【摘要】出砂是油田開采過(guò)程中沙粒隨流體從油層中運(yùn)移出來(lái)的現(xiàn)象，是油井生產(chǎn)中所面臨的一大難題。出砂不僅會(huì)導(dǎo)致油井減產(chǎn)，嚴(yán)重時(shí)會(huì)造成套管損毀最終導(dǎo)致油井報(bào)廢，因此在正式開采前對(duì)儲(chǔ)層進(jìn)行出砂預(yù)測(cè)對(duì)于今后的生產(chǎn)具有重要意義。本文以儲(chǔ)層的出砂原理為基礎(chǔ)，結(jié)合旅大6-2油田的工程實(shí)例，分析了該油田出砂的可能性，并對(duì)出砂臨界生產(chǎn)壓差進(jìn)行了預(yù)測(cè)。研究成果能夠?yàn)樵摰貐^(qū)今后的鉆井作業(yè)提供科學(xué)依據(jù)和技術(shù)指導(dǎo)，從而保證海上油田生產(chǎn)的安全與高效。

【關(guān)鍵詞】出砂預(yù)測(cè)；臨界生產(chǎn)壓差

1 引言

在油井開采和作業(yè)過(guò)程中，由于儲(chǔ)層附近的巖層破壞，導(dǎo)致部分脫落的砂粒隨油層流體一起流進(jìn)井筒，造成油井出砂，對(duì)油井正常生產(chǎn)造成一系列不利的影響。儲(chǔ)層出砂的危害性大，一方面會(huì)腐蝕井下管材、安全閥和機(jī)械采油設(shè)備，造成管道的滲漏和設(shè)備的失效，引發(fā)嚴(yán)重的安全問(wèn)題和溢出事故；另一方面，砂體在井內(nèi)形成砂堵，會(huì)導(dǎo)致產(chǎn)量下降，甚至使油井停產(chǎn)。為了油田的順利開采，對(duì)儲(chǔ)層出砂的預(yù)測(cè)分析方法進(jìn)行研究是非常必要和迫切的。

2 儲(chǔ)層特性分析

旅大6-2油田的儲(chǔ)層孔隙發(fā)育，以粒間孔隙為主。砂巖非常發(fā)育，疊置連片分布，巖性組合為“砂包泥”特征，平均砂巖百分含量67.6%。已鉆井在各油組發(fā)育1-8個(gè)砂體，單砂體厚度范圍1.1-98.4m，平均值為3.3-98.4m，各油組砂巖總厚度6.8-98.4m。已鉆井在各油組內(nèi)發(fā)育1-18個(gè)隔夾層，油組內(nèi)單隔夾層厚度范圍0.5-13.8m，油組內(nèi)隔夾層平均厚度3.8m；油組間隔層厚度2.2-35.6m，油組間隔層平均厚度9.6m。油組底部的泥巖隔層分布穩(wěn)定，厚度大，可以追蹤描述；油組內(nèi)夾隔層分布不穩(wěn)定、厚度薄，橫向變化快，不宜追蹤描述。

旅大6-2含油層段儲(chǔ)層物性以高孔高滲為主。4/6井區(qū)旅大6-2-4井平均孔隙度為32.3%，平均滲透率為1215mD ；旅大6-2-6井平均孔隙度為30.7%，平均滲透率為1278mD。1/5井區(qū)旅大6-2-5井平均孔隙度為29.1%，平均滲透率為1013mD。

3 出砂預(yù)測(cè)分析

3.1 出砂可能性預(yù)測(cè)方法

（1）利用儲(chǔ)層聲波時(shí)差數(shù)據(jù)預(yù)測(cè)出砂可能性：利用測(cè)試聲波在地層中的傳播時(shí)差（Δtv）來(lái)預(yù)測(cè)地層出砂情況。聲波時(shí)差從一個(gè)側(cè)面反映了地層的壓實(shí)程度， 聲波時(shí)差是聲波縱波沿井剖面?zhèn)鞑ニ俣鹊牡箶?shù)。Δtv越大，膠結(jié)越疏松，反之亦然。

（2）B指數(shù)法：

式中， —出砂指數(shù)（MPa）； 、 分別為由聲波測(cè)井及密度測(cè)井?dāng)?shù)據(jù)求得的巖石彈性模量（MPa）和巖石泊松比。

（3）Schlumberger出砂指數(shù)法：

將出砂指數(shù)定義為體積彈性模量 和剪切彈性模量 的乘積，對(duì)于Schlumberger出砂指數(shù)一般認(rèn)為當(dāng) 時(shí)地層存在出砂問(wèn)題。

3.2 油田出砂可能性分析

利用獲得的測(cè)井資料，對(duì)旅大6-2油田1井儲(chǔ)層段的出砂可能性進(jìn)行了分析。分析方法采用綜合法，即對(duì)儲(chǔ)層段聲波時(shí)差、B出砂指數(shù)和S出砂指數(shù)分別進(jìn)行分析計(jì)算，綜合考慮這三個(gè)參數(shù)與出砂臨界值的關(guān)系，最終對(duì)儲(chǔ)層出砂可能性進(jìn)行評(píng)價(jià)。

三種方法預(yù)測(cè)的結(jié)果較為一致，旅大6-2-1井儲(chǔ)層出砂可能性很大，見圖1、圖2、圖3所示。

3.3出砂臨界生產(chǎn)壓差的預(yù)測(cè)

現(xiàn)場(chǎng)經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)表明，當(dāng)生產(chǎn)壓差小于儲(chǔ)層單軸抗壓強(qiáng)度的一半時(shí)，可保持儲(chǔ)層開采初期不會(huì)出砂。室內(nèi)巖芯實(shí)驗(yàn)可直接測(cè)得地層的單軸抗壓強(qiáng)度，對(duì)沒(méi)有取芯的地層則可通過(guò)分析處理測(cè)井?dāng)?shù)據(jù)來(lái)預(yù)測(cè)地層巖石的單軸抗壓強(qiáng)度，進(jìn)而求出地層出砂的臨界生產(chǎn)壓差：

式中，P—臨界生產(chǎn)壓差；UCS—單軸抗壓強(qiáng)度。

這種方法涉及到的參數(shù)最少，單軸強(qiáng)度可以通過(guò)室內(nèi)強(qiáng)度實(shí)驗(yàn)來(lái)取得，避免過(guò)多參數(shù)難以準(zhǔn)確確定而帶來(lái)的誤差。通過(guò)研究分析，可發(fā)現(xiàn)旅大6-2-1井儲(chǔ)層段在1300-1600m，儲(chǔ)層出砂臨界壓差在6-9MPa之間，儲(chǔ)層段在1700-2000m，臨界壓差基本在10MPa左右。

4 結(jié)論

（1）綜合運(yùn)用聲波時(shí)差法、B指數(shù)法與Schlumberger出砂指數(shù)法，得到了旅大6-2油田儲(chǔ)層的出砂預(yù)測(cè)分析結(jié)果。

（2）根據(jù)儲(chǔ)層特性，通過(guò)計(jì)算得到了旅大6-2油田的出砂臨界生產(chǎn)壓差。

參考文獻(xiàn)

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[作者簡(jiǎn)介] 于忠濤，男，1980年12月生人，山東蓬萊人，中級(jí)職稱，從事鉆井監(jiān)督及鉆井工程設(shè)計(jì)工作9年，目前就職于中海油能源發(fā)展股份有限公司監(jiān)督監(jiān)理技術(shù)分公司。