油氣井防砂技術

前言

　　油氣井出砂已經成為困擾國內外疏松砂巖油氣藏開發(fā)的主要問題之一，防砂依然是解決此類問題的主要途徑之一。多年來，盡管從機械到化學的各種防砂技術為開采易出砂油藏提供了多種技術支持，然而任何有效的防砂措施都是與儲層巖石及流體性質和油氣井生產方式相聯(lián)系的。如何根據(jù)儲層巖石和流體性質選擇防砂方法和建立適宜的油氣井生產方式，則是有效地發(fā)揮各種防砂技術潛力、獲得良好技術經濟效益的前提。這是一個防砂工藝措施的綜合決策問題。　　目前，國內外的防砂新理論、新工藝、新技術層出不窮。從最初的機械防砂、化學防砂，發(fā)展到礫石充填防砂、復合防砂等，近幾年又出現(xiàn)了高壓一次充填、端部脫砂壓裂充填防砂、纖維復合防砂等防砂新技術。防砂工藝理論與技術已經成為油氣田開發(fā)方向的一個重要分支，工藝措施的制定成為油氣田開發(fā)方案編制中的一個必要環(huán)節(jié)?！　”緯C合了國內外近年來的大量文獻資料和研究成果，全面展現(xiàn)油氣井出砂與防砂理論與技術體系力求新穎性和系統(tǒng)性。作者長期以來在油氣井防砂工藝與技術方面開展了大量的研究與應用工作，承擔了多項油氣井防砂方面的國家級、省部級以及油田委托的研究課題，取得了豐碩的研究成果。這些成果被進一步系統(tǒng)化后而編排在本書中，構成了本書的基本框架和大部分內容。本書也收錄了與油氣井防砂密切相關的其他領域的部分內容。本書的特點：（1）內容系統(tǒng)全面，涉及到了防砂領域的各個方面，包括巖石力學基礎、油氣層出砂機理與出砂預測、防砂工藝原理、防砂工藝優(yōu)選、防砂工藝參數(shù)設計、水平井與大斜度井防砂、防砂井產能評價、防砂措施效果綜合評價體系、施工工藝技術等；（2）緊密聯(lián)系生產實際。全書內容涵蓋了油氣田現(xiàn)場防砂工作的各個環(huán)節(jié)，并且各章節(jié)編排了大量的應用實例，這些實例均取自作者的研究和應用成果。　　本書在編寫過程中，得到了中國石油大學（華東）石油工程學院張琪教授、李明忠教授、王杰祥教授的熱情幫助；張琪教授審閱了書稿并提出了寶貴意見；《中國石油大學學報》（自然科學版）編輯李志芬女士校對了全書；研究生武龍、王愛萍在編輯排版方面付出大量的勞動。在此一并表示衷心的感謝。

內容概要

　　《油氣井防砂技術》針對大多數(shù)疏松砂巖油氣藏的出砂與防砂問題，圍繞油氣井防砂綜合決策理論與技術，就如何進行系統(tǒng)出砂評價、正確選擇防砂方案、合理設計防砂施工參數(shù)以及后期效果評價等進行系統(tǒng)闡述，重點是介紹與防砂綜合決策相關的理論與方法。主要內容包括疏松砂巖地層巖石力學基礎、油氣層出砂機理及系統(tǒng)出砂預測、防砂工藝原理、防砂工藝方案評價與優(yōu)選、防砂工藝設計理論與方法、水平井與大斜度井防砂、防砂井產能評價、防砂措施效果綜合評價體系、油氣井防砂施工工藝技術、防砂工藝綜合決策系統(tǒng)平臺——Sandcontrol Office簡介等。

作者簡介

　　董長銀，博士，副教授，碩士研究生生導師。1998年畢業(yè)于石油大學（華東）石油工程專業(yè)，獲學士學位。2003年獲中國石油大學（華東）油氣田開發(fā)工程專業(yè)博士學位，留校任教。現(xiàn)在石油工程學院從事采油（氣）工程、油氣井防砂、水平井開發(fā)等方面的教學與科研工作。先后承擔國家“863”計劃、國家自然科學基金等多項國家級、省部級課題。發(fā)表研究論文30多篇，多篇被EI收錄。4項研究成果通過省級鑒定。

書籍目錄

緒論0.1 什么是油氣井出砂?0.2 什么是油氣井防砂?0.3 油氣井防砂工作環(huán)節(jié)0.4 防砂工藝綜合決策及其基本內容第1章 油氣井防砂巖石力學基礎1.1 地層巖石力學特性參數(shù)及基本概念1.2 通過試驗獲取巖石力學參數(shù)的方法1.3 通過測井資料獲取巖石力學特性參數(shù)1.4 原始地層主應力預測1.5 本章小結第2章 油氣層出砂機理及系統(tǒng)出砂預測2.1 油氣層出砂原因分析2.2 油氣層出砂機理2.3 定性經驗出砂預測2.4 出砂臨界生產壓差預測2.5 實際生產條件下的出砂半徑預測2.6 出砂速度及含砂率預測2.7 本章小結第3章 防砂工藝原理3.1 防砂方法分類3.2 機械防砂3.3 化學防砂3.4 復合防砂3.5 本章小結第4章 防砂工藝方案評價與優(yōu)選4.1 防砂方法優(yōu)選的基本思路4.2 影響防砂效果的因素分析4.3 各種防砂工藝適應性及知識庫4.4 防砂工藝技術評價的綜合模糊評判模型4.5 防砂方法技術評價的人工神經網絡模型4.6 不同防砂工藝的相對經濟對比4.7 最佳防砂工藝方案的確定4.8 防砂方案評價與優(yōu)選應用實例4.9 本章小結第5章 防砂工藝設計理論與方法5.1 地層砂特性分析方法5.2 礫石尺寸優(yōu)選技術5.3 機械濾砂管規(guī)格及擋砂精度設計5.4 礫石充填臨界排量及井筒壓耗計算5.5 礫石用量及攜砂液用量估算5.6 端部脫砂壓裂充填防砂設計5.7 本章小結第6章 防砂井產能預測與評價6.1 防砂井產能評價的基本內容與方法6.2 垂直油井防砂產能評價模型6.3 垂直氣井防砂井產能評價模型6.4 油井水平井防砂產能評價6.5 氣井水平井防砂產能評價6.6 本章小結第7章 防砂措施效果綜合評價體系7.1 防砂措施效果評價的基本內容7.2 防砂措施效果評價方法7.3 應用實例7.4 本章小結第8章 水平井與大斜度井防砂8.1 水平井與大斜度井主要防砂工藝8.2 水平井與大斜度井礫石充填機理8.3 水平井礫石充填平衡砂床高度計算模型8.4 水平井與大斜度井礫石充填模擬8.5 水平井及大斜度井礫石充填施工參數(shù)設計8.6 本章小結第9章 油氣井防砂施工工藝技術9.1 防砂施工前的井筒處理及輔助工藝9.2 機械濾砂管防砂施工工藝9.3 篩管礫石充填防砂施工工藝技術9.4 壓裂充填防砂施工工藝技術9.5 化學劑固砂施工工藝技術9.6 化學膠結人工井壁防砂施工工藝技術第10章 防砂工藝綜合決策系統(tǒng)平臺簡介10.1 軟件概況10.2 軟件功能模塊與特性10.3 Sandcontrol Office應用主要參考文獻

章節(jié)摘錄

　　O.2什么是油氣井防砂？　　目前，防砂是解決油氣田出砂問題的主要途徑。防砂又稱控砂，是指對于出砂的油氣井采取合理的開采機制，或直接采取機械、化學等方法阻止地層產出砂進入井筒或人工加強井筒附近地層巖石的固結程度從而達到控制地層出砂目的的一系列措施。　　要達到控砂目的，一方面要針對地層及油氣井的條件，正確選擇固井、完井方式，制定合理的開采措施，提高管理水平；另一方面，要根據(jù)油氣層、油氣井及出砂的具體情況采用防砂方法?！　。?）制定合理的開采機制，提高易出砂井的管理水平　　a.制定合理的油氣井工作制度，通過生產實驗使所確定的生產壓差不會造成油氣井大量出砂?？刂粕a壓差基本上就是控制產液量，限制油氣層中的滲流速度，從而減小流體對油氣層砂巖顆粒的沖刷力。對于受生產壓差限制而無法滿足生產速度的油氣層，要在采取必要的防砂措施之后提高生產壓差，否則將無法保證油氣井正常生產。　　b.加強出砂油氣井的管理，開、關井操作要求平穩(wěn)，防止因生產壓差的突然增大而引起油氣層大量出砂。對易出砂的油氣井應避免強烈抽汲的誘流措施?！　.對膠結疏松的油氣層，酸化、壓裂等措施要求慎重，以不破壞油氣層結構為前提?！　.根據(jù)油氣層條件和開采工藝要求，正確選擇完井方法并改善完井工藝?！　。?）采取具體的防砂工藝措施　　對于出砂嚴重、通過調整生產機制和工作制度依然無法達到防砂目的的井，必須采取具體的防砂工藝措施。尤其對于處于開發(fā)中后期的油氣田，迫于產量需要，很多情況必須采取具體的防砂工藝措施。　　防砂工藝措施的防砂原理分為兩種：　　一是通過井底擋砂手段將地層產出砂阻擋在地層或井底，阻止地層砂隨流體進入生產管柱。圖0-5（a）為機械濾砂管防砂工藝，在井底正對生產層位懸掛機械濾砂管，濾砂管允許流體通過但可以阻擋地層砂，從而達到防止地層砂進入井筒的目的；圖0-5（b）所示的是管內礫石充填防砂工藝，即在機械濾砂管與套管的環(huán)空充填礫石層，礫石層起擋砂作用?！　《峭ㄟ^化學等手段改善近井地帶的地層膠結條件，提高固結強度，從而避免生產中出砂。圖0-5（c）為化學劑固砂示意圖，向近井地帶擠注化學劑重新固結地層砂，提高地層固結強度，防止生產中地層出砂，達到防砂目的?！　∧壳埃郎肮に嚰夹g發(fā)展迅速。根據(jù)防砂原理可將主要的防砂工藝措施分為機械防砂、化學防砂及復合防砂三大類，如圖0-6所示。無論采用哪一種方法，都應該能夠有效地阻止地層中砂巖固體顆粒隨流體流入井筒?！　　?/pre>








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