弱胶结砂岩油藏出砂量预测技术研究进展.pdfVIP

维普资讯 第25卷 第2期 大庆石油地质与开发 P．G．O．D．D． 2006年4月 ·61． 文章编号 (2006)02-0061-04 弱胶结砂岩油藏出砂量预测技术研究进展 田 红，邓金根，蔚宝华，Y-．t#中 (中国石汕大学，北京 昌平 102249) 摘要：出砂预测方法的发展经历了一个从简单到复杂、从定性到定量的曲折发展过程。目前，随着稠 油冷采和出砂管理新技术理论的提 出，油气井开采过程中出砂量的预测更是成为迫切需要解决的问 题。对弱胶结砂岩油藏出砂机理和出砂量预测技术的研究进展进行了综合论述。将油气井出砂预测模 型分为：现场工程法、应力一应变分析模型、蚯蚓洞模型和流固耦合模型，指出了不同模型的适用范 围及其相互联系，并针对各种预测方法的不足之处提 出了研究方向。 关 键 词：弱胶结砂岩；出砂；预测模型；研究；进展 中图分类号：TE358 ．1 文献标识码：A 出砂预测方法的发展经历了一个从简单到复杂、 地层在油气田开采初期或关井后的第二个生产周期就 从定性到定量的曲折的发展过程。第一阶段通过观察 可能出砂，由于强度低，较小的采液强度就可以导致 岩心和分析初始生产动态资料来预测出砂。第二个阶 地层出砂。第二类是中等胶结强度的地层出水后出 段通过对岩石性质如弹性模量、剪切模量等的认识， 砂，地层出水使岩石强度降低，引起岩石表面张力和 找出一个地区不出砂的岩石特性临界值来预测地层出 毛管力的变化，在液流拖曳力的作用下，地层砂被产 砂可能性。进入2O世纪8O年代后，出砂预测向实验 出。第三类是胶结性较好的地层由于油气藏压力衰竭 室模拟研究和数值计算方向发展，从前2个阶段的定 使岩石所受有效应力增加，地层发生剪切破坏而出 性研究转向定量研究，可以得出油气井不出砂的产量 砂。第四类是水平构造应力高的地层在较高的差应力 或生产压差临界值，这一阶段为第三阶段，也是当今 作用下井眼破碎而使油气井出砂。第五类是井眼附近 油气出砂预测方法研究的主要方向。目前，随着稠油 射孔破碎带由于压力梯度高，地层在液流拖曳力和摩 冷采和出砂管理新技术理论的提出，油气井开采不同 擦力作用下而出砂。 时期出砂量的预测更是成为迫切需要解决的问题。 VaziriHH等人 (2002) 将地层的出砂分为初 期压力引起的出砂和后期压力衰竭 (和／或产水)引 1 储层出砂机理及影响因素 起的出砂。前者发生在油气藏开发初期，由于油井周 油、气井出砂是由于近井地带岩层结构破坏所形 围压力梯度较高，岩石所受有效应力较大，产生的过 成的，它与储集层骨架颗粒和胶结物之间的胶结方式 大的塑性应变使砂粒从岩石基质上剥离下来，在液流 以及胶结强度、应力状态和油气生产的作业环境、条 拖曳力的作用下流入井内。后者发生在油气藏开采的 件有关。出砂包括许多复杂的过程，它涉及到钻井和 中后期，由于应变软化以及出水破坏了砂粒问的毛管 开采过程中的应力集中和重新分布、剪切膨胀、水力 张力而使砂粒运移。 冲蚀、固相运移、砂粒的重新捕获、炮孑L堵塞、破坏 虽然油气井出砂机理非常复杂，但地层出砂过程 区扩展等。尽管国内外的许多学者都对弱固结砂岩油 通常包括应力作用产生的机械破坏、流体流动使砂粒 藏的出砂机理进行了许多研究，但 由于问题的复杂 运移、以及出砂后破坏区扩展等3个阶段。地层出砂 性，许多问题都未能得到充分理解。 的影响因素很多，井壁岩石的应力状态、岩石强度和 2O世纪8O年代MoritaN和 WhltfillDL 。等人 地层流体的黏度等是油井出砂的内因，开采过程中生 论述了地层剪切破坏和张性破坏的出砂机理。 产压差的大小、油藏压力的衰竭、过