预测水平井产能与出砂量的一种新方法

本文用数值法求解描述水平井流动状态的偏微分方程. 获得储油层中各节点的压力分布和三个方向上的速度分布,从而计算水平井的理想产能。并建立了储层中砂浓度的场模型,由此预测出砂井的出砂量。     

油层出砂预测模型研究

分析了裸眼完成井和射孔完成井的油层出砂机理，以线弹性理论为基础，同时考虑垂直井眼围岩应力场对射孔孔道稳定性的影响，建立了一种新的射孔完井临界出砂模型，并编制了出砂预测系统的设计软件。在辽河油田现场应用的实例表明，该模型的预测结果与现场工程实践中已有的油井出砂经验预测模型相吻合。     

基于出砂特征半径的水平井出砂临界生产压差预测模型

在水平井近井地带地应力分布研究基础上,首次提出破坏特征半径的概念,以特征半径处作为地层破坏出砂的判断位置,分别使用Mohr-Coulomb准则、Drucker-Prager准则、Hoek-Brown准则建立相应的水平井出砂临界生产压差预测模型,并对水平井出砂临界生产压差计算结果进行敏感性分析。结果表明:水平井出砂临界生产压差与井斜角有关,其具体变化规律与原始主应力中垂向主应力与最大水平主应力的关系有关;在同一地区,水平井水平段方位的选取会明显影响其生产中的出砂程度;水平井出砂临界生产压差与特征位置半径的选取有直接关系。     

油层出砂预测模型研究

分析了裸眼完成井和射孔完成井的油层出砂机理 ,以线弹性理论为基础 ,同时考虑垂直井眼围岩应力场对射孔孔道稳定性的影响 ,建立了一种新的射孔完井临界出砂模型 ,并编制了出砂预测系统的设计软件。在辽河油田现场应用的实例表明 ,该模型的预测结果与现场工程实践中已有的油井出砂经验预测模型相吻合。     

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。     

东方13-2油田储层出砂预测分析研究

油气水井在生产过程中,由于生产压差过大、砂岩油气层岩石胶结疏松等原因,使地层砂流入井筒,堵塞油气通道,油气井将无法顺利生产,从而引起出砂。出砂会引起油气井减产或停产,地面和井下设备及管线磨蚀加剧,套管损坏使油气井报度等恶劣事故,尤其对于东方13-2油田是高温高压储层,一旦出砂造成油气井报废,其损失更是无法估量。因此对油田进行储层出砂的研究是十分必要的。该文以储层的出砂原理为基础,结合东方13-2油田的工程实例,分析了该油田出砂的可能性,并对出砂临界生产压差进行了预测。研究成果能够为谊地区今后的钻井作业提供科学依据和技术指导,从而保证海上油田生产的安全与高效。     

含水率对岩石强度及出砂影响研究

储层含水量增加,岩石的强度减小,出砂风险增大。油藏出砂将降低油气产量,损害井下装置和地面设施。针对流花油田弱胶结储层,开展储层岩石不同含水饱和度时的单轴强度实验,揭示了出水对储层出砂影响的机理,并通过经验方法对不同含水率储层的临界生产压差进行预测。结果表明:含水饱和度与岩石单轴强度呈指数递减规律。含水饱和度越高,岩样的单轴抗压强度越低。含水率对岩石强度及出砂影响程度,取决于砂岩内蒙脱石、伊蒙混层等易水化黏土矿物的含量和含水率大小。     

稠油出砂冷采模型研究现状

 通过对稠油出砂冷采的适用条件和机理的描述,引出了建立的有关稠油出砂冷采的数学模型介绍,主要涵盖工程法出砂模型、连续法中的水动力模型和耦合地质力学水动力学侵蚀模型、不连续法模型以及泡沫油模型。对于每一类型模型又给出研究人员针对不同因素采用不同方法建立的数学模型,并对这些模型做了评价和比较。针对稠油出砂冷采机理的复杂性,建议今后的模型应该逐渐加入更多的影响因素,以建立一个更完善的、更加接近生产实际的模型。最后,对于稠油出砂冷采技术的应用前景及后续开发技术,提出了部分见解。     

稠油油井出砂实时监测关键技术研究

在油井出砂监测系统中,出砂信号检测传感器为其关键技术之一.提出采用PVDF压电薄膜为敏感材料,设计了缠绕型的出砂信号检测传感器.给出了传感器的结构、工作原理和信号处理原理.传感器应用在稠油油井出砂模拟系统中,识别出了砂粒对管壁碰撞后产生的声波信号,从而验证了该新型传感器工作的有效性,且其具有易于安装、灵敏度高的特点.试验结果表明,由该传感器检测流体中的含砂量具有较高的精度.     

渤海稠油油藏出砂规律及出砂量室内试验研究

采用渤海疏松油藏储层砂样,利用自行研制的出砂模拟实验装置,进行室内防砂模拟实验。观察和分析控制条件下渤海常规稠油油藏的出砂行为,分析了出砂机理及各类生产工艺与参数对出砂的影响。使用MiniFlexⅡ型X衍射仪对岩样进行了矿物组分测试,分析了黏土矿物含量对出砂的影响。岩石固有的矿物组分是影响其胶结强度的内因,发现黏土矿物含量最高可达17.3%,且伊蒙混层中蒙脱石含量高达36%,黏土矿物吸水膨胀性强。实验表明,压力波动比压力本身对出砂的影响更大;产砂量和产液量互相依赖,出砂增大了地层的渗透率,产液量随之增加。实验结果对本区块的适度出砂生产科学化管理提供了定量依据。     

水平井稠油开采中电加热井筒的抽汲工况

根据传热学和两相流原理，计算了包括圆弧段在内的沿井深的温度和压力分布，算出了最大和最小的悬点载荷，并求得了悬点载荷与井筒电加热强度及抽汲速度间的关系，为避免抽油杆的断脱提供了分析依据     

压裂水平井产能研究

应用位势理论和叠加原理，研究了水平井压裂后造成多条裂缝情况下的产量确定方法。得出了产量和生产压降与裂缝长度和裂缝条数的关系。由于该方法建立在严格的解析方法的基础上，所得的解析公式与目前的通用方法相比更具普遍应用价值。     

蒸汽吞吐水平井热流体流入动态研究

蒸汽吞吐水平井流入动态是非等温复合油藏流入动态的一种形式，本文利用油藏数值模拟方法，对草平３井第一周期初期生产动态进行了历史拟合；在此基础上模拟计算了不同注汽和生产操作条件下的生产动态，经过回归处理，得到了不同采出程度下的产能关系、井底流体温度变化关系及含水率变化关系。经与现场实际生产动态对比，预测值与实际值吻合较好。     

油藏水平井数值模拟研究中一种新的求解方法

提出了底水油藏水平井油水两相渗流问题的物理模型和数学模型，并建立了差分方程，然后利用ＩＭＰＥＳ求解方法的思路，并对其不足之处进行了改进，从而形成了一种新的求解方法．这种方法是采用上游网格饱和度插值计算相邻网格间的水量交换，用本阶段时间中点的饱和度对压力方程进行再迭代．保持了ＩＭＰＥＳ方法简单方便、占计算机内存少、计算速度快的优点，而精度明显提高，结果更趋合理．实际计算表明，新方法效果良好，可广泛用于底水、边水或人工注水油藏油水两相渗流问题的数值模型研究，对水平井和垂直井均适用．     

井眼倾斜角和倾斜方位对裸眼完井地层出砂的影响

结合等效塑性应变准则定量地研究了井眼倾斜角和倾斜方位对裸眼完井砂岩油藏出砂的影响。计算结果表明,在一定的应力和地层条件下,井斜角在0~45°时,随着井斜角的增加,井壁内的塑性应变最大值和塑性区范围都不断增加,出砂的趋势增大;当井斜角在45°~90°时,随着井斜角的增加,井眼内最大塑性应变逐渐减小,出砂趋势减小。井斜角相同,但井眼倾斜方位不同的井,井壁内产生塑性变形的区域不同,塑性变形的程度也不同,从防砂的角度,井眼,尤其水平井眼应该沿原地最小水平主应力方向,或尽可能靠近最小主应力方向。     

水平井水平井段环空压耗模式的建立

在考虑了环空中岩屑颗粒同时存在推移质和悬移质运动的情况下，利用能量平衡方程，建立了水平井段环空压降的理论模式，在大量实验基础上，得到了环空压耗的经验模式．利用现场两口水平井资料对经验模式进行了验证．结果表明，该模式可用于大斜度井段和水平井段环空压耗的预测，并为水平井水力参数设计提供了理论基础．     

水平井钻柱摩阻力和摩阻力矩的计算

针对水平井的特点，提出对钻柱摩阻分段计算的方法，即对底部钻具组合（ＢＨＡ）段，采用纵横弯曲梁理论计算摩阻；对ＢＨＡ以上井段，用微单元力平衡分析法具体分析钻柱的受力，给出不同工况下水平井摩阻力计算的简化条件。探讨了泥浆粘滞力的计算公式和钻柱刚性效应的影响。在安塞油田、大港油田多口井的应用表明，在局部弯曲井段，钻柱的刚性对摩阻力有明显的影响；泥浆的粘滞力对摩阻力有一定的影响，所建模型与现场试验结果符合较好，能够为现场施工设计提供重要数据。     

应用正交变换法求解裂缝性气藏水平井压力动态模型

本文应用正交变换法及矩阵徽分方程的理论,较为容易地求解了裂缝性气藏水平井渗流的三个基本初边值问题,得到了形式简明的精确解.     

水平井岩屑床止动模型的建立

在水平井钻井中，洗井区的携岩状况关系到整口井钻探的成败。利用大斜度井及水平井环空携岩的理论研究成果，根据岩屑床在环形空间的受力分析建立了第二洗井区岩屑床止动模型，提出了环空止动返速和环空止动排量的概念，并推导了钻井液在环空中处于幂律流型、宾汉流型和修正幂律流型时相应的环空止动返速的计算公式，运用该模型对胜利油田、大庆油田、中原油田和大港油田所钻的九口水平井的部分资料进行了处理，结果表明，目前实钻水平井因携岩问题出现的复杂现象，根本原因在于实际环空返速低于环空止动返速。得到了目前我国大斜度井及水平井第二洗井区环空止动返速的统计性数据，并且提出了改善第二和第三洗井区环空携岩状况的一般方法。     

连续油管冲砂解堵在水平井中的应用

冀东油田G104区块拥有水平井110多口,油藏岩石颗粒胶结疏松,出砂严重;原油属普通稠油,胶质沥青质含量高,凝固点低,导致了水平井筛管段严重堵塞及近井地带导流能力的下降,直接影响了产量。只能依靠除砂、解堵技术来恢复该区的产量。针对该问题,采用外径4.45cm连续油管 RotoPulseSM旋转脉冲喷射工具 一步酸、半加强型砂盐酸体系进行冲砂、筛管清洗和近井酸化解堵对该区6口水平井实施了作业。作业后产液量和产油量是作业前的1.8倍以上,作业有效期超过200天,增产效果明显。