裸眼完井的出砂预测研究

《裸眼完井的出砂预测研究》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、前言前言在石油开采过程中，由水动力冲刷等作用引起的疏松砂岩储层出砂是导致储层损害和产能降低的主要原因。出砂不仅会导致油井减产或停产及地面和井下设备的腐蚀，而且会使套管损坏、油井报废。采用裸眼完井的油井,其地层一般具有较高的强度，只有在地层发生破坏时，才会引起出砂。出砂预测技术有一定难度，单项技术预测准确性不高，国内在此方面研究较少。已开发油田根据历史数据拟合预测出砂，新开发区只能根据测井资料，根据部分经验公式计算预测出砂。只是在近期认识到出砂预测技术的重要作用。国外在出砂预测方面研究较早，现已开发出大尺寸出砂试验模拟系统、多种出砂理论模型及软件，向提高预测准确性方向发展。因此，

2、对其中的裸眼完井出砂进行预测是非常有必要的。第27页（共28页）选题背景1选题背景1.1题目来源该题目来源于科研项目。1.2裸眼完井出砂预测的目的和意义油井出砂是石油开采遇到的重要问题之一,每年要花费大量人力、物力和财力进行防治和研究。出砂不仅会导致油井减产或停产以及地面和井下设备磨蚀,而且会使套管损坏、油井报废。出砂机理作为出砂预测和防砂的理论基础,越来越受到人们的重视。但是此类研究十分困难,因为:①油田开发在地层深处进行,在地面无法直接观测;②地层岩石的力学性质变化很大;③随着生产的进行和各种增产措施的实施,使储层变得十分复杂;④油井出砂受诸多因素的影响,如地质力学因素(原

3、地应力状态、孔隙压力、原地层温度、地质构造等)、砂岩储层的综合性质(井深、岩石的强度和变形特征、孔隙度、渗透率、泄流半径、流体的组成即油气水的含量及分布等、粘土含量、砂粒尺寸和形状以及压实情况等)、工程因素(包括完井类型、井身结构参数、完井液的性能、增产措施、生产工艺参数等)。这些因素和参数相互作用、相互影响,使出砂问题的理论研究变得十分复杂,对于某一油田,只凭现场经验很难决定哪些因素是地层出砂的主要因素。因此,要根据不同的地层、不同的完井方法以及出砂的不同过程采取不同的研究方法。采用裸眼完井的油井,防砂的关键在于防止地层发生剪切破坏。尽管当井眼压力达到地层剪切破坏的临界值时,

4、不一定马上引起油井出砂,但是,在生产过程中一定要控制某些参数(如井眼压力、储层压力等),防止其达到临界值。通过几种不同的方法对上述参数的临界值进行计算，达到防止出砂的目的。1.3油气井出砂的影响因素出砂现象是油气开采过程中由于储层胶结疏松，流体的冲刷而导致射孔孔道附近或井底地带砂岩层结构被破坏，使得沙粒随流体从油层中运移出来的现象。根据油井生产过程所观察到的出砂现象，出砂可分为不稳定出砂，连续性出砂和突发性出砂。油层出砂一般以两种方式产生：一个是砂岩体中的游离砂随油、气流逸出，另一个是砂岩的骨架破坏，造成出砂。通常出砂与砂岩的胶结强度、应力状态和开采方式有关，其出砂的原因简单的

5、说有以下几个方面：第27页（共28页）选题背景（1）产层胶结状况对出砂的影响砂岩胶结的好坏是引发出砂的直接因素。高含水开发期由于水含量增大使产层物性发生变化，受水浸的影响，胶结物中的粘土矿物水化膨胀和运移，损害胶结物，砂粒失去胶结，仅靠围岩压力和相互摩擦力难以限制其运移。同时孔隙内的渗流速度逐渐增大，对砂粒的拖曳力增加，使砂粒运移明显加快。油层在流体的常年冲蚀下，胶结剥离，部分骨架遭到破坏，而被液流带入井筒，造成出砂。（2）地应力对出砂的影响在胶结砂岩地层中，由于地应力非均匀性的影响，井壁周围某些方位地层将遭受较高的压应力集中，而导致该方位地层先于其他方位地层剪切屈服、出砂。因

6、此，对这些方位进行选择性避射将有利于防砂和延长油井的开采寿命。（3）流速及生产压差对出砂的影响当砂岩骨架破坏后，在较高液流的冲刷下，使破碎的骨架砂大量逸出，造成大量出砂。在小流速、低压差下，砂砾可能排列成稳定的砂拱，当液流流速高、内外压差增大时，稳定砂拱被破坏，不能阻挡砂砾。在高速流体冲刷下，射孔孔道或井壁处的砂拱破坏，砂砾大量逸出。（4）油层开采后期地层压差对出砂的影响油层开采之前，砂砾骨架之间的接触应力与地层压力共同作用承载着上覆岩层压力，即，其中是上覆岩层压力，为地层压力，为砂砾骨架的接触应力。当地层压力下降较多，且砂岩层又由于胶结疏松而强度降低时，会大于骨架之间的承载能

7、力而将砂岩层压碎，造成大量出砂。（5）介质变化对出砂的影响1）水对出砂的影响2）油流粘度对出砂的影响3）流体PH值对出砂的影响4）温度对出砂的影响（6）塑性区渗透率对出砂的影响塑性区渗透率由于压实及来自远处细砂的堵塞而减少，从而增大流区的流动压力梯度，进而易造成拉破坏出砂。（7）气侵对出砂的影响第27页（共28页）选题背景气体对出砂产生影响可以从两个方面来说明，一是由于贾敏效应的存在，流体的阻力增大，也就是对砂粒的拖曳力增加，因此使出砂量增加；二是由于地层有消泡作用，气泡前破后继，这样多岩石