本文關(guān)鍵詞：疏松砂巖油藏適度出砂井近井地層滲透率變化規(guī)律研究

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【摘要】：疏松砂巖油藏儲層成巖期晚、膠結(jié)程度弱,孔道內(nèi)存在一定數(shù)量的可動砂。適度出砂策略通過優(yōu)化擋砂精度,控制油井生產(chǎn)壓差,允許近井帶部分細(xì)粉砂和泥質(zhì)隨地層流體產(chǎn)出地層,以在滿足井筒攜砂能力及井口砂處理能力的前提下,延緩地層堵塞,改善防砂與降產(chǎn)的矛盾。地層可動砂的啟動、運移、沉降,將導(dǎo)致巖石微觀孔道的疏通或堵塞,從而影響多孔介質(zhì)內(nèi)的滲流過程和滲流規(guī)律。本文作為“十二五”國家油氣重大專項《多枝導(dǎo)流適度出砂提高單井產(chǎn)能綜合油藏工程研究》的科學(xué)問題之一,運用物模實驗和微觀孔道網(wǎng)絡(luò)流動數(shù)值模擬等手段,以渤海灣疏松砂巖油藏的適度出砂井為實例,以疏松砂巖油藏適度出砂增產(chǎn)的微觀滲流機理與適度出砂井的控砂生產(chǎn)策略為研究目標(biāo),研究受壓實和微粒運移影響的近井地層滲透率變化過程及滲透率分布規(guī)律。論文完成的主要研究工作及取得的主要認(rèn)識如下:(1)分析了疏松砂巖油藏儲層巖石的物性特征、近井地層可動砂的主要類型、開采過程中地層砂的運移規(guī)律,以及適度出砂開采方式的特征。通過對三維多孔介質(zhì)內(nèi)攜砂流動過程的觀察,分析了可動砂的運移過程以及流體攜砂能力的影響因素。基于以上研究,設(shè)計了出砂對滲透率影響規(guī)律的實驗測試方案;(2)利用巖心實驗,測試了不同壓實和可動砂運移條件下滲透率的變化特征,分析了滲透率的變化規(guī)律及其主控因素,研究了疏松砂巖的壓實特征及可動砂運移所導(dǎo)致的滲透率變化規(guī)律,總結(jié)了可動砂運移產(chǎn)生地層疏通或淤塞的條件,對比了不同出砂條件的提滲幅度。取得的認(rèn)識為適度出砂策略的控砂方式參數(shù)優(yōu)化提供了定量依據(jù);(3)利用基于顯微CT掃描圖像的三維重建技術(shù),獲取了真實巖樣的靜態(tài)數(shù)字巖心;通過體素網(wǎng)格劃分、網(wǎng)格孔隙度計算、網(wǎng)格連通性計算等步驟,建立了微觀孔道網(wǎng)絡(luò)的空間構(gòu)型模型;根據(jù)連通體素網(wǎng)格間的毛管力平衡關(guān)系,計算出不同驅(qū)動力條件下參與流動的有效孔道,從而獲得當(dāng)前條件下連通并參與流動的孔道網(wǎng)絡(luò)所具有的動態(tài)表觀滲透率,以此研究滲透率的低速非線性特征;(4)將基于微觀孔道網(wǎng)絡(luò)流動模擬的非線性動態(tài)滲透率引入油藏尺度的連續(xù)滲流模擬過程,考慮疏松砂巖油藏儲層巖石的本體變形與結(jié)構(gòu)變形階段性特征以及可動砂對儲層巖石的疏通與淤塞效應(yīng),根據(jù)油藏的儲層物性、流體性質(zhì)及油井工作制度,計算近井帶壓力場和流速場的初值;并根據(jù)攜砂臨界流速,得到徑向各處可動砂的運動狀態(tài);再根據(jù)可動砂濃度傳遞模型、可動砂沉降模型,結(jié)合可動砂粒徑和井壁濾網(wǎng)的擋砂精度,計算近井帶的滲透率分布場。通過實時更新壓力場和流速場,得到適度出砂開采方式的最大出砂量及適度出砂油井的最大產(chǎn)能;(5)以孔隙度變化作為巖石骨架與可動砂運移的固相流動耦合節(jié)點,以動態(tài)數(shù)字巖心的邊界條件作為微觀孔道網(wǎng)絡(luò)流動與宏觀油藏徑向流動的尺度耦合節(jié)點,建立了疏松砂巖油藏適度出砂井近井地層滲透率變化規(guī)律及分布的多尺度流固耦合數(shù)值模擬方法,并研制了計算機模擬軟件;(6)以渤海灣某疏松砂巖油藏適度出砂井為例,應(yīng)用本文所建立的分析方法,通過計算不同生產(chǎn)壓差及防砂濾網(wǎng)擋砂精度條件下近井地層的滲透率的變化及分布規(guī)律,優(yōu)化最大出砂量限制條件下的合理生產(chǎn)壓差及擋砂精度,以實現(xiàn)油井產(chǎn)能最大化。
【學(xué)位授予單位】：西南石油大學(xué)
【學(xué)位級別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號】：TE358.1

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本文編號：1293426