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)。     

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。     

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。     

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黏度保留率。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,结合过筛管聚合物黏度保留率进行综合性能对比。结果表明：干净筛管对聚合物黏度损害较低,而筛管堵塞后对聚合物黏度损害大大增强,重新注聚时的自解堵能力对聚合物黏度起决定性影响。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。     

春光油田白垩系储层机械防砂筛管性能评价与优选实验

机械筛管是防砂井井下防砂管柱的关键组成部分,其类型和性能决定了挡砂效果和油井防砂后产能以及总体服务期限。春光油田白垩系储层为疏松砂岩易出砂储层,为了选择合适的机械防砂筛管类型,使用自行研制开发的挡砂介质性能评价径向流驱替实验装置,模拟春光油田地层砂和生产条件,对割缝筛管、复合精密筛管、绕丝筛管、金属棉滤砂管等四种类型的筛管样品进行了性能评价实验。根据动态实验数据,研究提出了筛管的流通性能、挡砂性能及其评价指标的计算方法,系统地评价了四种筛管的流通性能、挡砂性能并得到了具体的量化评价指标。实验综合对比表明,对于春光油田白垩系储层,割缝筛管的挡砂性能和流通性能均较低;金属棉滤砂管的挡砂性能最好但堵塞后的流通性能较差;绕丝筛管的两项指标均衡但总体偏低;复合精密筛管的两项指标相对均衡并均比较高,推荐作为春光白垩系储层首选的机械防砂筛管类型。     

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。     

深层碳酸盐岩储层泥砂产出与固体控制优化

碳酸盐岩储层原油储量巨大但开采过程中井壁坍塌和出泥砂严重,工程表象为岩块、岩屑及泥砂沉积在井筒内,砂埋产层影响油井产能。使用多功能驱替挡砂性能评价装置,精度为250、350、450及550μm的金属滤网切片及3口典型失稳井冲捞砂样,开展碳酸盐岩储层井壁坍塌与泥砂产出固体控制模拟试验,通过采集压差、流量等动态数据,定量评价挡砂介质的挡砂性及流通性,分析固体控制的可行性并进行精度优化。结果表明：利用精度250～550μm金属滤网阻挡中值粒径为289.5μm泥砂及岩屑/岩块和中值粒径为40.3μm的纯泥砂,挡砂介质的过砂率均小于12%,堵塞平衡渗透率均大于1.3μm²,针对碳酸盐岩失稳井进行固体控制可行;针对碳酸盐岩储层中值粒径为289.5μm的泥砂与岩屑/岩块复合产出,推荐控砂筛管的挡砂精度为0.5～0.6 mm,或在保证挡砂性能的前提下适当放宽筛管精度;针对碳酸盐岩储层中值粒径为40.3μm的纯泥砂产出,推荐挡砂精度为0.3～0.4 mm;针对碳酸盐岩储层的高产井,推荐进行适度携砂生产。     

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。     

粉细砂岩油藏防砂井堵塞规律研究及充填参优化

粉细砂岩油藏的纵向层系较多,层间矛盾严重,出砂堵塞影响提液生产效果。在现有斜直井产能模型的基础上,对筛管、环空充填层、挤压充填层和储层的渗透率细化描述,改进了机械防砂表皮系数公式。通过室内实验分析了防砂体系堵塞规律,认为随着驱替注入量和驱替流量提高,防砂体系堵塞加剧,渗透率最大下降40%。储层颗粒进入套管内,堵塞环空砾石与防砂筛管,导致表皮系数急剧上升,产能下降超过80%。扩大挤压充填半径能够将微粒阻挡在远离井眼的位置,有助于保持油井产能。对分层防砂井充填半径进行优化分析,发现在中低渗透扩大充填半径能够改善层间动用效果。对盘二沙三下区块的防砂井充填参数优化,对渗透率较低的S4层扩大充填半径,措施后油井液量保持稳定,日产油提高9.56t。     

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。     

胜利油区砂岩成岩作用及油层保护措施研究

胜利油区不同埋藏成岩带的砂岩储集层的成岩矿物、孔隙类型、储集性以及敏感性矿物不同 ,造成储集层的潜在伤害类型的差异。浅埋藏砂岩储集层的潜在伤害是粘土膨胀和出砂 ,油层保护的重点措施是机械筛网、屏蔽暂堵和添加防膨剂 ;中埋藏砂岩储集层中微粒运移、粘土膨胀和孔喉堵塞是主要伤害形式 ,其保护措施主要是添加稳定剂和防膨剂 ;深埋藏砂岩储集层潜在伤害类型主要是固相颗粒堵塞、无机结垢等引起的渗透率下降 ,其保护措施主要是添加稳定剂及铁螯合剂、复合酸酸压和屏蔽暂堵等。同一埋藏深度的砂岩储集层 ,由于沉积特征、成岩演化和储集层特征的差异 ,决定了其潜在伤害类型的差异。应有针对性地采取措施 ,以获得最佳的经济效益。     

鄂尔多斯盆地上古生界储层物性影响因素

鄂尔多斯盆地上古生界储层为砂岩储层，属低孔、低渗致密储层，孔隙度、渗透率关系较差。根据岩石薄片鉴定资料分析，影响物性参数的因素有：岩石类型、粒度大小、孔隙类型、泥质含量。研究结果表明相同粒度的石英砂岩的物性好于岩屑砂岩，岩石类型由砾岩——粗粒——中粒——细粒砂岩变化时，物性参数相应变小。岩石的孔隙类型为粒间孔、晶间孔时，物性参数较高，其次为溶蚀孔，以微孔为主的岩石物性最差。岩石中泥质含量低于15％时，岩石物性参数较好，泥质含量大于15％时岩石物性较差。     

考虑黏土矿物影响的湿相-非湿相置换实验

通过天然岩心与人工岩心的岩心渗吸实验结果分析,黏土矿物的存在对渗吸作用存在影响.利用玻璃管填充不同比例黏土矿物和石英砂,可视化观察和测量湿相置换量和气-液界面前缘突进速度,实验采用2％、3％、5％含量黏土矿物和纯石英砂填充做对比发现,纯石英砂湿相置换量为88.96％,5％含量黏土矿物湿相置换量为69.22％.黏土矿物含量为5％时,所需要的置换时间为纯石英砂的2.29倍,湿相置换量为纯石英砂的77.8％.黏土矿物在接触去离子水后发生膨胀,湿相置换量随着黏土矿物含量的增加而减少.在湿相中加入KCl可有效抑制黏土矿物发生膨胀,并提高湿相置换率,实验结果显示5％黏土矿物填充管实验中,湿相加入40 g/L浓度KCl溶液,最终湿相置换率接近纯石英砂湿相置换率.可见,非湿相中存在不同含量的黏土矿物,对湿相-非湿相置换过程存在影响,而湿相中加入KCl可有效避免黏土膨胀.     

低渗透储层水锁伤害机理核磁共振实验研究

客观准确地评价低渗透储层的水锁伤害是入井流体优选、增产改造措施和水锁防治解除措施合理运用的基础.对孔隙介质中水的赋存状态、储层伤害原因、黏土吸水伤害和水锁伤害微观机理进行了深入分析;利用低磁场核磁共振T2谱技术,结合常规流动实验手段,对同一性质岩心开展了黏土吸水伤害和水锁伤害实验,提出了水锁伤害核磁共振实验评价方法.通过实验,准确给出了水锁伤害程度;建立了束缚水增加量与黏土吸水伤害程度、可动水相滞留量与水锁伤害程度之间的对应关系;从而对引起水锁伤害的原因做出更精确的判断,实现了对水锁伤害的客观评价.     

一个改进的适合X气田的临界出砂压差计算模型

通过控制X气田生产压差主动防砂可以达到有效防砂的目的,但技术人员仍没有合适的临界出砂压差计算模型.优选"M-C模型"作为基础模型,考虑影响X气田出砂的3种因素并结合现场实验测试数据对"M-C模型"进行了修正,建立了考虑泥质含量和含水饱和度的临界出砂压差计算新模型.对现场10口气井验算表明,计算精度提高了13.9%.     

用地层元素测井资料确定储层粘土含量

地层元素测井 (ECS)是一种实时测量地层中元素含量的新型测井方法。介绍了ECS的方法和原理 ,根据王庄油田 4口井的ECS资料及氧化物闭合模型和综合处理解释结果 ,确定出该区的地层矿物含量 ,依据矿物含量并结合自然伽马能谱测井方法确定出研究区的粘土含量及类型。结果表明 ,研究区沙三段碎屑岩储层粘土矿物以伊 /蒙混层为主 ,其含量平均为 5 0 % ;其他矿物含量依次为 :高岭石平均为 2 0 % ,伊利石平均为 15 % ,绿泥石平均为 8%。伊 /蒙混层比平均为 76 % ,粘土成分以蒙脱石为主。将测井解释得到的粘土含量及类型与X 衍射分析结果进行了对比 ,验证了测井解释结果的可靠性。根据研究区的粘土含量和类型 ,提出了该区储层改造时应采用的几项措施。