疏松砂岩油藏防增产一体化技术研究.pdf

疏松砂岩油藏防砂增产一体化技术研究 齐宁(油气田开发工程) 指导教师：张琪(教授) 摘要 油气井出砂是疏松砂岩油气藏开采的主要矛盾，传统的防砂技术在防砂的同 时影响了油气井产能，并且防细粉砂的效果也不理想。纤维复合防砂技术正是针 对疏松砂岩油气藏防细粉砂而提出的一项新技术，是建立在“解、稳、固、防、 增、保”新的防砂理论基础之上的，具有增产及防止地层出砂的双重效果。基于 孤岛油田、涩北气田两类典型疏松砂岩油气藏的出砂因素分析，全面对比分析油 气井的出砂影响因素，借助于涩北气田岩心出砂影响规律的实验数据进行灰色关 联分析，从中找出了类似涩北气田复杂状况的疏松砂岩气藏的主要影响因素，并 针对出粉细砂严重、泥质含量高、防砂有效期短等难题提出了纤维复合防砂技术 及其防砂机理。从纤维增强树脂涂敷砂强度的机理入手，进行单根纤维的拉、压 应力力学分析，构建单纤维微元体的力学模型，分析短纤维受力的影响因素，采 用半经验法确定单向平行短纤维增强复合砂体的工程常数，对理论预测公式进行 修正，并引入纤维分布方位因子，最终建立随机取向短纤维增强砂体的强度预测 模型。针对纤维复合防砂技术施工工艺的特点，以油气井防砂前的流入动态为基 础，分别建立高压充填以及端部脱砂压裂充填纤维复合防砂后油气井的流入动态 预测模型，并进行了纤维复合防砂井的产能评价。苛刻井下条件的防砂问题要求 纤维复合体具有更好的强度等力学性能，基于此提出纳米材料改善纤维复合防砂 技术，优选出了纳米材料改善防砂体的方法，采用超声波分散溶液共混法制备纳 米粒子纤维复合防砂体，并借助红外、扫描电镜等实验手段分析了纳米材料改善 纤维复合防砂体的机理；为改善用于常规井况的纤维复合防砂技术，使之解决稠 油热采井及低温油气井等复杂井况下的防细粉砂问题，配套发展了复杂井况下纤 维复合防砂技术，包括稠油热采井纤维防砂技术和低温固砂剂纤维复合防砂技 术。纤维复合防砂技术已在胜利油田孤岛、现河采油厂以及青海涩北气田、新疆 油田应用28口井，纤维复合防砂施工方便，可操作性强，防砂效果明显，在油 水井进行了5151井的高压充填纤维复合防砂作业，投入产出比l：4．5；在涩北气 田进行了23口井的端部脱砂压裂纤维复合防砂作业，防砂后产气量平均增加到 2．15倍，投入产出比达到1：17以上，延长了防砂有效期，为疏松粉细砂岩油气 藏的高效开发提供了有力的技术支持。 关键词：疏松砂岩油气藏；纤维复合体；防砂；细粉砂；热采井防砂 Researchonsandcontroland increasingproductiontechnique sandreservoirs intheunconsolidated By Qi，Ning Dissertation Supervisor：Zhang，Qi(Professor) of University (China Petroleum) inOilGas (DevelopmentEngineering Field) Abstract faced Sandcontrolisthemostdifficultissue oItheunconsolidated byoperation to san