提高储层出砂风险数值计算精度的方法

有限元数值计算法是目前出砂预测最有力、最通用的定量预测方法,在实际应用中常见问题是出砂预测结果与油田生产情况不吻合。为了提高出砂预测的准确性,此文在多年出砂预测实践的基础上,从室内岩石强度实验、岩石微观结构、岩石破坏准则选择以及模型校正四个环节提出了提高出砂风险数值计算精度的关键做法。应用于南海西部某油田,实际出砂井出砂条件与预测结果吻合度高达80%,为油田新井防砂决策提供了重要依据。

一种基于系统思维的海上油气田完井管柱设计方法

为了降低设计工程师技术水平参差不齐对技术方案的质量影响,通过多年来对海上油气田完井工程方案编制的总结与提炼,建立了一套"从油气藏基础条件出发,分析功能需求,优化工艺方式,明确上下游专业界面要求,多轮次方案讨论,形成优化方案"的系统性设计方法。该方法有助于设计师形成"自下而上"层层推进的思维模式,不缺不漏、全面高效地完成方案编制工作。

深水油田立式水下采油树安装操控作业

立式水下采油树安装操控作业是当今国际深海油田钻完井的核心技术之一。根据在A深海油田的实际作业管理经验,介绍了立式水下采油树水下控制系统构成及工作流程,详细描述了立式水下采油树的安装及解脱作业过程,并提出一种解决应急解脱作业过程钢圈密封失效的方法,对从事深水钻完井作业工程设计人员和作业管理人员具有一定的指导意义。

渤海蓬莱油田防砂历程及机理研究

蓬莱油田是中国海域目前发现的最大一个油田,属于疏松砂岩,原油较稠,是渤海油田最具代表性的油田之一。文章以蓬莱油田为例,统计分析该油田自投产至今采用过的各种防砂方式的效果,分析防砂失效率和失效机理。膨胀筛管的结构强度较弱,在下入或是膨胀过程中容易产生破坏,不适合应用在类似于蓬莱油田这种埋深浅、地层出砂严重的油田;裸眼+优质筛管独立防砂这种完井方式不适合应用在类似于蓬莱油田这种地层砂不均质性强和泥质含量较高的油田;压裂充填防砂应用在中高孔渗储层时,可以解除近井地带的污染,减小表皮因子,达到增加油气井产量的目的,同时提高泵入砂量,提高充填系数,从而达到增强防砂效果,延长油井寿命的目的;鉴于压裂充填防砂在蓬莱油田的成功应用,压裂充填防砂可以大规模应用于疏松砂岩稠油油藏开发,值得在渤海其它类似油田推广应用。

适度出砂技术在海上疏松低渗油田适应性实验评价

南海西部×油田珠江组为大套泥岩、粉砂质泥岩夹粉砂岩/泥质粉砂岩,泥质含量20%和伊蒙混层高达50%以上,油层渗透率23.829.1 m D,孔隙度22.3%,地层取心疏松,呈散砂状,属于低孔低渗疏松储层。油组开发过程中油井产能普遍偏低,稳产期短,易于出砂。造成油井低产的原因包括储层低渗透性以及防砂完井表皮系数的影响,为了探寻油井提产空间,解放过度防砂造成的产能下降,通过室内实验,优选了筛管挡砂精度和砾石充填尺寸,疏松低渗储层砾石充填防砂方式下,测定了防砂层渗透率,为该类储层选择合适的防砂方式进行了系列研究。

压裂及高速水充填防砂在蓬莱油田侧钻井中的应用

渤海湾的蓬莱油田每年进行近50口井的侧钻井作业,基本上都采用小井眼完井(5″7″尾管射孔完井)。由于工艺实现方式不一致,相比逐层压裂充填防砂工艺,两趟多层高速水充填工艺在7″尾管中不一定能节省起下钻趟数、工期及费用。现场应用效果分析表明,逐层压裂充填防砂井初期产油量和米采油指数高,月递减率低,具有更好的防砂和增产效果。

多孔隙金属筛管热采防砂性能评价试验研究

多孔隙金属筛管主体挡砂层采用抗高温、耐腐蚀性能优良的金属研制而成,因其特殊的三维立体孔隙结构,筛管具有较强的通透性和过流能力,目前在常规冷采开发油气田适用性良好。为进一步评价筛管在稠油热采条件下的适应性,开展了多轮次蒸汽吞吐防砂模拟试验,模拟筛管在经过多轮次蒸汽吞吐过程中的防砂效果变化情况,分析在多轮次注采过程中筛管内外的压力、温度、出砂量和出砂粒径的变化规律。试验结果表明,经过16个轮次的高温蒸汽吞吐(蒸汽温度350℃、注入压力17 MPa)试验,筛管出砂质量分数在1.86×10^(-7)%~6.63×10^(-6)%之间,出砂粒径中值略小于筛管挡砂精度,渗透率保持能力在85.7%左右,筛管整体过流能力和抗堵塞性能保持率良好。试验结果充分证明了筛管在稠油热采油藏开发方面具有良好的防砂效果和过流性能,可为稠油热采工况下油气田防砂完井提供技术参考。

基于冷采测试资料的稠油油藏产能评价方法研究

针对评价阶段渤海稠油油藏产能评价研究中,冷采测试产能与流体性质矛盾问题,冷采测试油藏黏度技术界限问题,如何利用冷采测试资料配置热采产能的问题进行研究。通过研究,确定冷采测试产能与流体性质矛盾原因。通过统计渤海稠油油藏冷采测试数据,结合油藏工程理论公式计算和数值模拟方法确定稠油油藏冷采测试黏度技术界限。结合渤海稠油油藏热采开发规律,确定稠油油藏冷采测试产能与热采产能关系倍数,在此基础上形成了渤海稠油油藏产能评价方法。

裂缝性礁灰岩储层陶粒充填水驱效果实验评价

裂缝性礁灰岩储层具有内部断层及裂缝发育,储层基质中的油较难被采出,水沿裂缝渗流通道窜流内部结构复杂,油田开发过程中,一直受高含水率的困扰,导致了“厂”字型的含水率上升规律。目前控水陶粒裂缝充填工艺应用广泛,利用裂缝充填模拟水驱油实验装置,开展不同类型的控水陶粒裂缝充填后稳油控水效果评估。结果表明,对于目标地层采取40~70目、20~40目控水陶粒和普通陶粒进行对比,控水陶粒具有延缓含水率上升及良好的增油效果,同时40~70目相比20~40目控水陶粒在目标油田更具有良好的适用性,稳油控水效果更突出。该方法为裂缝性礁灰岩储层陶粒充填稳油控水实施效果提供了技术支撑。

防砂筛管滤网介质冲蚀试验及冲蚀速率预测模型

为了研究金属滤网类挡砂介质的冲蚀破坏机理、主要控制因素及其影响规律,基于复合完井筛管中的多层金属滤网挡砂介质,开展了系统的冲蚀模拟试验。研究结果表明:多层金属滤网的冲蚀破坏机理包括正面的啃噬点蚀机理和侧向切削冲蚀机理,冲蚀初期以正面啃噬为主、侧向切削为辅,孔洞形成后转变为侧向切削为主;金属网布冲蚀速率随冲蚀介质流速呈非线性升高,随地层砂粒径中值和含砂体积分数呈线性升高;高精度介质小角度冲蚀速率高于正面冲蚀,而中低精度介质冲蚀速率在40°~60°时最高,正面及小角度时均相对较低;提出的多层滤网挡砂介质冲蚀速率预测模型拟合精度较高,模型考虑了外界冲蚀条件和滤网结构特征,气体携砂与液体携砂时模型的拟合系数分别为0.898 7和0.908 9。所得结论可为多层金属滤网复合筛管的滤网介质冲蚀破坏预测提供参考。

细粉砂岩筛析法与激光法粒度测量相关性研究

筛析法和激光法是2种应用最为广泛的岩心粒度分析方法,但由于分析原理不同,激光法对渤海油田44 μm以下细粉砂岩颗粒组分测量结果偏大,造成防砂方案设计过于保守。采用渤海油田常见细粉砂岩岩心分别进行筛析法和激光法2种方法的粒径测量,用激光法粒度数据向筛析法数据转换校正,建立了激光法与筛析法粒度测量相关性模型。实验测试数据和油田实际应用表明,所建立的相关性模型具有较高的精度,可用于筛析法和激光法测量细粉砂岩粒度数据转换,具有较好的推广应用价值。

泡沫金属防砂介质砂粒运移规律及堵塞机理试验

为了深入探讨油气井泡沫金属防砂介质砂粒运移规律及其堵塞机理,通过构建单向流防砂介质驱替模拟试验装置开展了物理模拟试验,并对试验结果进行了分析。分析结果表明:每25.4 mm布70、80和90个孔的3种泡沫金属介质,挡砂精度分别为465、245和185μm,渗透率在未堵塞时分别为146.985、63.391和45.282μm^(2),堵塞平衡后分别为0.193、0.168和0.149μm^(2),渗透率损失率分别为0.998 7、0.997 3和0.996 7;介质精度越低,其流通性能越弱,地层砂在其中运移阻力越大,通过介质地层砂颗粒越少;泡沫金属介质堵塞机制为粗砂粒分选架桥和泥质及细砂粒胶结两种,其孔隙度高且孔隙连通性好,具有更优异的防砂性能。研究结论可为泡沫金属介质在机械防砂领域的应用提供理论支撑。

泡沫金属防砂筛管性能评价试验

常用的机械式筛管在防砂应用中易产生筛管堵塞和冲蚀刺漏破坏。为此,研制了泡沫金属防砂筛管。为综合评价泡沫金属筛管的防砂性能,利用防砂试验平台对筛管开展了挡砂性能试验、耐压强度试验和抗冲蚀能力试验,并与海上目前常用的其他类型筛管开展了对比试验。试验结果表明:泡沫金属筛管具有良好的挡砂效果,过流与抗堵塞能力优异,抗冲蚀能力是其他类型筛管的2～3倍,抗内外压强度指标超出海油应用标准,特别适合海上"三高"油气田高效开发的要求。泡沫金属防砂筛管实现了新材料行业与油田开发防砂领域相结合的技术创新,具有良好的市场应用前景。

海上油田水平井二次完井防砂产能预测模型

现有水平井产能预测模型较多,但均未考虑二次完井的防砂方式,则在预测中存在一定的误差。鉴于此,以常规完井防砂产能Joshi模拟为基础,考虑海上油田地层参数和完井方式等因素,修正了钻、完、修井作业过程地层伤害的表皮系数,建立了考虑不同二次完井防砂方式的海上油田水平井产能预测模型。对南海番禺区块示例油田的计算结果表明:老筛管射孔后二次筛管完井产能比最小,砾石充填完井次之,独立筛管完井最大;影响油井产能的因素由强到弱依次是穿深、孔密、孔径,并推荐了适合于示例油田的最优射孔参数为穿深800 mm,孔密12孔/m,孔径14 mm。研究结果对海上油田二次完井防砂方式的选择及参数优化具有一定的现场指导意义。

实尺寸防砂筛管防砂效果检测系统的研制与试验

为满足油气田完井防砂需求,评价防砂筛管的挡砂性能,研制了一套实尺寸防砂筛管防砂效果检测系统。该系统设计主要考虑了钻完井井筒尺寸、完井方式、井型类别和储层温度等因素,可针对不同的储层类型和特点,评价优选出适合的完井防砂方式。采用该系统开展了针对海上某油田防砂完井筛管挡砂效果的试验研究。试验结果表明:该系统可以提高防砂的成功率,大大延长油井生产周期,满足油田高产、稳产的需求。实尺寸防砂筛管防砂效果检测系统的研制成功,可推动完井防砂工艺的完善和发展,具有非常重要的现实意义。

渤海油田疏松砂岩储层注水井出砂现状及治理对策研究

注水井出砂问题在渤海油田疏松砂岩储层日益凸显。以渤海油田典型的疏松砂岩储层锦州9-3油田和绥中36-1油田为例,对注水井的出砂情况进行统计和梳理,统计结果表明注水井总体出砂比例在28%左右,风险较大。进一步结合储层物性、流体物性、生产现状以及开发历程等,对出砂原因进行了分析,表明高强度注水引起的冲蚀破坏以及水质问题是注水井出砂的主因,并结合冲蚀破坏经验公式,证明筛管存在较强的冲蚀破坏风险。针对渤海注水井出砂现状,提出了多项解决措施,对治理注水井出砂问题具有一定的指导意义。

泡沫金属防砂筛管研制及性能测试

海上油气田常用的防砂方式主要为独立筛管防砂和砾石充填防砂,独立筛管防砂主要用于物性较好的储层,砾石充填防砂主要用于物性较差的储层,对于物性介于中间类型的储层,独立筛管防砂失效的风险较大,砾石充填防砂又有些浪费。通过对具有三维立体结构的泡沫金属材料挡砂机理的研究,研制出了一种泡沫金属防砂筛管。通过室内性能测试和井下现场试用,证明泡沫金属筛管的挡砂性能、过流能力、耐堵塞能力和耐冲蚀性能均较好。泡沫金属防砂筛管为海上油气田的防砂提供了一种新的选择。

渤海油田砂岩储层岩石力学参数预测经验公式研究

获取储层岩石力学资料是进行出砂预测的基础性工作。取得岩心力学资料最为可靠的方式是通过岩心进行实验测得,但岩石力学实验往往具有一定的偏差性和局限性。为获得有效的岩石力学参数,该文借助了更易获取的测井资料,寻找了测井数据与实验数据之间的内在关系,进而对岩石力学参数进行预测。该文利用渤海4个油田几十个岩心的单轴抗压强度实验数据统计分析,发现单轴抗压强度与声波时差、深度、密度等测井数据呈现较强的相关性。利用多元广义线性回归,建立了岩石力学参数预测公式。利用新开发油田的岩石数据进行了验证,结果表明,新公式误差远小于常规经验公式,且绝对误差值在1.5 MPa以内。该公式在渤海油田具有较好的适应性和可靠性。

压力衰竭油田全寿命期出砂风险预测研究

有效准确的对压力衰竭油田进行出砂定量预测具有重要的意义。为此,根据油田油藏资料、测井数据、完井方式等参数,利用SAND_PRO软件计算得到不同地层压力及含水率条件下的临界生产压差,并结合油田单井生产动态,从而预测油田各井出砂可能性。以南海西部某油田为例,研究了该油田两口井主要油气层位在不同储层压力条件下的临界生产压差,预测全寿命期不同年份出砂可能性,并进行了出砂影响参数敏感性分析。结果表明,随着储层压力衰竭,地层含水率上升,临界生产压差呈减小趋势,出砂可能性增加,因此在油田开发中后期,必须考虑出砂风险。

自源闭式能量补充井水源层防砂参数研究

E油田为新近投产的疏松砂岩稠油油田,原油物性较差,鉴于储层连通性差,地层能量补充较慢,生产井产量递减严重等原因,以A14井作为自源闭式能量补充井,将采出水源直接注入储层,有效补充地层能量。通过对水源层防砂方式及防砂参数的优选,并通过室内防砂效果评价实验进行验证。结果表明,自源闭式能量补充井水源层采取砾石充填防砂方式后,产出颗粒少,充填40/50目陶粒与水源层地层砂的匹配性较好,能够达到很好的防砂效果。