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。     

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。     

疏松砂岩油藏压裂防砂一体化技术

为解决疏松砂岩油藏、稠油出砂油藏、低产能出砂油藏常规防砂后油井产量低的开发难题,研究开发了压裂防砂一体化技术。在获得大量油层物性参数的基础上,利用开发引进的MFrac压裂防砂软件进行裂缝形态及几何参数模拟,优化施工参数,优选携砂液体系,设计泵注程序,然后将开发的压裂防砂一体化管柱下入井中,按设计的泵注参数和程序,对地层压裂充填,实现端部脱砂,之后通过管柱的转换进行环空充填防砂。现场应用结果表明该技术成熟可靠,简化了施工工序,缩短了施工周期,具有明显的增产防砂效果。     

薄层疏松砂岩油藏防砂技术改进

为改善一次性高压充填机械防砂技术在薄层疏松砂岩油藏防砂成功率低的现状，在充填工具、施工工艺等方面对其存在的不足进行了改进，并对部分层问差异大的新井采取分次射孔、分次充填防砂技术。通过改进，克服了原来一次性高压充填机械防砂技术有效期短的缺点，有效提高了一次性防砂成功率。现场应用表明，这一技术改进是成功可靠的。     

闵桥油田疏松砂岩油层在无防砂条件下最大产量估算

闵桥油田闵南断块区属于岩性构造油藏,断层多,地质构造复杂,开发难度较大。1997年油藏重新开展了勘探开发评价工作,但该断块埋深较浅,地层胶结疏松,油井容易出砂,增加了开发难度。为此,在油井投产初期进行了防砂措施预测研究。主要是利用测井数据和Mohr圆应力分析原理,计算出在不同地层压力下油层出砂的最大生产压差和最大产量极限值,油井投产后,把指标控制在这个极限值内,可以延长检泵周期,达到防砂的目的。但应当指出的是这个极限数值是代表限定的流量,高于这个流量预计会出现出砂问题,而不是指该井能够生产的最大产量。图3参4(骆瑛摘)     

疏松砂岩油藏动态防砂技术研究

为了解决海上疏松砂岩油藏防砂与产能之间的矛盾,提出了动态防砂理念,研制出了适用于独立筛管防砂完井方式的动态型INFILTER自洁防砂筛管,并对常用筛管的抗堵塞性能进行了研究,找到了易堵塞的原因。文章介绍了动态型INFILTER自洁防砂筛管的产品结构、性能指标和工作原理。室内试验和现场应用表明,动态防砂技术能大幅度提高筛管的抗堵塞能力,从而有效提高了油井产能,拓宽了独立筛管防砂完井方式的应用范围,降低了作业风险和成本,为今后同类地层防砂提供了新的手段。     

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。     

高泥质疏松砂岩酸化防砂工艺技术研究

针对胜利油田桩西滩海地区高泥质疏松砂岩实施常规防砂产生的堵塞问题,提出并实施了酸化防砂技术,重点讨论了堵塞原理及该项工艺的室内模拟解堵试验结果。生产实践及室内研究表明,在桩106块采用常规的方法难以取得较好的效果,必须把防砂工艺与解堵工艺结合起来,才能达到比较理想的效果。     

疏松砂岩油层出砂机理室内研究

建立径向流物理模型,由径向流动模拟油井生产过程,通过改变试验流体粘度、流体流动速度,测试模拟油层的临界出砂流速、流体粘度与临界出砂流速、出砂量的关系;通过解剖砂体、观察描述出砂剖面,分析油层出砂机理和出砂规律。结果表明疏松砂岩油层出砂是由于岩石结构变化和破坏导致渗流场变化引起的。     

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。     

海上疏松砂岩油藏出砂预测模型及应用

准确预测出砂对于合理选择油气井防砂措施以及平台除砂工艺具有重要意义。利用结构渗流力学及变形耦合的基本原理,建立了应力场和渗流场耦合作用的疏松砂岩三维出砂预测分析模型,运用大型有限元软件进行了求解,并与现场实际结果进行了对比分析。研究认为:地层压力变化,引起射孔孔道及井筒周围岩石应力场与渗流场重新分布,且相互作用影响,是砂岩出砂主要因素;射孔孔道是储层出砂敏感部位;生产制度改变引起地层参数变化,亦是诱发出砂的重要因素。模拟结果与现场实际生产情况相吻合,对现场油气井出砂预测与防砂工艺具有一定的指导意义。     

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。     

SZ36-1油藏出砂对渗透率影响及出砂规律实验模拟

油井出砂给油田生产带来消极影响，也在一定程度上提高油层渗透率，从而提高油井产能。为深入认识适度出砂提高油井产能机理并为现场实施提供理论依据，通过物理模拟实验研究出砂对储集层渗透率的影响和出砂规律。以渤海SZ36—1油藏砂样为研究对象，进行砾石充填和金属筛网防砂实验，分析不同完井方式下压差、出砂与产能之间的关系以及蚯蚓洞及其网络形成情况。实验结论是：适度出砂开采时宜采用筛管或割缝管完井方式；出砂提高了地层渗透率并形成蚯蚓洞网络，能提高油井产能；压力扰动对出砂有显著影响，出砂量与产油量相互依存，随着砂粒不断采出，原油产量不断增加。图5参8     

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。     

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。     

降水防砂工艺措施效果评价模型研究

降水防砂材料充填防砂能改善井底流动条件,起到降水增油稳砂的作用,但其施工效果综合评价模型方面的研究尚为空白。通过降水防砂材料油水相对渗透率性能评价实验,探讨了降水防砂充填材料的基本渗流性能及其主要的作用机理,建立了降水防砂材料充填简化模型,推导了降水防砂材料充填降水效果及增产效果预测的计算模型。应用软件对预测模型的敏感性进行模拟计算,并通过实例计算验证了降水防砂充填工艺措施的降水效果和增产效果。研究成果对疏松砂岩高含水油田降水增油措施的制定有一定参考意义。     

深层致密砂岩气藏干湿交替诱发气井出砂实验模拟

塔里木盆地库车坳陷深层致密砂岩气藏天然裂缝发育,处于高温高压和高地应力的封闭环境,地层水矿化度高,局部存在超低含水饱和度特征,部分气井生产中经常伴随不同程度的出砂现象,严重干扰气井正常生产.选用库车坳陷某深层致密砂岩气藏岩样,实验模拟含水饱和度升降的干湿交替过程,监测岩石动态力学参数及应力敏感系数变化.结果 表明,干湿...