渗透率越低,压敏越明显,压敏主要发生在应力变化的初始阶段,一般处在投产早期的近井地带,因此,多井低产、均衡开采将有利于稳产;疏松砂岩储层可动水会加剧压敏效应,因此随着压实和出水,中—低渗储层将转变为局部低渗—特低渗储层;疏松砂岩储层渗流过程中,微粒的运移同时具有疏通提渗和堵塞降渗的双重效应,在岩心尺度上,速敏体现在测试渗透率的异常升高,对于实际生产井,当气井产量发生显著变化时,可认为近井地层发生了微粒运移引起的速敏效应,即地层出砂。     

羊三木油田馆-油组油层出砂影响因素探讨

羊三木油田三断块馆陶组一段油层组为胶结疏松的高渗透砂岩稠油底水油藏，大部分采油井出砂严重，影响正常生产，研究其出砂原因及其规律对提高油田开发水平至关重要。统计分析现场资料，研究吨油出砂量与原油性质、射孔程度、生产压差和储集层性质的相关关系，确定油层控制出砂的参数有利值为：原油密度小于0．96g／cm^3，射孔程度小于40％，生产压差小于4MPa，泥质含量为10．5％～16％，孔隙度小于30％。以此为依据优化11口油井生产制度，控制出砂排液生产，见到良好效果。高渗透砂岩稠油底水油藏出砂主要与储集层物性参数及生产压差有关，原油性质及射孔程度的差异也是油藏出砂的影响因素之一。图3参6     

渤海疏松砂岩油藏水平井筒携砂能力数值模拟研究

渤海疏松砂岩稠油油藏适度出砂开采过程中,产出砂粒随稠油进入水平井筒后容易沉积形成砂床,造成油层砂埋、油管砂堵等危害。基于流体力学理论,根据渤海疏松砂岩油藏的基本参数,利用FLUENT流体力学软件对适度出砂开采过程中水平井筒流场特性进行了数值模拟,得到了井筒流速、出砂量、出砂粒径、稠油黏度等敏感参数对携砂能力和井筒压降的影响规律:在渤海疏松砂岩油藏条件下,井筒流速和稠油黏度对携砂能力的影响均存在临界值,当井筒流速或稠油黏度达到临界值时,随着流速或黏度的增大,井筒砂床高度和悬浮层含砂体积分数均趋于稳定。同时,对井筒压降的影响程度依次为稠油黏度、井筒流速、出砂粒径和出砂量。该结果可为渤海疏松砂岩油藏适度出砂开采工艺设计提供理论依据。     

埕北油田稠油油藏出砂冷采工作制度优选模拟实验

为了优选稠油油藏出砂冷采生产压差,研究油水产量和出砂量变化关系,研制了装岩心砂粒的填砂管,可以模拟出砂过程中地层压力对岩心结构破坏.设计了稠油出砂冷采实验装置及实验步骤,在恒压条件下驱替油水进入岩心,模拟完全产油和油水同产时的油水与出砂量及产水率的变化.实验结果表明,出砂主要发生在完全产油和产水的初始阶段,完全产油时携带出自由砂,产水时携带出骨架砂,继续驱替产出的砂量大大减少;该实验优选的埕北油田压力梯度为8.3～33.3 MPa/m,虽现场很难达到,但稠油可以在近井地带和窜流通道中逐步启动;恒压驱替和改变压力驱替,产水率均随着驱替的进行不断增加,而产油量不断下降,进入的水在地层压力下破坏了岩心结构,油水相渗透率大大下降,因此,要尽量控制水侵.     

疏松砂岩出砂机理与出砂临界压差计算方法

涩北气田由于成岩程度差、岩性疏松,在气田开采过程中极易出砂,并且伴随着地层出水导致出砂将逐渐加剧。合理的防砂策略是控制生产压差,实施主动防砂。从疏松砂岩储层岩石成分、出砂的力学与化学机理等角度出发,结合对岩石内聚力强度影响因素的实验数据分析,建立了新的气井出砂临界生产压差计算方法。新模型以常规理论解析模型为基础,根据实验数据的回归,引入随含水饱和度而变化的岩石强度计算模型。对比现场出砂压差实测数据,新方法的计算结果更为合理。     

中国海上疏松砂岩适度出砂井防砂方式优选

依据国内外防砂方式选择方法及室内大型出砂模拟试验研究成果,提出疏松砂岩适度出砂井防砂方式选择的理论参数地层砂粒度中值 d₅₀、均质系数 U_C、泥质含量 V_sh 以及蒙脱石含量。通过对中国4个海域储层特性进行的统计、不同防砂方式下出砂模拟试验及现场防砂效果,得到了中国海上疏松砂岩适度出砂井的防砂方式选择标准,并建立了相应的防砂方式优选图版,挡砂精度设计参照地层砂粒度中值 d50。该图版在海上多个新开发油藏的防砂方案设计应用中取得了较好的效果。     

压裂防砂技术在南堡35-2油田大斜度井的应用

南堡35-2油田明化镇组储层为中高孔、中高渗疏松砂岩稠油油藏,需要压裂防砂来实现增产和防砂。根据端部脱砂压裂的原理,并结合南堡35-2油田A16井明化镇组储层特点,优选出适合该井压裂防砂的清洁压裂液、支撑剂和工具,针对井斜大的特点优化了压裂防砂工艺,采用一趟管柱对明化镇1油组和0油组成功进行了压裂防砂施工。压后油井产液量提高明显,且不出砂,证明压裂防砂达到了增产和防砂的双重作用,是开发疏松砂岩稠油油藏的一项进攻性措施。     

稠油油藏出砂量预测方法研究及应用

大多数有关油井出砂的预测基本上是预测出砂临界生产压差,关于出砂量的预测比较少.针对稠油油藏进行了出砂量预测研究,以直井出砂生产过程中沿油藏到生产段井筒为研究对象,结合某一实际稠油油藏区块,根据大量油井出砂量的统计数据,对出砂量随时间的变化进行了拟合,采用现场工程法建立了稠油油藏油井出砂量预测模型,并对出砂后储层物性参数的变化及对产能的影响进行了研究.结果表明,出砂量随时间的变化趋势遵循伽马分布规律,出砂量存在峰值.由于疏松砂岩稠油油藏生产过程中出砂使屈服区域内渗透率增加,造成油井产量大幅提高.模拟结果与现场观测结果一致,证明了该模型的可靠性.     

疏松砂岩油藏二次开发方式研究与实践

曙三区是曙光油田主力区块之一,出砂严重,实际注采井网极不完善,油藏开发效果较差。针对这一问题,选择出砂最为严重的区块实施二次开发先导试验。通过重新规划注采井网,开展系列防砂工艺,2个先导试验井组的油层钻遇率及投产效果均达到预期目的,防砂、治砂取得初步成果。该研究为疏松砂岩油藏的二次开发提供了可借鉴的经验。     

永66断块水平井防砂及配套完井工艺技术

永安油田永66块油藏为疏松砂岩油藏，它具有胶结疏松，出砂严重的特点。对该断块实施水平井防砂及配套工艺技术，取得了明显的经济效益。介绍了水平井防砂工艺技术的原理，防砂管柱的结构，以及针对该断块油藏地质特点实施的射孔技术、油层保护技术、挤注工艺。     

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。     

疏松砂岩油藏压裂裂缝延伸规律数值模拟

压裂充填防砂可实现增产与防砂双重目的,是疏松砂岩油藏的一种重要完井方式。疏松砂岩具有高孔、高渗特点,且强度低、塑性强,裂缝起裂与延伸机理较为复杂。为研究疏松砂岩储层压裂裂缝延伸机理,揭示压裂工艺参数对裂缝形态的影响,建立了考虑储层岩石弹塑性变形、裂缝起裂与延伸、压裂液流动与滤失以及储层孔隙流体渗流复杂耦合作用的流固耦合有限元数值模型,针对渤海油田绥中36-1区块典型疏松砂岩储层,开展了压裂裂缝延伸规律数值模拟计算,并重点分析了压裂液效率、排量对于裂缝延伸规律的影响。结果表明:低效率压裂液在疏松砂岩中仅形成极短而窄的裂缝,裂缝两侧伴随着一定范围的剪胀高渗带,难以容纳支撑剂,无法实现充填防砂目的;效率高压裂液可在疏松砂岩中形成压裂充填防砂工艺所需的短宽裂缝,裂缝壁面两侧存在轻微压实现象,对渗透率的影响较小;提高压裂液排量,裂缝长度减小,裂缝宽度增加。研究结果可为疏松砂岩压裂充填设计提供一定理论参考。     

无机颗粒堵剂与地层孔隙喉道的匹配性实验

为满足无机颗粒堵剂注入不同径向深度地层的封堵需要,必须对无机颗粒堵剂与地层孔喉的匹配关系进行研究。考察了堵剂颗粒直径d50与地层孔隙喉道直径Dc的比值b以及堵剂固相含量C与地层孔喉的匹配关系。确定了粒径中值d50为25.1 μm的超细水泥作为堵剂颗粒,选择了3种不同粒径范围的油层出砂充填填砂管,换算出相应的孔喉直径Dc和b值。利用平流泵以稳定排量q将无机颗粒堵剂注入填砂管,模拟无机颗粒堵剂注入疏松砂岩地层的过程。通过测量不同（b,C）组合与相应平流泵注入压力pz的关系来表征超细水泥浆体系注入不同径向深度地层孔喉的匹配关系。应用该研究成果已实现了对近井壁疏松砂岩地层的封堵,并用于指导大港油田大孔道地层深部封堵试验。