大型疏松砂巖油藏出砂產(chǎn)能模擬試驗及防砂方式優(yōu)選

依據(jù)國內(nèi)外防砂方式選擇方法及室內(nèi)大型出砂模擬試驗研究成果,提出疏松砂巖適度出砂井防砂方式選擇的理論參數(shù)地層砂粒度中值d50、均質(zhì)系數(shù)uc、泥質(zhì)含量vsh以及蒙脫石含量。通過對中國4個海域儲層特性進行的統(tǒng)計、不同防砂方式下出砂模擬試驗及現(xiàn)場防砂效果,得到了中國海上疏松砂巖適度出砂井的防砂方式選擇標準,并建立了相應的防砂方式優(yōu)選圖版,擋砂精度設計參照地層砂粒度中值d50。該圖版在海上多個新開發(fā)油藏的防砂方案設計應用中取得了較好的效果。

本文研究了疏松砂巖油藏出砂機理及防砂技術現(xiàn)狀,指出稠油粉細砂巖油藏是防砂開發(fā)中的難題,采取防砂工藝防住地層砂,油層近井地帶防砂層滲透率明顯下降,油井產(chǎn)量低或不出油,進而研究了適度出砂提高產(chǎn)能機理。并介紹了出砂提高油井產(chǎn)能因素分析等,為排砂采油礦場試驗提供理論基礎。

疏松砂巖油藏分布廣泛、儲量豐富,在石油開采中占有重要地位,但疏松砂巖儲層在生產(chǎn)過程中極易出砂,尤其是高泥質(zhì)疏松砂巖油藏,此類油藏具有泥質(zhì)含量高、粉細砂含量高的特點,在勝利油田的飛雁灘油田、曲堤油田、孤東油田、金家油田、樂安油田等都有分布.在生產(chǎn)過程中由于地層出砂、堵塞,使該類油藏的防砂有效期遠低于平均防砂有效期,嚴重制約了油藏的防砂開采效果.

一般地,疏松砂巖油藏成巖性差,泥質(zhì)含量高,出砂嚴重,篩管礫石充填防砂是維持油田開發(fā)生產(chǎn)的主要工藝。地層出砂粒徑發(fā)生變化后,生產(chǎn)過程中地層砂進入充填礫石層產(chǎn)生了互混,使油井產(chǎn)液量逐漸下降。在研究地層出砂粒徑分布的基礎上,在套管外地層虧空處充填礫石粒度中值突破傳統(tǒng)的5—6倍地層砂粒度中值的常規(guī)做法,以實驗為基礎,選擇了3—4倍地層砂粒度中值的充填礫石,可降低砂礫互混的概率。結(jié)合分級充填技術,在現(xiàn)場應用中取得了很好的效果。

孤東油田的油藏屬于疏松砂巖稠油油藏,采用水平井開發(fā)效果較好,水平井完井方式多為裸眼精密濾砂篩管完井,準確地計算精密濾砂管的產(chǎn)能較為困難。本文推導了精密濾砂篩管表皮因子模型,并結(jié)合不同的5種不同的產(chǎn)能解析模型,計算了該油田11口水平井的產(chǎn)能值,并與實際產(chǎn)能進行比較,得出結(jié)論,竇宏恩方法更適合孤東油田精密濾砂管完井,平均誤差為9.05%,達到現(xiàn)場精度要求。

在本文中，對澀北一號氣田澀4—9井、澀4—16井的采氣曲線進行了動態(tài)分析，并且通過對澀4-9井、澀1—2井防砂前后的產(chǎn)能測試資料運用二項式和指數(shù)式平方方法進行解釋和分析，初步建立了流人動態(tài)模型并且得到了防砂前后的無阻流量。通過防砂前后ipr曲線和不同地層壓力下的ipr曲線對比及出水、出砂分析，最終得出了影響產(chǎn)能的各種因素。

針對遼興油氣開發(fā)公司疏松砂巖油藏，因地層出砂出泥漿導致油井砂卡、砂埋、頻繁作業(yè)等問題。在深入分析洗井、沖砂、防砂、排砂等措施不當對油井影響的基礎上，通過優(yōu)化完善防砂技術、排砂技術、沖（撈）砂技術、穩(wěn)（控）砂技術等配套工藝，確定從地層到井筒一體化綜合治理方案，實現(xiàn)油井“穩(wěn)、防、擋、排、控”系統(tǒng)防砂，通過現(xiàn)場應用取得較好效果。

隨著油田開采后期，稠油井的開發(fā)和利用占據(jù)了主導地位。本文重點分析砂巖油藏稠油井生產(chǎn)特點，分析井下作業(yè)防砂技術工藝措施，合理控制稠油油井出砂，降低稠油井出砂危害，采取多種機械和化學防砂工藝，進行先期地層防砂處理，增強稠油井注汽采油效果和生產(chǎn)周期，從而達到預期目的。

《新型防砂技術》通過試驗應用靜電場網(wǎng)絡防砂，有針對性地對高泥質(zhì)含量的疏松砂巖油藏進行了治理，該工藝采用酸液攜帶靜電離子抑砂劑形成網(wǎng)絡防砂層，利用巖石表面與靜電離子網(wǎng)絡抑砂劑的微靜電場，形成一個分子篩防砂網(wǎng)絡在油層阻止砂粒的運移，以配套酸化技術解除油井污染堵塞，達到防砂的作用。在對油層進行防砂處理的同時，保持油井穩(wěn)產(chǎn)，從而達到延長油井檢泵周期的效果。

《新型防砂技術》通過試驗應用靜電場網(wǎng)絡防砂，有針對性地對高泥質(zhì)含量的疏松砂巖油藏進行了治理，該工藝采用酸

對低滲透薄互層砂巖油藏的大型壓裂開發(fā)時,由于低滲透薄互層砂巖油藏中隔層巖層比較薄、強度低,對裂縫高度方向上的擴展抑制作用較小,往往會出現(xiàn)裂縫長度與高度之比小于4,導致只考慮縫內(nèi)流體一維流動的擬三維裂縫擴展模型不再適用。根據(jù)低滲透薄互層砂巖油藏大型壓裂的特點,在適當假設的基礎上,應用線彈性斷裂理論,建立考慮縫內(nèi)流體沿著裂縫高度和長度方向流動的擬三維裂縫擴展模型,并用解析法得到壓裂過程中裂縫擴展尺寸和縫內(nèi)流體壓力的精確解;利用visualbasic計算機語言編制二維流動的擬三維裂縫擴展模型求解程序,并對某低滲透薄互層砂巖油藏壓裂過程中裂縫擴展情況進行了求解分析。計算結(jié)果表明:二維流動的擬三維裂縫擴展模型能夠很好地預測低滲透薄互層砂巖油藏大型壓裂過程中裂縫的擴展,可以滿足工程需求。

針對疏松砂巖、地下原油粘度在200mpa.s以下的高滲透普通稠油油藏,應用數(shù)值模擬技術,在一個實際地質(zhì)模型上,對高含水期轉(zhuǎn)為聚合物開采的可行性進行了探討。研究了合適的聚合物類型、合理的井網(wǎng)井距和聚合物粘度,優(yōu)化了注聚時機和聚合物段塞用量,提出了不同開采階段采用不同濃度的聚合物段塞的注入方法,有效緩解了高粘度聚合物注入困難的矛盾。通過與水驅(qū)開發(fā)效果的對比,注聚合物開采可比水驅(qū)采收率提高8%左右。因此,在一定條件下,應用聚合物驅(qū)油技術改善該類油藏的開發(fā)效果是可行的。

針對疏松砂巖稠油油藏低產(chǎn)、出砂的開發(fā)難題,研究開發(fā)了壓裂防砂一體化技術,通過一趟管柱對疏松砂巖地層進行脫砂壓裂,再擠入樹脂涂覆砂對縫口以及射孔孔眼進行固結(jié),以達到改善地層流動性能與防砂的雙重效果。該技術在八面河油田的現(xiàn)場應用結(jié)果表明該技術成熟可靠,簡化了施工工序,縮短了施工周期,具有顯著的增產(chǎn)防砂效果。

港西油田在整個開發(fā)過程中，出砂較為普遍，隨著含水量的不斷上升，油井出砂越加嚴重，嚴重影響油氣井的正常生產(chǎn)。受到油層埋藏淺，膠結(jié)疏松等地質(zhì)因素的影響，疏松砂巖油井防砂措施一直是出砂油田穩(wěn)產(chǎn)的主要手段。

引入了厚表皮概念公式,對高滲油藏和低滲油藏水平井表皮污染進行了分析,得出了高滲油藏由于孔喉通道沒有完全堵塞,表皮污染帶滲透率損失遠小于低滲油藏的結(jié)論。并由此認為可以利用水平井濾砂管防砂完井“部分防砂”原理,逐步清除表皮固相污染。室內(nèi)實驗和現(xiàn)場應用表明,水平井利用金屬棉濾砂管防砂完井工藝,能逐步清除表皮固相污染,保持水平井連續(xù)生產(chǎn)

油田綜合調(diào)整工作是多層砂巖油田緩解注采矛盾、提高開發(fā)效果的有效手段之一,井型優(yōu)選是油田綜合調(diào)整過程中一項重要研究內(nèi)容。以m油田為研究背景,首先根據(jù)一次綜合調(diào)整實施后,井的生產(chǎn)動態(tài)數(shù)據(jù)、單井控制儲量和水驅(qū)采收率分析結(jié)果,初步評價了水平井和定向井在此類油田中的開發(fā)效果。然后基于實際油藏數(shù)值模擬模型和理論油藏模型,對于類似m油田的多層系油田,得出單井控制儲量將很大程度上影響水平井與定向井的生產(chǎn)效果。當定向井與水平井的單井控制儲量在2.65—3.10倍時,水平井與定向井累產(chǎn)油比值相當;同時得出水平井和定向井開發(fā)效果還與單井控制儲量的水淹級別相關,不同水淹狀況下,定向井與水平井開發(fā)效果不同。對于較厚的水淹程度不大或底部水淹砂體,采用水平井進行局部挖潛能夠取得比較好的結(jié)果。

由于長期開開發(fā)，地層內(nèi)應力不平衡會出砂。現(xiàn)在常用的防砂方式有兩種：一種是機械防砂；一種是化學防砂。由于地層出砂在撈獲后必需進行大力解卡，在解卡過程中撥斷防砂工具。重點探討了防砂工具遇卡的不同情況，并提出來了針對性的解決措施。

介紹了針對制約澀北氣田高效開發(fā)的防砂技術難題,通過綜合采用“穩(wěn)、固、防”等配套工藝,篩選出了較適合澀北氣田高泥質(zhì)粉細砂巖氣藏防砂的高壓一次充填防砂和纖維復合壓裂防砂工藝。截止2005年10月該項工藝已推廣應用到47口井,大多數(shù)防砂井日產(chǎn)氣量有了明顯的提高,單井日產(chǎn)氣量平均增加40%以上,防砂有效期最長已達3年以上,滿足了粉細砂巖氣藏防砂和進一步提高氣井單井產(chǎn)能的開發(fā)需要。

低滲透砂巖油藏進入開發(fā)中后期,隨著采液強度的提高,油井出砂更為嚴重、更為復雜,特別是水驅(qū)單元油井防砂后低液低效、多層合采井增液不增油現(xiàn)象普遍存在,嚴重影響油田開發(fā)效果。開發(fā)實踐證明,防砂技術發(fā)展和進步是低滲砂巖油藏正常開發(fā)的重要前提和技術保障。針對油藏特點,開展防砂適應性研究與效果評價,創(chuàng)新防砂治理與油藏分析一體化理念,從單純治砂轉(zhuǎn)變?yōu)檫M攻性的增產(chǎn)的防砂措施,配套工藝創(chuàng)新與改進,改善油藏開發(fā)效果。

針對疏松砂巖油藏開發(fā)過程中油井出砂與提高產(chǎn)能之間的矛盾,在綜合考慮流體滲流、儲層變形或破壞等因素的基礎上,基于連續(xù)介質(zhì)力學理論,建立了一種流固耦合形式的疏松砂巖合理壓差預測模型,并應用所開發(fā)的有限元程序模擬分析了渤海疏松砂巖油田某油井生產(chǎn)壓差波動對砂巖儲集層骨架應力和變形的影響規(guī)律,提出了適合該井區(qū)的合理壓差。

深層高壓低滲砂巖油藏開發(fā)技術

多層非均質(zhì)砂巖油藏經(jīng)歷長時間注水開發(fā)后,由于平面、層間非均質(zhì)性,注采不平衡造成不同層和平面局部位置注水壓力異常。本文應用油水井單砂層產(chǎn)量和注入量劈分及物質(zhì)平衡方程,計算單砂層注采平衡狀況,預測不同單砂層壓力,從而為后期鉆井壓力預測提供借鑒。