油井出砂动态预测理论及监测技术分析

在油田开发中,出砂是一个非常常见的问题,我国胜利油田、辽河油田和青海油田在过程中均出现了较大的出砂问题。这样的问题极大地缩短了油气井的使用周期,所以,采用科学的出砂检测技术,因此,为油井防砂措施的制定和实施,已成为当前的一个迫切需要解决的问题。基于上述要求,探讨了出砂对油田生产造成的损害,以及影响出砂的原因,并介绍了一些油井防砂技术,希望能有效地处理好油井出砂的问题,促进我国石油开采工作的顺利发展。

油井出砂动态预测理论及监测技术分析

为保障油田的顺利生产,油井部门会实施防砂措施,引入完善的防砂技术,为油田的高效开发奠定基础。近些年,随着油田开发力度的提升,含水不断增加,加剧了油井出砂问题,对防砂技术提出了较高的标准和要求。因此,立足油井出砂现状,以出砂动态预测理论为基准,探究监测的技术手段,以保障出砂油藏的效益。

油井出砂高频振动信号采集监测系统

油井在生产过程中适度出砂开采可以降低成本、提高开发效率和油井产能.通过室内模拟油井出砂环境实验,研发了一套对油井出砂产生的高频振动信号进行实时监测的系统.该系统通过对不同粒径的砂粒撞击管壁产生的高频振动信号进行时频分析,确定了砂粒撞击管壁产生的振动信号所在的频率段为10 000～20 000 Hz,得到了油井出砂状态下砂粒的振动特征频率,进而获得了不同出砂量与信号时域幅值和自功率谱幅值的关系曲线,实现了对油井出砂量的实时检测,验证了高频振动信号监测油井出砂的可行性.

胜坨油田二区油井出砂规律及治理措施

为了有效治理胜坨油田二区油井出砂日趋严重的状况,对沉积环境、地层压力、采液强度、生产时间进行了统计分析,得出胜二区油井的出砂规律。在此基础上实施了提高地层压力和化学防砂挡砂工艺,使胜二区地层能量逐步上升,注采比达到0.97,采液强度下降3.3t/m。同时对各种稳定剂、抑砂剂的适应性进行了评价,使油井的平均含砂量下降0.2‰,有效延长了油井免修期,减少了出砂对油田开发的影响。

高含水期油井出砂预测模型的研究与应用

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、井深的回归关系式。以岩石破坏准则为基础,采用岩石力学的理论和方法,建立了射孔完井临界出砂预测模型。通过孔道出砂预测模型的计算,得到了油井出砂时的临界生产压差和临界产量。该模型预测的结果可用于判断新井投产出砂和目前生产层位出砂的状况。对胜坨油田3口不同区块的生产井进行了计算,预测准确率大于82%,计算结果对该油田高含水开发后期开发方案的设计有指导意义。

基于柱坐标系的油井出砂三维数值模型设计与研究

根据实际储层砂岩的物性和射孔试验特征,从岩土力学的角度基于柱坐标系建立三维颗粒流(PFC3D)数值模型。综合考虑流体压力梯度力和拖曳力产生的流固耦合效应,运用几何学方法研究油井出砂过程中的砂岩模型变化。数值计算与理论分析比较可知流体运动效应不可忽略,两者的应力分布曲线相吻合,验证了数值模型的可行性和适用性。另外,外界条件一定时,砂岩模型的应力分布、黏结颗粒性态、颗粒位移和流体对单颗粒作用力结果显示不同的单元划分对数值计算结果的影响不大,说明该数值模型的收敛性和稳定性。由此可见,提出的三维数值模型能较好地反映砂岩出砂过程中的宏细观力学特性,为准确理解砂岩出砂的力学机理提供了重要的研究思路和研究手段。

油井出砂可视化模拟实验系统设计

设计了一套油井出砂可视化模拟实验系统,利用多发多收声波探测方法,通过交叉路径波速探测,检测整个岩样出砂的位置和几何形态,实现了出砂研究的可视化,也可作为出砂科研的重要辅助手段。该套系统可培养学生建立从多视角分析问题的意识以及创新实验研究能力。

分流式稠油油井出砂监测技术

油井适量出砂能有效地提高产能,但出砂严重时,又对油井的正常生产产生破坏性的影响;因此油井出砂监测成为油气井开采中需要迫切解决的一项重要技术。针对稠油本身具有黏度大的特点,设计了一种分流式稠油油井出砂监测装置,该装置监测包括稠油的稀释、流体混合和增速以及出砂检测三个过程。出砂检测过程中利用PVDF压电薄膜作为振动传感器,识别砂粒对管壁碰撞引起的振动信号。在信号处理时把该信号看作随机的动态信号,采用概率密度和统计学的方法进行分析,从而预测出稠油油井出砂趋势。

油井出砂的危害与防砂技术研究

本文针对目前油井出砂防砂技术的现状以及存在问题,提出几点有效的措施和建议,从而提高整个油井出砂防砂技术的质量和水平。

基于光纤光栅的油井出砂点井下检测方法研究

在油井生产中,各种原因都可能会引起油井严重出砂,直接影响油井的正常生产。因此一套能够检测油井出砂点的系统,是非常重要的。分析研究了国内外油井出砂点检测的现状,从可能检测出砂点的方法设备中优选出了一种光纤光栅检测设备,对其进行了原理设计和概念设计。基本思路是将探测仪下入井下,采用光纤光栅传感器接收砂粒撞击引发的高频振动,将转换后的光信号通过光缆传输到地面,再经过滤波、放大、转换、分析等处理,综合识别出砂特征信号,从而判断出砂状况。为油井的出砂点检测、管串维修和防砂工艺提供了一种新的思路。

气侵对油井出砂的影响

油气两相流动增加了油流阻力 ;空化气泡的溃灭产生空蚀 ;油井生产时井眼内的气柱使井底压力降低 ,增大井壁发生剪切破坏的可能性 ;关井时气侵产液使井底压力升高 ,容易造成井壁的拉伸破坏。所有这些因素的综合作用 ,导致了油井出砂量大增。因此无论是进行出砂预测 ,还是进行防砂都有必要考虑气侵的影响。

注水条件下油井出砂的数值模拟

油井出砂是注水开发油田普通存在的问题,有效预测油井出砂规律成为研究重点。运用ABAQUS软件,建立油井出砂预测模型,模拟完成注水条件下地层从原始状态到钻井、充井、射孔、注水开发及油井出砂全过程,分析油井出砂规律。数值模拟结果表明,钻井对井筒周边应力场改变明显;射孔对地层应力状态影响很大,应力集中主要发生在射孔处,在射孔入口处出现塑性应变区,并向四周围岩扩散;注水过程中塑性区扩展不断加大,等效塑性应变区在射孔附近逐渐扩大。

碎屑岩油藏油井出砂预测技术研究

受岩石颗粒胶结程度弱、生产压差大以及作业频繁等因素影响,油井生产过程中常面临出砂影响,导致卡泵、砂埋油层不出液等问题出现,不但影响油井正常生产时率,还增加检泵作业成本,降低经济效益。本文以S油藏为例,开展出砂预测技术研究,包括声波时差计算法、孔隙度分析法、岩石的组合弹性模量法等,可为油藏提前制定防砂措施提供依据。

油井出砂防治工艺技术

随着濮城油田注水开发的深入，油井出砂越来越严重，已成为油田生产的主要问题之一。出砂造成油田开发难度加大，检泵周期缩短，生产成本提高等。几年来，濮城油田先后研究和应用了多种机械和化学的防砂方法进行防砂，分别应用于抽油机井、电泵井上，取得了技术上的进步和经济效益的提高，为油田稳产、降低采油成本提供了一条有效的途径。

应用配套技术治理油井出砂

出砂导致油井卡泵、砂埋油层等事故而频繁作业, 油井免修期大幅降低, 维护成本据高不下, 严重时出砂还会使得地层坍塌, 导致套管损坏、油井报废。经过现场实践, 针对不同出砂井类型进行了分类治理。对于严重出砂井采取防砂措施, 控制地层出砂;对于轻微出砂井采取稳砂措施; 对于冲砂漏失井采取堵漏冲砂或泡沫冲砂技术。

气侵对油井出砂的影响

油气两相流动增加了油流阻力;空化气泡的溃灭产生空蚀;油井生产时井眼内的气柱使井底压力降低,增大井壁发生剪切破坏的可能性;关井时气侵产液使井底压力升高,容易造成井壁的拉伸破坏。因此无论是进行出砂预测,还是进行防砂都有必要考虑气侵的影响。

辽河油田油井出砂的砂粒特征研究

辽河油田出砂的油井较多,每年因出砂检泵需消耗大量的作业资金;对于出砂稠油井,每次注入蒸汽前都要进行冲砂,洗井工作量巨大。鉴于此,对辽河油田开发过程中3口典型出砂油井的砂样进行了实地采集,并对砂粒的粒度分布和基本粉体力学特性进行了试验研究。研究结果表明:辽河油田地层出砂的平均粒度为0. 30～1. 18 mm;砂粒的注入休止角为33. 4°～36. 4°,倾斜休止角为30. 0°～50. 0°。砂粒特性参量的获得,将为辽河油田洗井工艺参数的合理选择、水力携岩能力评价以及冲砂洗井流动性能优化等问题的解决提供重要的理论指导。

油井出砂监测室内模拟实验平台构建

构建了油井出砂监测室内模拟平台,可以模拟不同砂砾尺寸、含量、密度在不同黏度油品、含水率、温度、压力、排量等条件下的出砂工况,并利用监测设备对油井出砂状况进行监测。该平台对油井出砂监测相关内容的教学提供了强有力的支撑,这不仅可以让学生运用所学知识独立完成课题设计,而且可以提高学生学习的积极性,激发创新想法,锻炼学生思考和动手能力,提高教学质量,为有志于进一步深造的学生提供课题研究的学习方法和实验基础。

渤海某油田油井出砂原因分析及现场解决措施

油井出砂会对工艺管线、阀门和流程设备产生很大的损伤和破坏,增加了油气开采的风险。针对渤海A和B油田开采过程中原井出砂的问题,对该油田储层岩石、物性、原油特性进行比较分析,将油井出砂情况进行了归类整理,通过数据曲线变化和原因分析,找到合适的控制解决措施,便于日后的油井管理。同时综述了油井出砂对油井、流程和设备造成的危害和影响,找到了减少油井出砂可能性的方法,制定周期性生产制度以降低油井出砂的可能性,达到提升油井管理的效果,降低了油井出砂带来的风险,为海上油田各平台应对出砂的情况提供借鉴和参考。

油井出砂预测模型研究

在油井的生产过程当中,流体携带着地层微粒流向井筒方向,可能会出现防砂管或砾石层挡住部分微粒的现象,而剩余部分的微粒随着流体进入井底造成油井出砂,出砂严重时或许使地层骨架以及结构遭到极大的破坏,出现砂堵和井壁坍塌诸如此类复杂的情况。从出砂机理着手,研究了油层的出砂原因。使用声波时差法、组合模量法、出砂指数法和斯伦贝谢比法对油井出砂进行了预测。根据储层流体渗流的动量平衡方程和达西定律,以及由Mohr-Coulomb破坏准则所得到的固相速度,建立在低于临界生产压差下,不同产液量下的出砂量预测模型。