固结砂岩气藏出砂预测方法研究.pdfVIP

维普资讯 60 第24卷 第6期 大庆石油地质与开发 P．G．O．D．D． 2005年 12月 文章编号：1000-3754 (2005)06-0060-03 固结砂岩气藏出砂预测方法研究 蔚宝华，王治中，邓金根 (石油大学，北京 昌平 102249) 摘要：结合试验结果将固结砂岩储层简化为具有残余强度的弹脆塑性体，计算了强度参数。通过气藏 孔隙压力和岩石骨架应力分布规律分析，以Bratli孔穴稳定准则为出砂判据，建立了固结砂岩储层气 井裸眼完井出砂临界压差的确定准则，并利用该准则对南海某气田出砂临界压差进行了分析评价，为 最大限度地提高气井产量，减少气井出砂对管壁冲蚀提出了可靠依据。 关 键 词：出砂预测；气藏 ；固结砂岩 ；临界压差 中图分类号：TE343 文献标识码：A 国内外对油藏储层出砂的临界生产压差预测进行 峰值强度后，岩心承载能力大幅降低，继续加载，岩 了很多研究，但对气藏出砂的研究相对较少，且这些 心近于理想塑性流动。在油气开采过程中，井眼周围 研究多假设地层为理想弹塑性材料 ¨引。现场预测实 地层由于应力集中，作用在地层上的应力往往超过峰 践表明，对于弱固结和未固结砂岩，井周岩石在较低 值强度，井壁周围岩石只具有很低的残余强度；若生 的应力状态下就能进入塑性状态，临界压差的预测结 产压差过大，流体渗流的拖曳力足以克服地层残余强 果是相对准确的，但对于固结砂岩，由于孔周岩石近 度而造成出砂。因此准确确定地层残余强度对于出砂 似处于单轴压缩状态，表现出明显的脆性性质，理想 临界压差预测非常重要。 塑性假设显然是不合理的，出砂临界压差预测结果存 为了便于研究，依据试验结果将 A3井固结砂岩 在较大误差。 储层应力一应变本构模型简化为如图1所示的弹脆塑 本文通过岩心力学性质试验确定了固结砂岩储层 性体，峰值强度可由Mohr—Coulomb强度准则表示为 的弹脆塑性本构模型，结合气藏渗流特性和岩石破坏 l= 3N2+2CN (1) 准则建立了固结砂岩出砂临界压差预测准则，并且利 式中 c——地层峰值黏聚力； 用该准则对南海某气 田出砂临界压差进行了预测。 N=cot(45。一 ／2)，其中 为地层峰值内摩 擦角。 1 固结砂岩储层岩心力学特性试验 对取 自南海某气田A3井的钙质胶结砂岩储层岩 心进行了测试。试样尺寸为 25mmX50mm，试样 测定装置为MTS系统。试验结果见表 1。 表 1 A3井储层砂岩力学性质试验测试结果 f 图1A3并固结砂岩本构关系简化模型 作用于地层应力超过峰值强度进入塑性状态的屈 服准则假设可用残余强度参数控制的Mohr—Coulomb 屈服准则表示为 试验结果表明，低围压下A3井储层砂岩发生了 l=or3Nr+2C，_7＼， (2) 脆性破坏，但仍然具有一定的残余强度。当应力超过 式中 C，