文档介绍：油气井防砂综合决策理论及与技术1
董长银, 张琪, 刘均荣
(中国石油大学(华东)石油工程学院, 山东东营 257061)
摘要:本文提出了油气井防砂综合决策的概念,即根据储层岩石、流体物性和生产方式等预测出砂规律,优选
防砂方案,优化施工设计,科学的产能及经济效果评价;将上述工作结合起来达到油气井防砂工作的科学合理和规
范。提出了包括定性出砂预测、出砂临界生产压差预测、实际出砂半径预测以及出砂速度预测等内容的油气井系统
出砂预测理论与方法,并阐述了测井资料在出砂预测中的应用。砾石尺寸、携砂比、充填排量、携砂液粘度、筛管
参数等是防砂施工过程中影响施工成败和防砂效果的主要因素。首先通过砾石层孔喉结构计算机模拟,以孔喉结构
分布曲线与地层砂粒径分布曲线接近且略小的砾石作为最佳挡砂砾石,研究出一套全新的高压砾石充填井砾石尺寸
优选方法。以水平射孔孔眼中砾石颗粒不发生沉积堵塞为目标,建立了给定携砂比、携砂液粘度条件下的最小临界
排量计算方法,可用来对施工参数进行组合优化设计。提出了一套高压砾石充填施工参数优化设计理论与方法。防
砂井的产能预测与评价作为防砂决策的重要内容之一,是防砂方案选择与评价以及防砂井举升参数调整的重要依据。
针对防砂措施对油气井产能的影响引入产能比评价指标,根据补孔和防砂措施造成的附加表皮系数推导其计算方法,
结合防砂前油气井流入动态预测防砂后的产能,建立一套可用于各种防砂工艺的系统且行之有效的产能评价及预测
方法。选择合理的防砂方法是防砂成功的首要条件。针对目前防砂方法的选择主要靠经验确定,不可避免地存在一
些片面性和局限性等问题,本文提出了综合模糊评判和神经网络两种防砂工艺方案决策模型。最后,简要介绍了以
此为基础开发的综合决策软件系统—SANDCONTROL Office。
关键词:防砂,出砂预测,工艺设计,产能预测;综合决策;砾石充填
油气井出砂与防砂已经成为国内外疏松砂岩油藏开发过程中存在的普遍问题,防砂工艺理论与
技术已经成为油气田开发的一个重要分支。对于疏松砂岩油藏,出砂是提高采油速度的主要障碍。
我国及世界范围内疏松砂岩油藏分布范围较广、储量大,产量占有重要的地位,油井出砂是这类油
藏开采的主要矛盾。随着油气田进入开发中后期,由于含水上升、地层压力下降等一系列原因引起
的油气井出砂问题日趋严重,目前国内外的绝大多数疏松砂岩油藏面临出砂或严重出砂问题。防砂
工艺成为油气田开发方案制定中的一个必要环节,油气井防砂工艺技术的研究和发展对疏松砂岩油
藏的开采至关重要。
目前,国内外的防砂新理论、新工艺、新技术层出不穷。从最初的机械、化学防砂,发展到砾
石充填、复合防砂等,近几年出现了高压一次充填、端部脱砂压裂充填防砂、纤维复合防砂等防砂
新技术。防砂工艺的选择与设计的科学决策逐步取代了以往的经验性和盲目性,逐步提出了防砂工
艺综合决策的理念。中国石油大学(华东)近年来致力于油气井防砂相关课题的研究,课题组在出砂预
测、防砂工艺优化、防砂井产能评价、防砂井经济评价、防砂方案综合决策等方面逐步形成了系统
完善的防砂工艺理论与技术体系,并在此基础上成功开发了配套的综合决策系统软件—
SANDCONTROL Office。
1 油气井系统出砂预测技术
董长银,男,博士,讲师。通讯地址:山东省东营市石油大学(华东)石油工程学院采油工程系(257061),电话:
0546-8395860(办公),**********(手机),电子邮件:******@.。
目前矿场实际中的出砂预测大都停留在定性预测和临界压差预测的层面。这些预测结果信息对
于防砂工艺决策是远远不够的。近期提出了系统出砂预测的概念。油气井系统出砂预测的基本内容
包括四个层次的内容:(1)定性出砂预测;(2)出砂临界生产压差和产量预测;(3)以及实际生产条件下
的出砂半径预测;(4)出砂速度即出砂量预测等。这些不同层面的预测结果对于疏松砂岩油气藏不同
阶段的开采决策都具有重要参考价值。
定性出砂预测
定性出砂预测主要是使用一些经验方法来定性预测地层是否可能出砂和出砂的程度,通常采用
经验方法,通过测井资料分析、室内岩心是试验、现场资料统计分析和必要的计算来进行。这些方
法主要包括声波时差法、出砂指数法、斯伦贝谢比法和组合模量法。进行定性出砂预测所需要的资
料比较简单,包括岩石声波时差、弹性模量、岩石密度等,因此预测结果只用于定性解释。
出砂临界生产压差预测
出砂临界生产压差的预测实际上是一种虚拟条件下的预测,即预测油气井在多大的生产压差或
产量下会开始出砂,对油气井工作制度的制定非常重要。
对