气田水平井防砂筛管类型优选与精度优化试验

机械防砂筛管是疏松砂岩气藏防砂完井管柱的关键组成部分,其总体结构和挡砂介质性能决定了挡砂效果和气井防砂后产能以及总体服务期限。南海X气田为疏松砂岩易出砂气藏,为选择合适的水平井二次防砂机械筛管类型并优化挡砂精度,使用自行研制开发的挡砂介质性能评价径向流驱替试验装置,模拟该气田地层砂和生产条件,对单层网布复合筛管、双层网布复合筛管、复合绕丝筛管、多层精密筛管、孔网复合筛管等5种类型的筛管样品进行了综合性能评价试验;根据动态试验数据,提出筛管的流通性能、挡砂性能及其评价指标的计算方法,系统地评价5种筛管的各单项性能和综合性能,并得到具体的量化评价指标。为优化挡砂精度,使用从0.08~0.18mm的5种不同精度的双层网布复合筛管分别阻挡粒度中值0.08mm的模拟地层,测试与评价各精度筛管的综合防砂性能。结果表明,对于南海X气田不产水粉细砂气藏水平井,双层网布绕丝筛管和精密筛管的流通性能、挡砂性能等综合指标较高,依次推荐为气田二次防砂最佳筛管类型;最终推荐该气田二次防砂挡砂精度为0.1~0.12mm。     

渤海湾中部疏松砂岩油藏砾石充填适度防砂适应性评价

渤海湾中部油田储层胶结强度低,非均值性强,泥质和细粉砂含量高,优质筛管独立防砂往往出现堵塞的情况,致使油井产能快速下降,严重阻碍了生产。为此,提出了疏松砂岩油藏砾石充填适度防砂技术,采用自行研制的大型防砂物理模拟实验装置,结合渤海中部油田储层特征(d₅₀=137～182μm,UC=18.3-35.4,泥质27%,小于44μm微粒含量21.5-44.5%)和实际工况,进行了金属网布筛管+砾石充填的防砂物理模拟试验,系统评价了金属网布筛管120μm+砾石(20-40目)、金属网布筛管150μm+砾石(16-30目)、金属网布筛管200μm +砾石(10-30目)3种防砂体系下流通性能、挡砂性能和综合性能。实验结果表明：金属网布优质筛管+砾石充填复合防砂方式下筛管流通性能、挡砂性能以及综合指标都较高,适合作为渤海湾中部油田高泥质细粉砂油藏防砂筛管类型。在适度防砂标准0.5‰的条件下,推荐防砂参数为200μm(金属网布优质筛管挡砂精度)+10-30目(砾石尺寸)。     

深水浅层气井防砂筛管类型优选与精度优化实验研究

深水储层胶结疏松,地层欠压实,开采过程极易出砂,需采取防砂完井措施。防砂方案优化需根据储层地质特征优选防砂筛管和优化挡砂精度。利用径向流挡砂驱替实验装置,模拟目标井生产制度对整体焊接精密筛管、双层预充填筛管、过滤型冲缝筛管以及防砂烧结筛管进行综合性能评价实验。实验结果推荐整体焊接精密筛管、过滤型冲缝筛管依次为目标井优选筛管类型,推荐40μm筛管标称精度为该井最优挡砂精度。     

注聚井绕丝筛管性能评价及结构优化

机械筛管是疏松砂岩油藏的聚合物驱注聚井主要防砂形式，筛管的选型和参数优化不但要考虑对地层砂的防砂效果，还需要考虑注聚期间筛管对聚合物溶液粘度保留率。本文通过筛管内注聚合物实验、挡砂堵塞实验以及堵塞后注聚合物实验，分析不同缝型缝宽绕丝筛管的堵塞规律及挡砂情况，结合过筛管聚合物粘度保留率进行综合性能对比。结果表明，干净筛管对聚合物粘度损害较低，而筛管堵塞后对聚合物粘度损害大大增强，重新注聚时的自解堵能力对聚合物粘度起决定性影响。缝型结构对挡砂堵塞影响明显，是否有利于形成砂粒桥架沉积决定了筛管堵塞程度。对于目标油区中值粒径130μm地层砂，180μm精度倒梯形缝筛管表现出最优综合性能。该研究考虑筛管对聚合物剪切降粘特点和挡砂堵塞，提供了一种综合对比评价方法，可为注聚井绕丝筛管防砂条件下的缝型缝宽优选提供参考和借鉴。     

水合物储层高泥质细粉砂筛管挡砂机制及控砂可行性评价试验

利用机械筛管控砂效果综合模拟与评价试验装置,针对天然气水合物储层地质和生产条件开展系统的筛管和挡砂介质挡砂机制试验研究。根据储层地层砂筛析曲线确定模拟地层砂粒径分布和泥质含量得到高泥质细粉砂样品,根据储层预测的产气量和产水量确定气水流动试验条件。试验模拟径向流条件下的气水两相流动高泥质细粉砂的机械筛管挡砂和堵塞过程,以及单向流条件下的多层滤网微观挡砂过程,通过测量过砂量、驱替压差、流量及渗透率变化,系统评价复合精密筛管、微细割缝筛管、绕丝筛管等8种筛管和20、40及60μm精度筛管的挡砂性能、抗堵塞性能、流通性能及综合性能。根据试验结果分析高泥质细粉砂对机械筛管的堵塞规律。结果表明:堵塞过程分为堵塞开始、堵塞加剧及堵塞平衡3个阶段,具体受筛管介质结构性能及流动条件控制;由于高泥质成分含量,筛管外表会形成稳定的泥皮层,渗透率约5μm~2,其气水流动条件下的流动阻力较低;对于多层滤网挡砂介质,滤网层数对于微观挡砂形态及效果有明显影响。试验结果揭示了天然气水合物储层筛管介质挡砂的气液携砂流动、筛管挡砂介质内部桥架堵塞、筛管外部空间的分选桥架堵塞以及筛管高渗透泥皮形成等4种机制。基于泥皮层的辅助挡砂和低渗流阻力特性,天然气水合物储层的高泥质含量细粉砂的有效控砂具有一定的可行性。     

金属网布优质筛管在不同黏土含量下的优选评价

摘 要 金属网布优质筛管在不同储层黏土含量下，其不同筛管类型将对挡砂效果和油井产能产生影响。为了对现场各类金属网布优质筛管进行优选评价，采用自行研制的挡砂驱替模拟实验装置，对三种筛管试样在不同黏土含量下进行挡砂驱替实验。分析了三种筛管的堵塞规律，并基于实验数据，结合筛管的抗堵塞性、挡砂性和流通性指标的计算方法，系统地评价了三种筛管的抗堵塞性能、挡砂性能和流通性能。综合评价结果表明：金属网布高级优质筛管流通性和抗堵塞性整体较高；高级优质筛管I型流通性和抗堵塞性整体偏低，挡砂性较高；高级优质筛管II型的三项指标较为均衡。当黏土含量为5%和10%时，高级优质筛管II型综合性能最优；当黏土含量为15%时，金属网布高级优质筛管综合性能最优。     

大型疏松砂岩油藏出砂产能模拟试验及防砂方式优选

针对疏松砂岩的产能评价,研发了大型径向流井眼出砂及防砂模拟试验装置。以哈萨克斯坦肯基亚克YS油田为例,通过地层真实条件下大型出砂模拟实验,得出砂量、产量及出砂粒径的变化规律,以及储层、环空及防砂管内外的压降规律。针对四种不同防砂方式(金属编织网、金属棉、割缝管、割缝筛管砾石充填)进行了防砂后的产能评价试验,进行了出砂产量的分析。根据试验结果,提出了有限防砂、有效排砂、防粗排细的主要原则,优选出了适合于盐上油田疏松砂岩油田的防砂方式,现场应用获得了较好的效果,出砂明显减缓,检泵周期延长近5倍。     

极浅海油田出砂井防砂工艺研究

在对极浅海油田出砂井防砂时要先对地下油藏的特征进行一定的分析，分析时要考虑地层的土质特征和油质特点，在对油藏的特征进行分析的基础上对适应改特点的工艺进行一定研究和实施。常见的防砂技术和工艺有先期排液解决堵塞技术、柴油解堵护油技术、悬挂金属棉滤砂管防砂、绕丝筛管砾石填充防砂工艺、螺杆泵开采技术等。     

南海W油田调整井简易防砂可行性实验论证

根据南海W油田实际出砂情况和防砂现状,并结合油田岩石物性、出砂预测等大量的简易防砂可行性理论验证和相关防砂理论,利用机械筛管微观驱替堵塞模拟试验装置实施简易防砂可行性论证实验。根据挡砂效果和出砂量的对比,论证分析了该油田各油组简易防砂可行性并给出了不同油组简易防砂精度的推荐值。实验结果表明,对于该油田,粒度中值小于0.06 mm的地层砂,不宜放大防砂精度;最好不要采用简易防砂。粒度中值大于0.06 mm可以适度放大防砂精度采用简易防砂。最后,对该油田简易防砂可行性综合论证,给出了不同油组的推荐防砂方式。     

适度出砂在NB35-2稠油油田应用探索

针对通过一定量的出砂来大幅度提高油井产能及一次采收率的问题,开展了从防砂机理上对现场应用的完井方式进行剖析对比,优选完井方式的研究。研究中使用了砾石充填和优质筛管防砂的完井方式,并以典型的稠油油藏NB35-2油田为例,对砾石充填、金属编织网布筛管和金属棉筛管完井方式的矿场防砂效果进行了对比性研究,得出裸眼金属棉筛管完井方式更适合油田实现适度出砂技术的应用,且在保证金属棉筛管强度的基础上,适当增加筛孔上 “微孔”和“中大孔”数量,增大生产压差,将地层微粒有效、有序产出,改善近井地带地层的渗透能力,达到提高产能的目的。此研究为油田实施适度出砂开采完井方式的优化提供实例依据,同时对类似稠油油藏开发具有一定的借鉴意义。     

注聚驱防砂井挡砂介质物理化学复合堵塞机制试验

针对孤东油田注聚驱防砂井液量降低严重并且绕丝筛管砾石充填防砂井的提液效果普遍低于树脂滤砂管独立筛管防砂的反常现象,首先通过砾石层特性评价试验研究地层砂对砾石层侵入及机械物理堵塞机制,得到砾石层堵塞与砾砂中值比、泥质含量、流体黏度、产量、生产时间以及聚合物的定性和定量关系。针对物理堵塞机制难以解释砾石充填和树脂滤砂管防砂堵塞现象的问题,开展普通石英砂与树脂涂敷砂的润湿性、沥青质吸附、聚合物及其衍生物吸附机制与规律试验对比,提出注聚驱防砂井的物理化学复合堵塞机制。研究表明:物理堵塞主要发生在投产早期,堵塞程度随着流体黏度、泥质含量、产量、聚合物含量、砾砂比(GSR)增加而趋于严重;与树脂涂敷砂相比,石英砂充填层表面强亲水,其对聚合物及其衍生物和胶质沥青质的表面吸附量远高于高渗滤涂敷砂,吸附量随着聚合物浓度增加以及石英砂粒径的减小而增大。在注聚驱条件下,原本高孔高渗的石英砂充填层复合堵塞后的渗透率反而远低于高渗滤砂管。     

超深碳酸盐岩油井复合防砂技术研究与应用

英买XX区块奥陶系油藏属于碳酸盐岩油藏,主要采用裸眼完井,生产过程中,井壁垮塌及地层出砂导致电泵/抽油泵频繁卡泵和磨损,检泵周期短,影响正常生产。前期采用泵挂筛管进行防砂,防砂效果差。针对该区块井壁垮塌、砂样非均质性严重、细粉砂及泥质含量高的出砂特点,首次提出超深碳酸盐岩油井复合防砂技术对策,利用树脂砂再造人工井壁防止地层垮塌,同时井筒悬挂两级防砂筛管,形成二次挡砂屏障。结合井况条件及砂样特点,优选金属环切缝防砂筛管、DS动态自洁防砂筛管、SHR-HP封隔器等防砂工具,并且确定出合理的施工参数和防砂参数。该技术在英买XX区块探索性应用3口井,施工成功率100%,增产效果明显,防砂效果较好,起到增产-防砂双重效果,为该类油藏防砂提供了借鉴作用。     

防砂井的合理完井方式

防砂工艺和效果与完井方式有密切的关系，提出并分析了四种完井方式．在条件允许的情况下，采用裸眼砾石充填进行先期防砂完井，可以获得较好的油、气流通能力和较厚的砾石层，可下入大直径的滤砂管，这种完井方法有利于防砂．对于用射孔方式完成的井，如果预测有出砂倾向，则应采用大直径套管作为生产套管，以高密度射出大直径的孔．对于胶结差的疏松产层则建议采用渗透性人工井壁完井．     

网毯式成藏体系结构与油气成藏特征

利用网毯式成藏体系的研究思路,对准噶尔盆地白垩系油气成藏规律进行分析,研究网毯式成藏体系结构与油气成藏的关系.结果表明:准噶尔盆地油气成藏体系可划分为毯状仓储层、油源通道网层和油气聚集网层3个层次,其中仓储层以岩性地层油气藏为主,聚集网层以构造油气藏为主;总体上油气分布呈沿层发散,顺断汇聚的特点;分布稳定、物性好、厚度大的仓储层和沟通仓储的断裂及不整合是准噶尔盆地网毯式成藏体系结构中油气成藏的主控因素.     

JTS人工井壁防砂技术的研究与应用

随着文中油田进入高含水开发阶段,由于强注强采,降低了地层胶结强度,油水井出砂日趋严重。部分井出现砂埋油层甚至套管损坏现象,常规的化学固砂有效期短,防砂效果不理想。为此,2010年来,开展了JTS人工井壁防砂技术的试验应用,通过施工工艺的创新与改进,取得了成功,为遏制中后期开发油田出砂,闯出了一条新的途径,具有较好的推广价值。     

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。     

银额盆地哈日凹陷油气成藏条件研究及有利区带预测

哈日凹陷是银额盆地中北部苏红图坳陷的一个次级构造单元,该区勘探程度低,勘探效果不理想,本文综合分析其油源、储集层、盖层、圈闭等成藏条件。结果表明：下白垩统及二叠系地层均有烃源岩发育,但二叠系地层烃源岩丰度较差,目前尚未发现有效烃源岩,从有机质类型、丰度及成熟度多方面考虑,苏红图组烃源岩较好,为油气勘探重点潜力层系,银根组和巴音戈壁组为次重点潜力层系,平面上湖盆中心烃源岩发育程度最好;下白垩统储集层主要为下白垩统滨浅湖砂坝、三角洲砂体以及近岸水下扇砂体;盖层条件整体较好,同烃源岩特征一样,越向烃源岩发育程度最好的湖盆中心区域,盖层条件越好,越向凹陷边缘盖层条件越差;圈闭主要有构造圈闭和岩性圈闭,构造圈闭中又以断块和断鼻圈闭为主。油气显示指示着苏红图组为哈日凹陷的主要目的层,其次为巴音戈壁组,建立油气成藏模式,叠合成藏要素,预测苏红图组有利勘探区,有利区主要分布在延哈参1井西部的两个陡坡带上,叠合面积为23.9km2。     

机械防砂筛管挡砂介质堵塞机制及堵塞规律试验

针对防砂井由于机械筛管及砾石层等挡砂介质被堵塞而造成低产或停产的情况,开展防砂井挡砂介质堵塞机制研究,提出非充填带的桥架充填堵塞机制和挡砂介质内部桥架堵塞机制。利用机械筛管微观驱替堵塞模拟试验装置对机械筛管多层滤网挡砂层的堵塞过程、堵塞机制及影响规律进行系统的试验模拟,研究影响挡砂筛网堵塞程度的主要因素及其影响规律。结果表明:生产时间、出砂速度、粉细砂含量、泥质含量、原油黏度等是影响挡砂介质堵塞过程及堵塞程度的主要因素;试验结果揭示了挡砂介质堵塞程度与影响因素之间的定性和定量规律;试验数据可以通过拟合用于建立挡砂介质堵塞渗透率比与上述参数之间的定量经验关系模型,进一步预测特定地质与生产条件下防砂井挡砂介质堵塞程度随生产时间的变化规律。