弱胶结油层出砂机理及数值方法

为了弄清油层出砂机理，为油田防砂和出砂预测提供理论指导，分析了疏松砂岩油层出砂的机理以及影响因素，综合利用力学原理,考虑应力场和渗流场的相互作用以及大孔道中的管流与油层渗流之间的相互作用，建立了疏松砂岩油藏大孔道出砂计算的数学模型，给出了其数值方法，利用有限体积法编制的程序模拟了单一孔道情况下二维油层出砂情况．为弱胶结油层出砂预测提供理论基础。     

油层结构破坏和出砂导致油层污染的数值模拟

在油田开发过程中,由于胶结疏松的砂岩地层本身的胶结脆弱性,压力不平衡以及流体对砂粒的剪切、拖曳作用,会造成油层结构的破坏和出砂,影响到油田的正常开发。研究了造成油层结构破坏和出砂的机理,建立了相庆的地质模型和数学模型,并采用有凶示对模型进行了求解,对常见油层结构破坏和出砂造成的油层污染过程及该类油层近井地带不同开发阶段的污染程度,对于油层的评价、增产措施的实施等具有重要意义。     

分层采油防砂卡封隔器的研制与应用

油层出砂是砂岩油层开采过程中的常见问题之一。出砂的危害极大,主要表现为：砂埋油层或井筒砂堵造成油井停产,出砂使井下设备严重磨蚀、砂卡,出砂井采油时经常会出现砂埋封隔器现象,造成液流不能流入油管,严重的情况会造成油井大修,经济损失严重,因此研究了分层采油防砂卡封隔器。该封隔器具有单独的进液通道和沉砂通道,不会出现砂卡封隔器的现象。下井后经验封试压,密封油套环空成功,达到了分采目的。到目前为止,已推广使用了10口井,工艺成功率100%。有效提高了油井免修期。     

油层结构破坏和出砂导致油层污染的数值模拟

在油田开发过程中,由于胶结疏松的砂岩地层本身的胶结脆弱性、压力不平衡以及流体对砂粒的剪切、拖曳作用,会造成油层结构的破坏和出砂,影响到油田的正常开发。研究了造成油层结构破坏和出砂的机理,建立了相应的地质模型和数学模型,并采用有限元法对模型进行了求解。对常见的油层结构破坏的３种情况和实例进行了模拟计算。结果表明,本模型可以很好地模拟和预测由汕层结构破坏和出砂造成的油层污染过程及该类油层近井地带不同开发阶段的污染程度,对于油层的评价、增产措施的实施等具有重要意义。     

油层出砂引起采油套管损坏的力学分析

基于普氏自然平衡拱理论,并考虑套管与地层的相互作用,对空洞的形态进行了分析,得出出砂空洞的顶部压力拱形状为抛物线,给出了油层出砂形成空洞后淘空段套管所受轴向力的计算公式.将套管损坏近似看成两端固定压杆的失稳弯曲,建立了套管失稳破坏与出砂量之间的关系,并分析了不同的钢级和壁厚对套管发生失稳破坏时出砂量的影响,指出对于出砂严重的油田,其油层段应尽量使用高强度、大壁厚的套管.该研究不但有助于严重出砂油田的套管设计,而且在实际生产中还可以通过监测出砂量来判断套管是否已发生损坏,从而保证采取及时、有效的防砂方法,达到防止套管损坏的目的.     

油层出砂引起采油套管损坏的力学分析

基于普氏自然平衡拱理论，并考虑套管与地层的相互作用，对空洞的形态进行了分析，得出出砂空洞的顶部压力拱形状为抛物线，给出了油层出砂形成空洞后淘空段套管所受轴向力的计算公式。将套管损坏近似看成两端固定压杆的失稳弯曲，建立了套管失稳破坏与出砂量之间的关系，并分析了不同的钢级和壁厚对套管发生失稳破坏时出砂量的影响，指出对于出砂严重的油田，其油层段应尽量使用高强度、大壁厚的套管。该研究不但有助于严重出砂油田的套管设计，而且在实际生产中还可以通过监测出砂量来判断套管是否已发生损坏，从而保证采取及时、有效的防砂方法，达到防止套管损坏的目的。     

底水疏松稠油油藏水平井蒸汽吞吐研究试验

孔102区块是大港油田典型的难采稠油油藏,地面原油粘度8559mpa．s,油层出砂且紧邻底水,供液能力很低,现有稠油冷采技术难以维持正常生产。针对该区块油藏特点,研究优选了弹性筛管水平井热采先期防砂完井工艺技术,水平井均匀注汽及氮气隔热技术,解决了困扰多年的细粉砂岩油层防砂、提高油层流动性及控底水工艺技术瓶径．形成了适用于底水、细粉砂、稠油油藏的水平井蒸汽吞吐配套工艺技术．取得了高效注汽和显著回采效果,为该区块有效动用提供了技术保障,也为类似稠油油藏开发开辟了新的技术途径。     

疏松砂岩油藏出砂机理物理模拟研究

利用玻璃板填砂平面模型,在室内对地层出砂进行了实验研究,分析了疏松砂岩油藏出砂机理,并对影响地层出砂的非均质性、粘度、渗透率和流体渗流速度等因素进行了分析.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,随流速的增加,出砂速度迅速增大;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;随着原油粘度的增加,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%.     

南海XX油田水平井完井防砂方法研究

根据南海XX油田的特点,优选了该油田水平井的完井防砂方法为裸眼内直接下优质防砂筛管完井防砂,并预测了防砂完井后的产能,研究了不同表皮系数对水平井产能的影响。在分析地层砂粒度分布的基础上,通过室内出砂模拟实验,确定了该油田各油层的防砂筛管挡砂精度。     

高含水期射孔井出砂预测模型的建立及应用

对取心井测井数据和岩心三轴试验岩石强度数据进行了分析 ,得到了油层砂岩强度与声波时差和井深的回归关系式 ,这一关系式可用于胜坨油田及其周边油区岩石强度的计算。以岩石破坏准则为基础 ,运用岩石力学理论和分析方法 ,考虑到射孔孔眼周围岩石应力场对孔道稳定性的影响 ,建立了射孔完井临界出砂预测模型。预测结果表明 ,油层砂岩岩石强度是影响油井出砂的重要因素 ;弱胶结岩石在较低的流速下会有出砂现象 ,而胶结强度高的砂岩在较高的流速下也不容易出砂。胜坨油田高含水期出砂与含水量上升有密切关系 ,这主要是因为含水量上升破坏了产层胶结结构 ,降低了岩石强度。利用孔道出砂预测模型进行计算 ,得到了预防出砂的临界生产压差和临界产量。该模型预测的结果可用于 :①判断新井投产、老井补孔等新投产层位的出砂 ,并根据预测结果确定合理的防砂措施 ,优化生产参数 ;②判断目前生产层位出砂状况 ,确定多层生产井的出砂层位 ,调整生产参数及控制地层出砂程度。对胜坨油田 3个不同区块的生产井进行了计算 ,其计算结果对该油田高含水期开发方案的设计有指导作用。目前该方法已在胜坨油田现场应用 12 2井次 ,出砂预测的准确率大于 82 %。     

油气井筒出砂理论技术新进展

油气井筒出砂问题不仅仅出现在石油和天然气的生产过程中,海域天然气水合物(以下简称水合物)的开采和枯竭油气藏型储气库的运行同样伴随出砂导致的各种不利因素的影响。主要针对国内油气井筒出砂的研究现状进行三个层面介绍,分别为出砂的理论研究(宏观研究和微观研究)、出砂预测方法和出砂防治措施(机械挡砂、化学固沙、携砂管理和综合防砂)。通过研究分析业界专家的出砂理论和实验结果,结合具体的案例对油气井筒出砂研究存在的问题进行了归纳和总结。认为目前油气井筒出砂亟需解决的技术重点在枯竭油气藏型储气库注采井方面,同时要推动出砂技术与智能技术的结合,针对异常地层和复杂井况形成成熟的应对措施,提升单井产量和开采效率。通过本文的介绍可为井筒出砂的发展趋势和研究提供理论基础。     

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。     

透镜状砂岩油藏成藏过程数值模拟 ——以东营凹陷牛35-B砂体为例

为了对透镜状砂岩油藏的成藏机理进行深入研究,利用可压缩多孔介质油水两相渗流的基本原理,对东营凹陷牛35-B砂岩油藏的成藏过程进行了二维数值模拟。模拟考虑了砂体区地层沉积(剥蚀)、地层厚度变化、岩石孔渗条件变化、流体物性变化、毛管压力、相对渗透率、油气生成等一系列过程和参数。模拟再现了石油在砂体中聚集的过程,模拟得到的最终含油饱和度及其分布与现实情况基本吻合。模拟和分析结果表明,围岩和砂体的毛管压力差异是驱动石油在类似牛35-B这样的透镜状砂岩油藏中聚集的根本动力,而这一驱动力是由于围岩和砂体物性上的差异以及石油生成两种因素结合在一起而形成的。     

适度出砂对储层物性影响的室内评价方法研究

适度出砂是通过优化产量和油井的产能在防砂生产和出砂生产之间确定最优的生产策略。适度出砂对储层物性有很大影响。以渤海胶结疏松的稠油油藏为例,提出了适度出砂提高单井产量的开采方式,并开展了室内实验研究。在调研国内外出砂模拟实验的基础上,利用现有的实验装置,以适度出砂原理为理论基础,与现场实际生产相结合,开展了人造岩芯制作,采用筛析法和直接出地层砂法进行了适度出砂对储层物性影响的室内实验研究。对渤海稠油油藏出砂油井的科学生产和管理具有一定的指导意义。     

AL-F1防砂剂在延长油田浅层压裂中的防砂效果评价

针对延长油田七里村采油厂压裂井存在间歇性出砂而导致砂卡泵等事故而影响油井正常生产的问题,通过对低温浅层压裂井出砂原因的分析,优选出了适合七里村采油厂压裂井的防砂技术——AL-F1防砂剂缝内防砂技术.室内评价了AL-F1防砂剂的导流能力及防运移性能,并通过6井次现场试验考察了AL-F1防砂剂的压裂防砂效果.室内性能评价和现场试验表明,AL-F1防砂剂在七里村采油厂压裂井上的防砂效果较好,完全适用于延长油田低温、低产、间歇出砂压裂井的防砂控制.     

水平井稠油携砂变质量流动模拟装置设计

疏松砂岩稠油油藏适度出砂开采过程中,在水平段储层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。针对稠油携砂理论及实验研究较多,但研究内容与实际工况差别较大,针对稠油携砂变质量流动规律研究仍缺乏行之有效的研究手段。目前针对适度出砂开采完井参数设计理论及试验研究仅针对井筒内稠油携砂流动,稠油携砂变质量流动理论及试验研究较少。建立全尺寸的水平井稠油携砂变质量流动规律模拟装置,可用于实验研究水平井段至垂直井段的稠油携砂变质量流动规律,为今后针对稠油携砂变质量流动规律实验研究奠定了基础。     

控水防砂技术在边底水稠油油藏的研究与应用

为解决边底水稠油油藏含水上升快的开发难题,胜利油田采用了控水防砂技术,利用控水砂和清洁携砂液结合实施高压充填防砂施工。从抗剪切性、携砂能力、抗细菌稳定性、岩石伤害等几个方面对清洁携砂液和支撑剂进行筛选,利用渗流机理及实验模拟对施工工艺参数进行优化。现场应用表明该技术增油效果明显,有效地起到了稳油控水的作用,研究成为边底水稠油油藏的控水防砂提供了重要理论依据。     

疏松砂岩油藏封隔颗粒防砂控水技术矿场实践

南海东部的F油田为疏松砂岩稠油油田,针对投产后出现的储层出砂堵塞筛管,油井产量递减快、见水后含水上升快等难题,在充分调研常规防砂控水技术优缺点的基础上,提出了一种由亲油疏水材料构成的封隔颗粒防砂控水技术。利用实验、油藏工程、数值模拟等方法评价了封隔颗粒的防砂控水效果。结果表明：（1）封隔颗粒防砂控水技术具有无需找水、全井段控水、防砂、绿色环保等多种优势,配合自适应流量控水阀AICD（Autonomous Inflow Control Device）,防砂控水效果进一步提升。（2）F油田部分单井矿场采用封隔颗粒防砂控水后,有明显的无水采油期,在相同采出程度的情况条件下,含水上升率明显更低,防砂控水增油效果显著。该技术为类似疏松砂岩油田的防砂控水开发提供了借鉴,推广前景良好。     

外围油田覆膜砂控水压裂技术适应性探讨

针对葡萄花储层开发中后期中高含水井,常规措施压裂后经常出现大幅度增液,而增油幅度较小甚至不增油,即便压裂后达到了预期增油效果,其含水上升速度也较快,有效期难于控制。结合大庆油田外围地层裂缝走向、渗透率、油层发育等情况以及井层压前产液、含水等状况,开展了现场试验,通过压裂工艺将覆膜砂携至裂缝中,生产时形成一条高含油饱和带,实现覆膜砂对油水流动能力的选择,达到具有堵水不堵油特性。通过近几年效果跟踪统计,分析其增油降水的效果及适应性,该技术可有效提高油井压裂后油层动用程度,降低油井采出液的含水率,拓宽压裂选井选层范围。     

油井出砂监测技术现状及发展趋势

 将出砂冷采技术应用到稠油油藏,虽然会大幅提高油井的产量,但实际生产中过度出砂或者过度防砂都会带来各类问题。为了在出砂生产和防砂之间寻求最优的解决方案,实现油井适度出砂,需要一套出砂监测系统进行实时监测,持续有效显示出砂信息,为出砂生产和防砂提供最优的策略。通过对国内外出砂监测技术的调研,总结了出砂监测的主要方法,介绍了出砂监测的主要设备,分析了监测信号的处理方法,指出了出砂监测的重要性及未来发展趋势。