疏松砂岩油藏适度出砂井近井地层渗透率变化规律研究

发布时间：2017-12-15 21:09

  本文关键词：疏松砂岩油藏适度出砂井近井地层渗透率变化规律研究

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【摘要】：疏松砂岩油藏储层成岩期晚、胶结程度弱,孔道内存在一定数量的可动砂。适度出砂策略通过优化挡砂精度,控制油井生产压差,允许近井带部分细粉砂和泥质随地层流体产出地层,以在满足井筒携砂能力及井口砂处理能力的前提下,延缓地层堵塞,改善防砂与降产的矛盾。地层可动砂的启动、运移、沉降,将导致岩石微观孔道的疏通或堵塞,从而影响多孔介质内的渗流过程和渗流规律。本文作为“十二五”国家油气重大专项《多枝导流适度出砂提高单井产能综合油藏工程研究》的科学问题之一,运用物模实验和微观孔道网络流动数值模拟等手段,以渤海湾疏松砂岩油藏的适度出砂井为实例,以疏松砂岩油藏适度出砂增产的微观渗流机理与适度出砂井的控砂生产策略为研究目标,研究受压实和微粒运移影响的近井地层渗透率变化过程及渗透率分布规律。论文完成的主要研究工作及取得的主要认识如下:(1)分析了疏松砂岩油藏储层岩石的物性特征、近井地层可动砂的主要类型、开采过程中地层砂的运移规律,以及适度出砂开采方式的特征。通过对三维多孔介质内携砂流动过程的观察,分析了可动砂的运移过程以及流体携砂能力的影响因素。基于以上研究,设计了出砂对渗透率影响规律的实验测试方案;(2)利用岩心实验,测试了不同压实和可动砂运移条件下渗透率的变化特征,分析了渗透率的变化规律及其主控因素,研究了疏松砂岩的压实特征及可动砂运移所导致的渗透率变化规律,总结了可动砂运移产生地层疏通或淤塞的条件,对比了不同出砂条件的提渗幅度。取得的认识为适度出砂策略的控砂方式参数优化提供了定量依据;(3)利用基于显微CT扫描图像的三维重建技术,获取了真实岩样的静态数字岩心;通过体素网格划分、网格孔隙度计算、网格连通性计算等步骤,建立了微观孔道网络的空间构型模型;根据连通体素网格间的毛管力平衡关系,计算出不同驱动力条件下参与流动的有效孔道,从而获得当前条件下连通并参与流动的孔道网络所具有的动态表观渗透率,以此研究渗透率的低速非线性特征;(4)将基于微观孔道网络流动模拟的非线性动态渗透率引入油藏尺度的连续渗流模拟过程,考虑疏松砂岩油藏储层岩石的本体变形与结构变形阶段性特征以及可动砂对储层岩石的疏通与淤塞效应,根据油藏的储层物性、流体性质及油井工作制度,计算近井带压力场和流速场的初值;并根据携砂临界流速,得到径向各处可动砂的运动状态;再根据可动砂浓度传递模型、可动砂沉降模型,结合可动砂粒径和井壁滤网的挡砂精度,计算近井带的渗透率分布场。通过实时更新压力场和流速场,得到适度出砂开采方式的最大出砂量及适度出砂油井的最大产能;(5)以孔隙度变化作为岩石骨架与可动砂运移的固相流动耦合节点,以动态数字岩心的边界条件作为微观孔道网络流动与宏观油藏径向流动的尺度耦合节点,建立了疏松砂岩油藏适度出砂井近井地层渗透率变化规律及分布的多尺度流固耦合数值模拟方法,并研制了计算机模拟软件;(6)以渤海湾某疏松砂岩油藏适度出砂井为例,应用本文所建立的分析方法,通过计算不同生产压差及防砂滤网挡砂精度条件下近井地层的渗透率的变化及分布规律,优化最大出砂量限制条件下的合理生产压差及挡砂精度,以实现油井产能最大化。
【学位授予单位】：西南石油大学
【学位级别】：博士
【学位授予年份】：2017
【分类号】：TE358.1

【参考文献】

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本文编号：1293426