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 %。     

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122井次，出砂预测的准确率大于82％。     

4项科研成果同时通过省级鉴定均达到国际先进水平

我校又有 4项科研成果同时通过山东省科技厅组织的专家鉴定 ,4项成果均达到国际先进水平。这 4项成果分别是李兆敏教授主持完成的“胜坨油田特高含水期地层出砂规律及防砂治砂技术研究”和“泡沫冲砂技术研究” ,孙宝江教授、王瑞和教授主持完成的“欠平衡钻井井筒多相流动规律研究”及孙宝江教授主持完成的“欠平衡钻井多相流动水力参数设计和计算软件系统”。4项科研成果同时通过省级鉴定均达到国际先进水平     

特高含水期油藏调整挖潜研究

经历了30多年的开发,胜坨油田已经进入了特高含水开发后期,调整和挖潜的难度增大,在非均质油藏中,潜力往往分布于压力水平较低的层段,从压力状况入手分析油藏潜力是一种新的尝试。通过对胜坨油田二区83-5单元地层压力状况的分析,指导特高含水期油藏调整挖潜的工作,总结出了对特高含水期油藏开发有着指导意义的一些结论和建议,在开发实践中取得了较好的效果,对进入特高含水后期的老油田的开发有一定参考价值。     

定方位射孔对出砂的影响分析

油气井开采过程中有的出砂问题十分严重。不仅会缩短油井的寿命、磨蚀地面及井下设备、造成桥堵或井眼堵塞,还会降低油井的产量严重时甚至会迫使油气井停产,严重影响了油田的正常生产。为保证油气井的开发进度及效果,必须控制出砂。出砂受到各种综合因素的影响,如何准确预测出砂并有效地加以预防是延长油气井生产年限和保证良好经济效益的关键所在。因此,有效地解决出砂问题是保证油气井开发效果的重要举措。定方位射孔沿着最大主应力方位进行射孔,从而避开了井筒内易出砂的方向,有效地防止出砂现象。由此可见,研究定方位射孔与出砂的关系有着十分重大的意义。分析了出砂的各种影响因素,以降低破裂压力和防止出砂为研究的出发点,开展定方位射孔对破裂压力和出砂的影响分析。通过对井下岩石和射孔孔道的应力分布的研究,建立井下破裂压力和出砂临界压差的计算模型。结论表明对于定方位射孔,最佳的射孔方位为沿着最大水平主应力方位。     

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。     

油井防砂后生产参数优化方法探讨

针对青龙台油田出砂特点,通过室内实验的方法确定了油井固砂后地层临界流速。以实验得出的地层临界流速为依据计算油井临界产量,同时结合地层砂粒径分布特点计算出携砂生产条件,进而制定出合理的生产参数。此防砂后生产参数优化方法的确立,对巩固油井防砂效果,延长防砂有效期具有重要意义。     

渤海油田疏松砂岩储层动态出砂预测

出砂风险的准确预测是有效预防出砂的关键技术之一。目前渤海油田采用的出砂预测方法多为静态法,未考虑油田生产过程中地应力、含水饱和度、地层压力亏空和生产压差等因素变化对地层出砂的动态影响,预测结果与实际情况存在偏差,对防砂方式的设计指导偏笼统。基于储层动态出砂影响因素及机理分析,以目前渤海油田常用的定向射孔井和水平裸眼井两种完井方式为研究对象,结合井壁力学稳定性分析,建立了渤海油田疏松砂岩储层全生命周期动态出砂预测方法。该方法可充分考虑地应力、含水率、生产压差、压力亏空等关键因素对储层出砂的动态影响,实现储层开采全生命周期出砂风险动态预测和分析。应用表明,该预测方法更为精细、准确,更贴合疏松砂岩储层出砂实际情况,有助于进一步优化防砂方式,达到降本增效的目的。     

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。     

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%.     

压力衰竭下疏松砂岩出砂临界生产压差预测方法

海上油气藏多采取衰竭式开发,开发后期储层压力衰竭导致岩石应力状况变化,致使弱胶结疏松砂岩储层严重出砂可能性增加。为了有效做好出砂预测,针对衰竭式开采弱胶结疏松砂岩油气藏,同时考虑储层压力衰竭对地应力影响,基于井壁处岩石应力状态分析,引入岩石骨架破坏Mogi-Coulomb准则,建立出砂临界生产压差CDP模型,给出一种适用于海上储层压力衰竭开采生产井全生产周期出砂预测方法,并结合油田实例,计算并绘制出F-1井全生产周期出砂临界生产压差图版。研究表明,初期出砂临界生产压差较大,随着地层压力逐渐衰减,临界生产压差逐渐降低,至临界储层压力时,由于地层出砂不能生产,需要补充地层能量或者采取防砂措施,预测结果与现场出砂情况相符合,研究成果能为易出砂井配产提供指导意义。     

出砂量对射孔套管力学性能的分析计算

油井生产中地层出砂会严重影响射孔套管的力学性能,造成套管损坏。建立射孔套管在出砂层段的三维力学有限元模型,应用Ansys有限元软件分析该出砂层段射孔套管力学性能。研究认为,在出砂地层射孔套管力学性能变化较大,表现为射孔处套管的抗挤强度减小,套管最大应力在射孔处产生。均匀载荷下,套管应力与地层中出砂高度成抛物线关系,生产中应减小或增加出砂量达到远离出砂高度临界值,以减小套管应力。非均匀载荷下,随着出砂量增加,产生的空洞高度增加,套管的应力逐渐减小。因此,在非均匀载荷下,应提高出砂量以增加空洞高度,达到提高套管的抗挤强度,延长套管使用期限。     

低渗油田出砂机理分析

通常认为低渗透油田不会发生地层出砂.然而,延长油矿樊学区块严重出砂,大大影响了正常的生产.根据现场调研、矿物成分对比、粒径分析、驱替实验验证、出砂指数、采油污水检验、临界井底流压和临界产量等,首先确定出砂为地层砂,而不是通常认为的压裂砂.根据该区块的实际地质情况,认为地层出砂的主要原因是地层岩石胶结物———黏土的剥离.制定了相应的防砂治砂方案,建议在维持一定产液量携带砂粒出井筒的同时,采取黏土稳定剂、滤砂管和清蜡剂的综合治砂措施.     

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。     

特高含水期油藏数值模拟应用技术探讨——以胜二区为例

特高含水期水驱油特征和油水两相渗流规律研究表明,油藏进入特高含水开发阶段后,剩余油的分散程度增强;同时随着驱替倍数的增加,残余油饱和度会进一步降低,油藏物性也发生了变化,导致用常规数值模拟技术难以精确描述剩余油的分布。因此,需要研究特高含水期油藏数值模拟方法。在应用高驱替倍数相渗曲线的基础上,实现了数值模拟中的过水倍数的计算;提出了有效过水倍数的概念来反映真正的水驱油效果;建立了有效过水倍数与饱和度之间的关系;大大改进和完善了传统物性时变数值模拟技术。将上述特高含水期油藏数值模拟方法应用到胜坨油田胜二区74~81单元中,更准确描述了目前近极限含水阶段,剩余油局部完全水洗,局部相对富集的现状。     

塑性应变准则在油井出砂预测中的应用

用塑性应变准则建立了油井出砂预测的有限元力学模型,岩石的屈服应力准则用Drucker-Prager准则。在某油田地层参数下,用该模型得到了不同井筒压差所对应井壁附近的塑性应力、应变变化结果,用这些结果可预测油井出砂情况。根据临界塑性应变,确定了井壁不出砂的临界生产压差,为油井正常生产提供了理论数据。     

地应力和油藏压力对弱胶结砂岩油藏出砂的影响

借助岩石力学的基本理论,结合弱胶结油藏的岩石学特征,系统地分析了原地应力、生产压差等因素对弱胶结砂岩油藏出砂的影响,并对防砂技术和措施进行了讨论。结果表明:在弱胶结砂岩地层,地应力的非均匀性将导致某些方位地层先于其它方位地层剪切屈服、出砂,因此,对这些方位进行选择性避射将有助于防砂和延长油井开采寿命;当井筒内压力保持不变时,随着油藏压力衰竭,射孔孔眼发生剪切屈服、出砂的可能性增大;当地层压力恒定时,随着开采压差的增大,射孔孔眼发生剪切屈服、出砂的可能性随之增大。     

出砂井射孔套管变形分析及射孔参数优化

针对出砂井因上覆地层沉降与射孔段地层空洞而导致的射孔套管变形问题,采用有限元分析软件,建立考虑上覆地层位移与出砂空洞的射孔套管变形分析模型,采用经典Lame公式验证模型的正确性,分析射孔孔眼密度、孔径和射孔相位角对射孔套管变形的影响.结果表明:出砂井射孔套管在轴向载荷作用下的变形不同于在径向挤压作用下的变形,微小的上覆...     

东营凹陷油气充注历史的流体包裹体分析

对东营凹陷胜坨和牛庄油田油气包裹体进行了分析 ,结合其构造发育史、沉积埋藏史、热史和生烃史等的综合研究 ,探讨了东营凹陷油气成藏充注过程中油气运移的相态、运移通道及其成藏过程的脉动性和成藏的时间。首次在东营凹陷发现的沸腾包裹体说明了胜坨油田呈现“突发式”成藏的可能性和牛庄油田砂岩体油气充注“间歇性”的模式。研究结果表明 ,胜坨油田坨 76砂体油气充注的时间是东营末期至馆陶期 ,牛庄油田牛 2 1井区的油气充注时间是东营末期至现今     

胜坨油田分层注水配套新技术

胜坨油由注水井况复杂,表现为层间差异大,出砂严重和套管损坏等。由于分层注水管柱配套技术单一,注水工具可靠性差,油管漏失结垢严重,不能满足长寿命分层注水需要,因此,开展了分层注水工具的改进及管柱优化配套研究,通过改进防蠕动工具、封隔器、配水器和沉砂底筛堵等井下工具,提高油管防腐性能,针对不同的注水井况,采取配套分层注水管柱模式,提高了胜坨油田分层注水井技术水平．通过对优化改进后的注水管柱进行应用效果评价,胜坨油田分层注水管柱在井两年的寿命由45．8％延长到64．7％。