疏松砂岩出砂机理与出砂临界压差计算方法研究.pdfVIP

第4卷 增刊 新疆石油天然气 Vo1．4Supplement 2008年 8月 XinjiangOilGas Aug．2008 文章编号：1673．2677(2008)增刊-_0O52-06 疏松砂岩 出砂机理与 出砂临界压差计算方法研究 王小鲁 ，严焕德 ，秦彩虹 ，杨万萍 ，沈生福 (1．青海油田公司勘探开发研究院，青海 格尔木 816000； 2．青海油田公司天然气开发公司，甘肃 敦煌 736202) 摘 要：涩北气田由于成岩程度差、岩性疏松，在气田开采过程中极易出砂，并且伴随着地层出 水，地层的出砂将逐渐加剧 儿 。合理的防砂策略是控制生产压差，实施主动防砂 儿 。本 文从疏松砂岩储层岩石成分、出砂的力学一化学机理等角度，结合对岩石 内聚力强度影响因素 的实验数据分析，建立了新的气井出砂临界生产压差计算方法，新模型以常规理论解析模型为 基础，根据实验数据的回归，引入随含水饱和度而变化的岩石强度计算模型。对比现场出砂压 差实测数据，新方法的计算结果更为合理。 关键词 ：出砂机理 ；出水 ；内聚力强度 ；出砂 临界压差 中图分类号：TE311 文献标识码 ：A ． 涩北气 田疏松砂岩气藏在开采过程中易出砂。 砂失败的出砂风险，同时也较大程度地降低了气井 现场生产和出砂实验观察到的出砂分 以下几种 的产能。合理的做法是控制生产压差，实施主动防 情况 ： 砂，以此来抑制地层出砂。 (1)胶结或弱胶结地层 ：出砂多发生在生产初 本文首先分析疏松砂岩 出砂 的物理 一化学机 期或初始关井的第二周期，出砂的主要原因是地层 理，计算临界出砂生产压差，以此为依据调整气井 剪切和洗井时的拉伸破坏； 的配产，使其不超过临界出砂状态。 (2)中等强度砂岩：生产初期不出砂，一旦见水 后开始出砂 ，是 由于储层见水导致岩石 中固结颗粒 1 疏松砂岩的出砂机理分析 的毛管力消失，降低了岩石 内聚力，流体的冲蚀作 1．1 疏松砂岩的矿物成分 用使得颗粒从岩石骨架上脱落； 根据对涩3—15井粘土矿物的相对含量进行 (3)胶结好的砂岩：地层压力下降到一定程度， 分析表明，主要粘土矿物为伊利石，平均含量 51％， 胶结好的地层也会出砂，是由于地层压力下降使得 其次是伊 ／蒙混层，含量为2l％，绿泥石为 19％，高 岩石所受有效应力超过了岩石本身的抗压强度 ，地 层发生剪切破坏。相对而言，胶结好的地层出砂量 岭石含量也较高，粘土绝对含量平均47％，最高 要小于胶结差的地层，其出砂量下降很快。 85％，最低 17％ J。 尽管可以采取工艺措施控制地层砂的产出，但 伊利石吸水后膨胀、分散，易产生速敏和水敏； 防砂措施也大大增加了气井的完井成本，增大了防 伊／蒙混层属于蒙脱石向伊利石转变的中间产物， 收稿 日期 ：2008—06—29 作者简介：王小鲁，男，高级工程师，青海油田勘探开发研究院天然气开发项 目部主任。 52 第4卷增刊 王小鲁等：疏松砂岩出砂机理与出砂临界压差计算方法研究 极易分散；高岭石晶格结合力较弱，易发生颗粒迁 1．3 出砂的力学机理 移而产生速敏。疏松砂岩的这种岩石组成特征导 出砂的力学机理通过岩石的三种破坏类型来 致其岩性疏松，出砂临界流速低，而且出水降低强 表示 ： 度，将加剧出砂 J。因此，疏松砂岩气 田的水敏和