深水气田疏松砂岩储层出砂机理研究

在深水油气开采过程中,储层出砂已成为影响油气井正常生产的重要问题,特别是深水气田高产气井中过高的生产速率提高了砂粒的运移能力。利用现场取心完成出砂临界流速试验,并基于流固耦合理论建立了考虑渗流-应力全耦合和气田砂粒侵蚀准则的高压气井出砂定量预测模型,结合自适应网格技术分析不同岩石强度参数和生产参数下深水气井开采过程中的出砂情况。分析结果表明：储层破坏首发点在最小主应力方向,且在地应力和拖曳力的协同作用下不断向井口内部突进;地层黏聚力和生产压差对储层出砂影响较大,其主要影响近井筒地带储层的塑性变形及塑性区内流体的流动特性,进而影响储层的出砂量;对于目标开采储层需采取有效的防砂工艺,并精确控制生产压差来降低出砂风险,或将出砂率控制在可控水平进行开采作业。所得结论可为高产气井的防砂增产提供参考。     

涩北二号气田疏松砂岩出砂规律分析

涩北二号气田是柴达木盆地大型生物气田,岩性疏松,岩石弱胶结,存在砂泥岩层频繁间互沉积。在开发过程中,出砂井较多,沉砂速度快,出砂严重。本文以生产动态数据为基础,对气田出砂特征及沉砂速度变化规律进行了研究,依据储层物性特征研究,结合现场生产数据,对涩北二号气田出砂井进行分类,对影响出砂的因素进行分析,为下一步气田主动控砂防砂及气藏稳产奠定了基础。     

原油黏度对疏松砂岩储层防砂的影响

胜利海上埕岛油田四井区砂岩胶结疏松,容易出砂;原油密度大,原油黏度在383～1008mPa@s范围内,原油胶质含量高.主要讨论不同原油黏度对不同绕丝筛管、不同砾石组合防砂效果的影响.研究结果表明89 mm和114 mm绕丝筛管在相同砾石条件下,低黏度对防砂效果影响不大,而高黏度对防砂效果有较大影响;因此,对稠油油藏进行防砂设计时应考虑原油黏度的影响.     

疏松砂岩出砂机理与出砂临界压差计算方法研究

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,地层的出砂将逐渐加剧。合理的防砂策略是控制生产压差,实施主动防砂。本文从疏松砂岩储层岩石成分、出砂的力学-化学机理等角度,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。     

原油黏度对疏松砂岩储层防砂的影响

胜利海上埕岛油田四井区砂岩胶结疏松 ,容易出砂 ;原油密度大 ,原油黏度在 383～ 1 0 0 8mPa·s范围内 ,原油胶质含量高。主要讨论不同原油黏度对不同绕丝筛管、不同砾石组合防砂效果的影响。研究结果表明 :89mm和 1 1 4mm绕丝筛管在相同砾石条件下 ,低黏度对防砂效果影响不大 ,而高黏度对防砂效果有较大影响 ;因此 ,对稠油油藏进行防砂设计时应考虑原油黏度的影响     

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。     

春光油田沙湾组疏松砂岩油藏出砂规律

春光油田新近系沙湾组储层胶结疏松,易出砂,且随储层含水上升,出砂加剧。通过持续跟踪不同时间、不同含水阶段储层出砂情况,分析了储层动态出砂原因;并利用综合疏松指数对储层岩石胶结类型进行细分,明确了沙湾组不同单元的出砂机理和出砂规律。同时,根据砂岩油藏类蚯蚓洞和连续垮塌两种微观出砂机理,考虑储层非均质性,建立了沙湾组砂岩油藏岩石颗粒的受力模型和储层出砂过程的微观动态模型,明确了研究区出砂机理以类蚯蚓洞状为主,呈现明显的纵向及平面非均质性,为防砂工艺参数优化提供依据。     

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。     

疏松砂岩出砂临界流量试验研究

疏松砂岩地层出砂的危害极大,出砂临界流量的准确确定尤为重要。利用自行研制的出砂模拟试验装置,对青海油田N21储层进行了不同流体和覆压下的小岩心出砂模拟试验。结果表明：由不同压差的流量和渗透率变化、开始出砂的时间和出砂量的多少确定了不同小层的出砂临界流量;不同流体（非极性油和地层水）的出砂临界流量有很大差别,水驱临界流量明显大于油驱临界流量,储层的应力状态对出砂临界流速有很大的影响,试验结果指导了现场生产。     

疏松砂岩气藏出砂机理研究

柴达木盆地东部的涩北气田为第四系浅层生物气田,其储层岩石成岩性差,疏松易散,开采时易出砂,影响生产。通过系列室内岩心实验,分析了涩北气田储层岩石的颗粒和孔隙结构特征、岩石力学性质,采用物理模拟方法研究了涩北气田的出砂机理及其影响因素,结果表明,岩石强度是决定储层是否出砂的决定性因素,岩石破坏时将大量出砂,而气田在控制压差生产条件下岩石未产生破坏时的出砂形式主要为微粒运移,孔隙越大,越容易产生微粒运移出砂。     

在疏松稠油油藏中产砂的模拟

先前预测产砂预测的研究都针对在由于某些机制而引起的压力下降过程中,什么时候开始产砂,而忽略了产砂量.近来,越来越多的研究人员把注意力集中于稠油产砂的过程模拟.对于用产砂来提高产量的疏松稠油油藏,产砂量非常重要,由于产砂量太多可能引起井筒的不稳定,而产砂量太少又不可能最大化生产率.基于这种观点,并基于流体流动模拟和油藏机制概念,一个相关联的稠油、砂粒流和油藏弹性-塑性形变模型被用于模拟产砂、原油生产和油藏形变.利用这个模型,可以确定一个最佳流量,这个流量既不引起井筒的不稳定又能最大化油井生产率.     

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。     

Influence of sand production on pressure drawdown in horizontal wells: Theoretical evidence

Poorly consolidated reservoirs are susceptible to sand production that tends to increase the pressure drawdown along the well length. This problem, which has not received adequate attention in the literature of petroleum engineering, is quantitatively assessed in this paper. Different flow regimes typically encountered in two-phase transport systems of liquid and solid are discussed. In an effort to evaluate the degree of influence the presence of sand exerts on pressure drop, a suitable relation applicable for heterogeneous flow is employed to compute the energy gradient of the mixture. The difference in the energy gradient of pure oil and mixture is examined for horizontal pipelines in terms of volumetric solid concentration and flow velocity. The study demonstrates that for a specific sediment size and pipe roughness, the effect of sand movement on pressure drop cannot be ignored in many cases of poorly consolidated reservoirs, being 5.1–168% times greater than the pressure drop resulting from pure oil under the same flow condition.     

疏松砂岩油田生产过程中储层伤害机理研究

对D油田生产过程中疏松砂岩储层伤害机理进行了研究:固相微粒堵塞、产液乳化、岩石润湿性反转的共同作用使储层受到伤害;固相颗粒的存在会加剧产液乳化程度、增强乳化液的稳定性、提高产出液的粘度,进而加剧颗粒运移;固相颗粒高岭石和片状伊利石的存在,不但使地层岩石发生润湿反转,而且微粒也吸附产出液的重组分,使微粒被包裹形成具有粘弹性的固相微粒,聚集在近井壁地带,堵塞渗流通道.基于对生产过程中疏松砂岩储层伤害机理的认识,采用改性硅酸或氟硼酸体系对D油田多口井实施了解堵,增产效果明显.     

疏松砂岩储层出砂风险综合预测新方法及其应用

油气井出砂是疏松砂岩储层生产过程中面临的最普遍、最严重问题,储层出砂风险的准确预测是有效预防出砂现象的关键技术手段之一.油井出砂受多种因素综合影响,单项预测技术考虑因素较单一,准确度有限,缺乏直观、综合的预判结果.结合疏松砂岩储层的出砂特点,采用模糊数学理论,建立了出砂风险综合预判模型.以声波时差法、组合模量法、斯伦贝...     

疏松砂岩气藏泥砂堵塞机制研究

疏松砂岩气藏具有埋藏较浅,储层岩石疏松,气水分布复杂等特征,生产过程中地层易发生边底水侵、微粒运移和泥砂堵塞问题,导致井筒产水、出砂现象发生,影响气田的正常生产。选取柴达木盆地涩北气田疏松砂岩气藏为研究目标,基于生产工程因素分析与堵塞机制理论研究,探究产水、出砂以及地层泥砂堵塞的主要影响因素,进行不同压实作用下的泥砂堵塞机制模拟实验,并通过压汞法毛管压力曲线、粒度测试分析和X-射线衍射分析等手段研究泥砂微粒堵塞机制及其对疏松砂岩渗流能力的影响程度。结果表明,生产压差、地层压力和边底水侵是气井出砂的主要影响因素;生产压差越大,地层压力衰减越快,压实作用越强,导致地层出水加剧;当储层发生边底水侵后,水侵与压实效应导致岩心渗透率迅速下降,最大渗透率损失率达到77.40%;岩心水化分散导致泥砂微粒粒径变小,释放出的石英、长石等非膨胀性颗粒将发生运移,运移泥砂微粒粒径（Dp）与孔喉直径（df）满足3df ＜Dp＜10df 的桥堵规则,导致地层泥砂微粒堵塞;当围压达到12 MPa 后,运移泥砂微粒粒径与孔喉直径满足df ＞1/3Dp的匹配关系,泥砂微粒直接堵塞孔喉。因此,在开发中不建议采用过高的生产压差,对于地层压力降低的储层宜采取增压开发的方式,对地层进行能量补充。     

分支井构型对疏松砂岩油藏临界生产压差的影响

对疏松砂岩稠油油藏,无论采用哪种构型的分支井,主分井筒接合部区域的稳定性都很差。即使生产压差低于1 MPa,该处也会发生井壁失稳垮塌,堵塞分支井眼,削弱分支对产能的贡献。因此,必须对接合部地层进行特殊处理,以提高分支井系统整体稳定性,提高生产压差。在正断型地应力场条件下,不考虑主分井筒接合部的影响,主分井筒延伸方向应尽可能沿原地最小水平主应力方向延伸。分支造斜率对接合部地层的破坏程度和破坏区域有明显影响,相同压差下,随分支造斜率增大,主、分井筒接合部塑性破坏深度呈幂函数关系减小;在主、分井筒长度及主、分井筒夹角一定时,采用较大造斜率设计的分支井系统具有更高的井眼稳定性。分支间距是影响分支井系统稳定性的另一个重要因素。当分支处于主井眼同侧时,分支间距大于45 m后分支间影响可忽略;当分支处于主井眼异侧时,分支间距大于40 m后分支间影响可忽略。在裸眼和主井筒下筛管两种完井方式下,分支接合部破坏深度、出砂波及区域随生产压差增大均呈指数增大。     

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。     

许浅1断块浅层疏松砂岩开发技术研究

许浅1断块于2001年7月投产,2003年进行注水开发,该块储层埋藏浅,储层胶结疏松,出砂严重,由于出砂井网遭到严重破坏,制约油井正常生产。许浅1断块自2003年产能建设完成以来,由于储层出砂严重以及砂体平面上展布不均,导致注水效果较差,局部井网注采井距过大,注采井网不完善。