油氣井防砂技術(shù)

前言

　　油氣井出砂已經(jīng)成為困擾國(guó)內(nèi)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(jī)械到化學(xué)的各種防砂技術(shù)為開采易出砂油藏提供了多種技術(shù)支持，然而任何有效的防砂措施都是與儲(chǔ)層巖石及流體性質(zhì)和油氣井生產(chǎn)方式相聯(lián)系的。如何根據(jù)儲(chǔ)層巖石和流體性質(zhì)選擇防砂方法和建立適宜的油氣井生產(chǎn)方式，則是有效地發(fā)揮各種防砂技術(shù)潛力、獲得良好技術(shù)經(jīng)濟(jì)效益的前提。這是一個(gè)防砂工藝措施的綜合決策問題?！　∧壳?，國(guó)內(nèi)外的防砂新理論、新工藝、新技術(shù)層出不窮。從最初的機(jī)械防砂、化學(xué)防砂，發(fā)展到礫石充填防砂、復(fù)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(fù)合防砂等防砂新技術(shù)。防砂工藝?yán)碚撆c技術(shù)已經(jīng)成為油氣田開發(fā)方向的一個(gè)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(gè)必要環(huán)節(jié)?！　”緯C合了國(guó)內(nèi)外近年來的大量文獻(xiàn)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(shù)體系力求新穎性和系統(tǒng)性。作者長(zhǎng)期以來在油氣井防砂工藝與技術(shù)方面開展了大量的研究與應(yīng)用工作，承擔(dān)了多項(xiàng)油氣井防砂方面的國(guó)家級(jí)、省部級(jí)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(jìn)一步系統(tǒng)化后而編排在本書中，構(gòu)成了本書的基本框架和大部分內(nèi)容。本書也收錄了與油氣井防砂密切相關(guān)的其他領(lǐng)域的部分內(nèi)容。本書的特點(diǎn)：（1）內(nèi)容系統(tǒng)全面，涉及到了防砂領(lǐng)域的各個(gè)方面，包括巖石力學(xué)基礎(chǔ)、油氣層出砂機(jī)理與出砂預(yù)測(cè)、防砂工藝原理、防砂工藝優(yōu)選、防砂工藝參數(shù)設(shè)計(jì)、水平井與大斜度井防砂、防砂井產(chǎn)能評(píng)價(jià)、防砂措施效果綜合評(píng)價(jià)體系、施工工藝技術(shù)等；（2）緊密聯(lián)系生產(chǎn)實(shí)際。全書內(nèi)容涵蓋了油氣田現(xiàn)場(chǎng)防砂工作的各個(gè)環(huán)節(jié)，并且各章節(jié)編排了大量的應(yīng)用實(shí)例，這些實(shí)例均取自作者的研究和應(yīng)用成果?！　”緯诰帉戇^程中，得到了中國(guó)石油大學(xué)（華東）石油工程學(xué)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(guó)石油大學(xué)學(xué)報(bào)》（自然科學(xué)版）編輯李志芬女士校對(duì)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(dòng)。在此一并表示衷心的感謝。

內(nèi)容概要

　　《油氣井防砂技術(shù)》針對(duì)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(shù)，就如何進(jìn)行系統(tǒng)出砂評(píng)價(jià)、正確選擇防砂方案、合理設(shè)計(jì)防砂施工參數(shù)以及后期效果評(píng)價(jià)等進(jìn)行系統(tǒng)闡述，重點(diǎn)是介紹與防砂綜合決策相關(guān)的理論與方法。主要內(nèi)容包括疏松砂巖地層巖石力學(xué)基礎(chǔ)、油氣層出砂機(jī)理及系統(tǒng)出砂預(yù)測(cè)、防砂工藝原理、防砂工藝方案評(píng)價(jià)與優(yōu)選、防砂工藝設(shè)計(jì)理論與方法、水平井與大斜度井防砂、防砂井產(chǎn)能評(píng)價(jià)、防砂措施效果綜合評(píng)價(jià)體系、油氣井防砂施工工藝技術(shù)、防砂工藝綜合決策系統(tǒng)平臺(tái)——Sandcontrol Office簡(jiǎn)介等。

作者簡(jiǎn)介

　　董長(zhǎng)銀，博士，副教授，碩士研究生生導(dǎo)師。1998年畢業(yè)于石油大學(xué)（華東）石油工程專業(yè)，獲學(xué)士學(xué)位。2003年獲中國(guó)石油大學(xué)（華東）油氣田開發(fā)工程專業(yè)博士學(xué)位，留校任教?，F(xiàn)在石油工程學(xué)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(xué)與科研工作。先后承擔(dān)國(guó)家“863”計(jì)劃、國(guó)家自然科學(xué)基金等多項(xiàng)國(guó)家級(jí)、省部級(jí)課題。發(fā)表研究論文30多篇，多篇被EI收錄。4項(xiàng)研究成果通過省級(jí)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(nèi)容第1章 油氣井防砂巖石力學(xué)基礎(chǔ)1.1 地層巖石力學(xué)特性參數(shù)及基本概念1.2 通過試驗(yàn)獲取巖石力學(xué)參數(shù)的方法1.3 通過測(cè)井資料獲取巖石力學(xué)特性參數(shù)1.4 原始地層主應(yīng)力預(yù)測(cè)1.5 本章小結(jié)第2章 油氣層出砂機(jī)理及系統(tǒng)出砂預(yù)測(cè)2.1 油氣層出砂原因分析2.2 油氣層出砂機(jī)理2.3 定性經(jīng)驗(yàn)出砂預(yù)測(cè)2.4 出砂臨界生產(chǎn)壓差預(yù)測(cè)2.5 實(shí)際生產(chǎn)條件下的出砂半徑預(yù)測(cè)2.6 出砂速度及含砂率預(yù)測(cè)2.7 本章小結(jié)第3章 防砂工藝原理3.1 防砂方法分類3.2 機(jī)械防砂3.3 化學(xué)防砂3.4 復(fù)合防砂3.5 本章小結(jié)第4章 防砂工藝方案評(píng)價(jià)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(yīng)性及知識(shí)庫4.4 防砂工藝技術(shù)評(píng)價(jià)的綜合模糊評(píng)判模型4.5 防砂方法技術(shù)評(píng)價(jià)的人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型4.6 不同防砂工藝的相對(duì)經(jīng)濟(jì)對(duì)比4.7 最佳防砂工藝方案的確定4.8 防砂方案評(píng)價(jià)與優(yōu)選應(yīng)用實(shí)例4.9 本章小結(jié)第5章 防砂工藝設(shè)計(jì)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(shù)5.3 機(jī)械濾砂管規(guī)格及擋砂精度設(shè)計(jì)5.4 礫石充填臨界排量及井筒壓耗計(jì)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(shè)計(jì)5.7 本章小結(jié)第6章 防砂井產(chǎn)能預(yù)測(cè)與評(píng)價(jià)6.1 防砂井產(chǎn)能評(píng)價(jià)的基本內(nèi)容與方法6.2 垂直油井防砂產(chǎn)能評(píng)價(jià)模型6.3 垂直氣井防砂井產(chǎn)能評(píng)價(jià)模型6.4 油井水平井防砂產(chǎn)能評(píng)價(jià)6.5 氣井水平井防砂產(chǎn)能評(píng)價(jià)6.6 本章小結(jié)第7章 防砂措施效果綜合評(píng)價(jià)體系7.1 防砂措施效果評(píng)價(jià)的基本內(nèi)容7.2 防砂措施效果評(píng)價(jià)方法7.3 應(yīng)用實(shí)例7.4 本章小結(jié)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(jī)理8.3 水平井礫石充填平衡砂床高度計(jì)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(shè)計(jì)8.6 本章小結(jié)第9章 油氣井防砂施工工藝技術(shù)9.1 防砂施工前的井筒處理及輔助工藝9.2 機(jī)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(shù)9.4 壓裂充填防砂施工工藝技術(shù)9.5 化學(xué)劑固砂施工工藝技術(shù)9.6 化學(xué)膠結(jié)人工井壁防砂施工工藝技術(shù)第10章 防砂工藝綜合決策系統(tǒng)平臺(tái)簡(jiǎn)介10.1 軟件概況10.2 軟件功能模塊與特性10.3 Sandcontrol Office應(yīng)用主要參考文獻(xiàn)

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(duì)于出砂的油氣井采取合理的開采機(jī)制，或直接采取機(jī)械、化學(xué)等方法阻止地層產(chǎn)出砂進(jìn)入井筒或人工加強(qiáng)井筒附近地層巖石的固結(jié)程度從而達(dá)到控制地層出砂目的的一系列措施?！　∫_(dá)到控砂目的，一方面要針對(duì)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(jī)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(chǎn)實(shí)驗(yàn)使所確定的生產(chǎn)壓差不會(huì)造成油氣井大量出砂?？刂粕a(chǎn)壓差基本上就是控制產(chǎn)液量，限制油氣層中的滲流速度，從而減小流體對(duì)油氣層砂巖顆粒的沖刷力。對(duì)于受生產(chǎn)壓差限制而無法滿足生產(chǎn)速度的油氣層，要在采取必要的防砂措施之后提高生產(chǎn)壓差，否則將無法保證油氣井正常生產(chǎn)?！　.加強(qiáng)出砂油氣井的管理，開、關(guān)井操作要求平穩(wěn)，防止因生產(chǎn)壓差的突然增大而引起油氣層大量出砂。對(duì)易出砂的油氣井應(yīng)避免強(qiáng)烈抽汲的誘流措施?！　.對(duì)膠結(jié)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(jié)構(gòu)為前提。　　d.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(duì)于出砂嚴(yán)重、通過調(diào)整生產(chǎn)機(jī)制和工作制度依然無法達(dá)到防砂目的的井，必須采取具體的防砂工藝措施。尤其對(duì)于處于開發(fā)中后期的油氣田，迫于產(chǎn)量需要，很多情況必須采取具體的防砂工藝措施?！　》郎肮に嚧胧┑姆郎霸矸譃閮煞N：　　一是通過井底擋砂手段將地層產(chǎn)出砂阻擋在地層或井底，阻止地層砂隨流體進(jìn)入生產(chǎn)管柱。圖0-5（a）為機(jī)械濾砂管防砂工藝，在井底正對(duì)生產(chǎn)層位懸掛機(jī)械濾砂管，濾砂管允許流體通過但可以阻擋地層砂，從而達(dá)到防止地層砂進(jìn)入井筒的目的；圖0-5（b）所示的是管內(nèi)礫石充填防砂工藝，即在機(jī)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(xué)等手段改善近井地帶的地層膠結(jié)條件，提高固結(jié)強(qiáng)度，從而避免生產(chǎn)中出砂。圖0-5（c）為化學(xué)劑固砂示意圖，向近井地帶擠注化學(xué)劑重新固結(jié)地層砂，提高地層固結(jié)強(qiáng)度，防止生產(chǎn)中地層出砂，達(dá)到防砂目的?！　∧壳埃郎肮に嚰夹g(shù)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(jī)械防砂、化學(xué)防砂及復(fù)合防砂三大類，如圖0-6所示。無論采用哪一種方法，都應(yīng)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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