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。     

基于出砂特征半径的水平井出砂临界生产压差预测模型

在水平井近井地带地应力分布研究基础上,首次提出破坏特征半径的概念,以特征半径处作为地层破坏出砂的判断位置,分别使用Mohr-Coulomb准则、Drucker-Prager准则、Hoek-Brown准则建立相应的水平井出砂临界生产压差预测模型,并对水平井出砂临界生产压差计算结果进行敏感性分析。结果表明:水平井出砂临界生产压差与井斜角有关,其具体变化规律与原始主应力中垂向主应力与最大水平主应力的关系有关;在同一地区,水平井水平段方位的选取会明显影响其生产中的出砂程度;水平井出砂临界生产压差与特征位置半径的选取有直接关系。     

天然气水合物地层降压开采出砂数值模拟

全世界范围内已开展天然气水合物资源短期试采中大部分都遇到了不同程度的出砂现象,使得天然气水合物资源的商业化一直没有实现。利用水合物地层出砂判断方程模拟研究了天然气水合物地层在开采过程中的出砂程度。模拟结果表明:随着开采时间的增加,天然气水合物地层的最大等效塑性应变随之变大,地层破坏性出砂的风险程度增加;同时,天然气水合物地层出砂现象可分为轻微出砂、暂稳定出砂、快速出砂、后稳定出砂4个阶段。     

渤海稠油油藏出砂规律及出砂量室内试验研究

采用渤海疏松油藏储层砂样,利用自行研制的出砂模拟实验装置,进行室内防砂模拟实验。观察和分析控制条件下渤海常规稠油油藏的出砂行为,分析了出砂机理及各类生产工艺与参数对出砂的影响。使用MiniFlexⅡ型X衍射仪对岩样进行了矿物组分测试,分析了黏土矿物含量对出砂的影响。岩石固有的矿物组分是影响其胶结强度的内因,发现黏土矿物含量最高可达17.3%,且伊蒙混层中蒙脱石含量高达36%,黏土矿物吸水膨胀性强。实验表明,压力波动比压力本身对出砂的影响更大;产砂量和产液量互相依赖,出砂增大了地层的渗透率,产液量随之增加。实验结果对本区块的适度出砂生产科学化管理提供了定量依据。     

测井资料在南堡35-2油田出砂预测中的应用

分析了渤海南堡35–2油田主力储层明化镇组的出砂机理,应用测井资料(纵波时差、横波时差、伽马和密度等)建立了黏聚力、内摩擦角、弹性模量、泊松比和最大水平主应力等岩石力学参数的求取方法,并在此基础上应用出砂指数法、斯伦贝谢法进行出砂预测以及临界生产压差的计算。根据出砂预测方法和临界生产压差的计算模型绘制了储层出砂指数剖面和临界生产压差剖面。计算结果表明,明化镇组储层开采过程中出砂的可能性极大,开发时应采取防砂措施。研究结果为今后该区块及附近区块油井出砂界定提供了准确的量化依据,可为油井合理工作制度的制定提供指导。     

气藏型储气库出砂规律研究的新方法

新疆H储气库受储气库强注强采运行模式影响,调峰采气过程中储层易发生出砂风险,从而严重影响储气库的寿命和调峰能力,亟需开展储气库出砂规律研究,确保储气库调峰保供能力。针对常规岩芯驱替出砂实验条件下岩芯出砂量很小,实验过程中很难监测到出砂量等问题,提出了一种新的实验方法,即在常规驱替出砂实验的基础上,通过核磁共振仪测量岩芯实验前后孔径分布与孔喉分布变化。该方法解决了常规出砂实验过程中出砂量过小难以监测的难题,从微观角度更加全面地探究了地层出砂规律。利用此方法,分析了流速、生产压差、渗透率、含水率和地层压降等5种因素对地层出砂的影响,实验研究结果表明:1)流速越大,岩芯渗透率与出砂量均先增大再减小最后保持不变;2)H储气库的临界流速为4.14 L/min,临界生产压差为5 MPa;3)孔径分布分析表明,含水率与地层压降是影响新疆H储气库地层出砂的主要因素;4) H储气库在早期无水生产时,适当出砂反而会提高地层渗透率进而提高气井注采气能力。     

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。     

砂岩储层出砂段套管强度分析

砂岩储层开采过程中储层砂岩会与储层流体一起流向井筒,易在井筒附近油层形成出砂空洞,使储层出砂段套管失去地层的保护作用,引起套管失效。分析出砂段套管强度校核采用的圆柱壳屈曲模型理论的局限性,提出依据普氏理论,建立疏松砂岩出砂后套管的受力模型;并采用数值方法确定出砂段套管强度值。研究表明:出砂段空洞高度与套管轴向力呈一定线性比例,出砂段空洞与出砂量是一定指数关系。该理论可用来进行出砂段套管的校核和设计。     

稠油热采出砂机制试验研究

稠油生产出砂是油气田开发中制约产能的重要因素,高温蒸汽冲刷、沥青质的热解和水岩反应溶解是稠油热采出砂的主要原因。针对稠油开采出砂问题,分析稠油区块的出砂机制,并试验研究稠油热采注蒸汽对岩心渗透率的影响和稠油热采的出砂机制。结果表明:随着注入蒸汽量的增加,岩心的渗透率都会先下降后上升,开采时需要适当控制蒸汽流速以恢复最终渗透率到原有的80%左右;高流速下流体的流动冲刷导致地层的拉伸破坏而产生微粒的运移,破坏了骨架砂;高温导致岩石的胶结强度下降,砂粒疏松;高黏度的原油在流动中阻力大,流动所需的压力梯度大,对砂粒的摩擦携带作用也大;岩心初始渗透率低导致驱替压差大,对岩心产生剪切破坏。     

青海台南-涩北气田出砂机理及防砂技术研究

青海柴达木盆地台南-涩北气田地层沉积期晚、埋藏浅、压实程度低、构造疏松,这是气田出砂的主要原因。该气田埋藏深度差别大,气层众多,气水关系复杂,防止地层出砂是一个具有实际意义的问题。因此,从资料分析、理论推导和实验,验证了气田出砂和油田出砂无论在机理和方向上都有很大的差异。从研究气田出砂机理入手,研究出一套完整的防砂工艺和方法,并且取得了良好的实施效果。     

天热气水合物地层降压开采出砂数值模拟

全世界范围内已开展天然气水合物资源短期试采中大部分都遇到了不同程度的出砂现象,使得天然气水合物资源的商业化一直没有实现。利用水合物地层出砂判断方程模拟研究了天然气水合物地层在开采过程中的出砂程度。模拟结果表明:随着开采时间的增加,天然气水合物地层的最大等效塑性应变随之变大,地层破坏性出砂的风险程度增加;同时,天然气水合物地层出砂现象可分为轻微出砂、暂稳定出砂、快速出砂、后稳定出砂4个阶段。     

烟道气双注采油工艺研究

为改善油区断块开发效果对开发方式进行了优化 ,确定烟道气驱为最佳开采方式 .即将烟气与高压含油污水混合 ,同时从油管注入油层 ,并建成一套注入系统装置 .试验表明 :处理注入烟气这套装置用于不干扰锅炉正常燃烧条件下烟气采集 ;将温度降低 1 40～ 1 6 0℃以满足压缩机入口条件 ;利用旋流子进行离心和纤维过滤 ,将 95 %～ 98%的烟尘滤除 ;脱水之后使其露点降到 - 2 0℃以达到深度除水 ;两级压缩以达到油层要求的注气压力 1 5 MPa;加入泡沫剂或缓蚀剂等 ,以满足油层所需药量及药压 .现场生产初步验证 ,注烟气的效果介于注 CO2 气和注 N2 气之间 .在单纯蒸汽吞吐已不能产油时 ,经烟道气双注后 ,原油日产量达到 2 6 t,取得明显效果 .     

出砂冷采技术在低周期蒸汽吞吐井中的应用

研究了应用稠油出砂冷采技术对地层原油含有溶解气的各类疏松砂岩稠油油藏进行冷采 ,以获得较高的原油产量的技术 .施工中对稠油井采用强力射孔技术和设计精良的螺杆泵系统 ,通过以砂带油方式开采稠油 ,实现稠油冷采 ;在河南油田得了较好的效果 .单井产量一般可达 3～ 5 0 t/d,是常规降压开采的数十倍至数百倍 ,日产油比蒸汽吞吐提高 1～ 3倍 ,采收率一般可达 8%～ 2 0 % .稠油出砂冷采技术对地层原油中含有溶解气的疏松砂岩稠油油藏具有广泛的适应性 .将出砂冷采技术应用于低周期蒸汽吞吐井中 ,进一步拓宽了稠油出砂冷采技术应用领域     

物理法采油新技术发展综述

物理法采油技术是一种油层处理新技术,具有许多优势,如对油层无伤害、工艺简单、操作方便、成本低廉等。本文介绍了近年来迅速发展的物理法采油新技术的作用机理和适应性,并对该项技术在油田应用状况进行了分析。     

渤海海上窄条状油田稳油控水研究及应用

渤海海上窄条状油田含油层系为新近系明化镇组下段,为分支河道型浅水三角洲沉积,具有平面上呈窄条状分布(平均宽度300 m)、纵向叠合程度差、厚度薄、层间矛盾突出、含水上升快等特点,且国内外对该类型油田并无成熟经验可以借鉴,导致开发难度大。近年来渤海针对窄条状油田含水上升速度快的特点,开展了该类型油田稳油控水技术攻关研究:推导了窄条状油田注采井网见水时间公式,并利用均衡驱替原理对注采井组进行调整;研究了周期注水在窄条状油田中低含水期的应用,取得了较大进展。已经成功应用到了渤海海上窄条带状油田中,含水上升率明显下降,已实现累增油40万m3,取得了很好的应用效果。     

废机油生产柴油关键技术及清洁生产新工艺研究

依照循环经济的理念,以废机油、齿轮油、液压油、专用油等废油为研发对象,通过沉降、平行渗滤和垂直升滤等净化措施后;加碱及催化剂后加热裂解为汽、煤、柴油;然后用分子筛、板框过滤精制,除去痕量的水和机杂,使产品透明水亮;最后添加各种添加剂(抗氧、防锈剂、清洁剂等)提高油品的使用性能(如减少喷嘴的结焦,管线堵塞,提高燃烧效能,延长机械维修周期,节约能源等).通过以上4个环节,把废油裂化为优质柴油,达到清洁生产的目的,并防止环境污染.     

页岩气水平井油井水泥的原位增韧技术研究

针对页岩气水平井开发过程中油井水泥作为一种非均质多孔脆性复合材料,难以承受大型水力压裂带来的非均质载荷,导致水泥环的力学完整性失效破坏问题,开展了油井水泥原位增韧技术研究。研究中采用了固相烧结法和球形重淬技术,获得了微晶铁铝酸钙（MB）作为原位增韧材料。研究结果表明,制备的原位增韧材料在提升力学性能的基础上降低了水泥石的弹性模量,养护7 d后的抗压强度可达24 MPa,抗拉强度提升50%,弹性模量降至5.55 GPa。微晶铁铝酸钙的增韧机制为：“裂纹偏转”、“裂纹终止”、“消耗断裂能”。该研究的开展对满足以页岩气开采条件下的油井水泥服役要求,延长页岩气井寿命,增加页岩气产能具有重要意义。     

采油气工程师助手OGPEA的研制

PDA(个人数据助理)是近年来飞速发展起来的新型计算机电子产品。为便于采油气工程师在生产现场进行诊断、分析和决策,我们以掌上电脑为依托,开发了这套“采油气工程师助手OGPEA”。它属于国家863项目“PEPDA(石油工程个人数据助理)系列产品研究和开发”中的子课题。在OGPEA中,将采油气工程专业内容分为工程计算、操作规程、设备规范、生产管理四大部分。文中简要介绍了这四部分专业内容,同时还介绍了采油气工程PDA的开发背景、系统目标及OGPEA所具有的其它辅助功能。     

油气生产过程综合能耗混合建模方法

为准确预测油气生产过程中的能源消耗,通过对油气生产过程分析,确定了过程的主要能耗指标,提出了一种机理模型与最小二乘支持向量机(LS-SVM)相结合的混合建模方法.通过对油气生产过程及各子过程之间关系的分析,建立了该过程综合能耗的机理模型,并利用LS-SVM对机理模型不能描述的误差特性进行补偿.仿真结果表明,该方法能够准确地预测油气生产过程的综合能耗,其预测性能优于机理模型和LS-SVM构建的数据模型,且具有较好的稳定性和可靠性,将其应用到某采油作业区的实际生产过程,取得了满意的效果.     

致密油藏提高采收率方法与理论研究进展

全面梳理了近十年来国内外有关致密油藏提高采收率方法的研究进展,提升总结了理论层面认识,从作用机理方面客观分析了各类方法的可行性,指出了目前室内研究和现场应用中存在的技术难点和问题,并展望了未来致密油藏提高采收率的研究重点和发展方向.历经多年的探索,已初步形成了注气、化学方法、智能水、溶剂法和纳米流体等提高致密油藏采收率...