[發(fā)明專利]一種超高壓致密裂縫性砂巖氣藏出砂預(yù)測(cè)方法

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• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201910637534.8
• 申請(qǐng)日: 2019-07-15
• 公開（公告）號(hào): CN110566171A
• 公開（公告）日: 2019-12-13
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 蔣貝貝;卓亦然;令永剛;楊乾隆;李宬曉;羅冰;羅軍
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 西南石油大學(xué)
• 主分類號(hào): E21B43/26
• 分類號(hào): E21B43/26;E21B49/00
• 代理公司: 暫無(wú)信息
• 代理人: 暫無(wú)信息

本發(fā)明屬于油氣開采技術(shù)領(lǐng)域，公開了一種超高壓致密裂縫性砂巖氣藏出砂預(yù)測(cè)方法，該方法主要考慮了此類出砂氣藏儲(chǔ)層強(qiáng)構(gòu)造應(yīng)力、射孔孔眼堵塞、附加壓差、儲(chǔ)層裂縫等因素的影響，步驟主要包括：①通過(guò)測(cè)井曲線或?qū)嶒?yàn)進(jìn)行巖石力學(xué)參數(shù)的獲取；②通過(guò)測(cè)井?dāng)?shù)據(jù)確定垂直主應(yīng)力、水平最大主應(yīng)力、水平最小主應(yīng)力的大小和方向，建立地應(yīng)力模型；③確定大概有效孔眼數(shù)和附加壓差；④考略裂縫及附加壓差等特征因素，計(jì)算出砂臨界生產(chǎn)壓差。本發(fā)明能為此類氣藏開發(fā)中的防砂工作提供參考和指導(dǎo)，有助于恢復(fù)氣井正常平穩(wěn)生產(chǎn)，提高經(jīng)濟(jì)效益。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于油氣開采技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種超高壓致密裂縫性砂巖氣藏的出砂預(yù)測(cè)方法。

技術(shù)背景

隨著石油天然氣工業(yè)的不斷發(fā)展和國(guó)內(nèi)天然氣需求量的日益攀升，超高壓裂縫性致密砂巖氣藏因其儲(chǔ)量巨大、產(chǎn)能高，已經(jīng)成為非常規(guī)天然氣勘探開發(fā)的重要領(lǐng)域之一。隨著此類氣藏的大規(guī)模開采，部分氣井出現(xiàn)了致密砂巖氣藏罕見(jiàn)的大量出砂的情況。

出砂是油氣井生產(chǎn)過(guò)程中面臨的重要問(wèn)題之一。出砂多發(fā)生于巖石孔隙度大、膠結(jié)程度低、巖石強(qiáng)小的疏松砂巖油氣藏，致密砂巖油氣藏通常不易出砂。然而隨著致密氣開發(fā)規(guī)模的不斷擴(kuò)張，部分超高壓致密裂縫性砂巖氣藏出現(xiàn)了大量出砂的情況。

此類出砂氣藏有以下特征：①原始構(gòu)造應(yīng)力強(qiáng)，巖石承受極大的水平應(yīng)力差；②在開發(fā)過(guò)程中，由于巖石致密，常常需要進(jìn)行酸化、壓裂改造，并且儲(chǔ)層存在天然裂縫，這些地質(zhì)和工程因素都會(huì)降低巖石強(qiáng)度；③氣藏壓力大，單井產(chǎn)量高，開采時(shí)生產(chǎn)壓差大，井壁巖石承受巨大的剪切應(yīng)力；④由于此類氣藏在鉆井時(shí)鉆井液密度窗口窄，(鉆井液密度過(guò)大超出此范圍容易發(fā)生漏失，密度低于此范圍則井壁容易發(fā)生垮塌)，為保證井壁不發(fā)生垮塌通常選擇密度較大的鉆井液，導(dǎo)致其漏失入地層中，污染地層，堵塞氣體流出通道；⑤隨著開采時(shí)間的增加，儲(chǔ)層內(nèi)的自由砂粒(被壓裂破壞脫落的巖石、裂縫未閉合好的壓裂砂和支撐劑、酸解后的泥漿重晶石等)被運(yùn)移至井筒部分炮眼被堵埋時(shí)，大量無(wú)效射孔孔眼產(chǎn)生，儲(chǔ)層氣體不能均勻從各個(gè)孔眼產(chǎn)出，氣體集中從有效孔眼高速流出，導(dǎo)致周圍孔壁所受附加壓差急劇增加。

綜上所述，在巨大應(yīng)力的作用下，儲(chǔ)層巖石極易破碎引發(fā)大量出砂，導(dǎo)致井筒積砂、積液、管柱損壞等嚴(yán)重影響了油田的正常生產(chǎn)和經(jīng)濟(jì)效益。

由于此類氣藏埋藏深度大、儲(chǔ)層溫度高、地層壓力高、含砂流體沖蝕性強(qiáng)可能含有腐蝕性氣體，防砂難度和成本極高。目前少有一套考慮此類氣藏構(gòu)造應(yīng)力強(qiáng)、射孔孔眼堵塞、附加壓差大、儲(chǔ)層含裂縫等特殊因素的臨界生產(chǎn)壓差預(yù)測(cè)方法，對(duì)于氣井前期的出砂預(yù)防和后期的出砂治理難以制定有效的方案及采取相應(yīng)的防砂措施。

因此，建立一套超高壓致密裂縫性砂巖氣藏出砂預(yù)測(cè)方法對(duì)于出砂治理及恢復(fù)氣井的正常生產(chǎn)顯得尤為必要。

發(fā)明內(nèi)容

1.針對(duì)超高壓裂縫性致密砂巖氣藏尚無(wú)針對(duì)性出砂預(yù)測(cè)方法的問(wèn)題，本發(fā)明提供一種超高壓致密裂縫性砂巖氣藏出砂預(yù)測(cè)的方法，如附圖1所示，內(nèi)容包括：

(A)通過(guò)出砂井的測(cè)井?dāng)?shù)據(jù)分析或?qū)r心進(jìn)行力學(xué)實(shí)驗(yàn)可以獲得儲(chǔ)層巖石力學(xué)參數(shù)。包括：抗壓強(qiáng)度、彈性模量、泊松比、內(nèi)聚力、內(nèi)摩擦角。若目標(biāo)井進(jìn)行了酸化改造，則需實(shí)驗(yàn)?zāi)M酸化后的巖石強(qiáng)度。

(B)通過(guò)測(cè)井?dāng)?shù)據(jù)確定垂直主應(yīng)力、水平最大主應(yīng)力、水平最小主應(yīng)力的大小和方向，建立地應(yīng)力模型。

(C)根據(jù)不同數(shù)量產(chǎn)氣炮眼下的氣層井底流壓，計(jì)算出了儲(chǔ)層產(chǎn)氣孔數(shù)與氣井油壓、產(chǎn)量的關(guān)系，即通過(guò)油壓和產(chǎn)量可計(jì)算出儲(chǔ)層的產(chǎn)氣炮眼的數(shù)量。在有確定大概效生產(chǎn)孔眼個(gè)數(shù)的情況下，計(jì)算附加壓差。

(D)根據(jù)之前計(jì)算的巖石力學(xué)參數(shù)、地應(yīng)力、地層壓力等數(shù)據(jù)并考慮孔眼處的附加壓差及儲(chǔ)層裂縫因素，計(jì)算儲(chǔ)層氣井臨界生產(chǎn)壓差。