疏松砂岩高压砾石充填施工参数优化设计研究

论文摘要

出砂是疏松砂岩油藏开采中经常遇到的问题,严重影响着油田的稳产增产效果。为保障油井正常生产,必须采取适当的防砂措施。目前高压砾石充填已成为一种比较常用的防砂措施。但目前高压砾石充填施工参数主要是根据压裂充填的相关数据并结合工程经验确定的,该方法设计的管外填砂量等施工参数与实际应用的施工参数出入较大。疏松砂岩的力学性质是高压砾石充填施工参数设计的重要依据。论文在总结相关研究的基础上,利用声波时差等测井资料计算了岩石弹性模量、泊松比、抗拉强度、抗压强度等力学参数。与室内试验相比,利用测井资料计算岩石力学参数具有费用低,操作方便等优点。借鉴岩土工程中的圆孔扩张模型,对高压砾石充填的近井形态进行了初步研究。考虑到地层的实际条件与圆孔扩张模型存在较大差异,论文根据已掌握的若干防砂施工井的相关数据,通过分组拟合建立了基于测井资料的管外填砂量预测模型。通过对该模型进行误差分析发现,该方法具有较高的计算精度,能够为现场施工提供比较准确的填砂量预测值。参考有关文献,确立了高压砾石充填中砾石尺寸、临界排量、砂比、筛管尺寸等施工参数的优选方法。此外,还研究了高压砾石充填对油井产能的影响。为了便于实际应用,提高工作效率,在上述研究的基础上,利用可视化编程语言Visual Basic编写了高压砾石充填施工参数优化设计软件。该软件可以利用测井资料计算岩石弹性模量等力学参数,也可以利用测井资料预测管外填砂量,还可以分析高压砾石充填对产能的影响。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
• 1.1 研究的目的和意义
• 1.2 国内外研究现状
• 1.3 本文主要研究内容
• 第二章 疏松砂岩油藏的基本特征
• 2.1 疏松砂岩油藏的地质特征
• 2.1.1 疏松砂岩油藏的分布
• 2.1.2 疏松砂岩油藏的沉积特征
• 2.1.3 疏松砂岩油藏的胶结情况
• 2.2 疏松砂岩油藏的物性特征
• 2.2.1 疏松砂岩的物性特征
• 2.2.2 疏松砂岩的物理响应
• 2.3 疏松砂岩油藏的基本力学特征
• 2.3.1 岩石的强度特征
• 2.3.2 岩石的破裂压力与坍塌压力
• 第三章 疏松砂岩力学参数分析
• 3.1 由测井资料计算动态弹性参数
• 3.1.1 动态弹性参数计算
• 3.1.2 测井数据间的统计关系
• 3.2 岩石动静态弹性参数之间的转换关系
• 3.3 岩石强度参数的计算
• 3.3.1 泥质含量计算
• 3.3.2 岩石强度参数的计算
• 3.4 地应力的计算
• 3.5 实例分析
• 3.5.1 动态弹性参数
• 3.5.2 地应力计算
• 第四章 基于测井资料的填砂量预测
• 4.1 高压砾石充填基本原理
• 4.1.1 力学模型及基本假设
• 4.1.2 圆孔扩张应力及位移解答
• 4.2 基于测井资料的填砂量预测
• 4.2.1 拟合公式的建立
• 4.2.2 挤压指数定义与岩石分级
• 4.3 管外填砂量预测值的误差分析
• 4.4 管外填砂量实例分析
• 4.5 考虑施工参数影响的填砂量预测
• 4.5.1 管外填砂量预测
• 4.5.2 施工参数影响分析
• 第五章 高压砾石充填施工参数的优化设计
• 5.1 砾石尺寸优选
• 5.1.1 Saucier 方法
• 5.1.2 Schwartz 方法
• 5.1.3 砾石尺寸优选方法
• 5.2 临界排量设计
• 5.2.1 临界流速法
• 5.2.2 沉降末速法
• 5.3 其他施工参数计算
• 5.4 防砂产能预测
• 5.4.1 防砂井产能评价指标
• 5.4.2 相关表皮系数的计算
• 5.4.3 防砂产能预测影响因素研究
• 5.5 高压砾石充填施工参数优化设计软件开发
• 5.5.1 计算模块
• 5.5.2 图形模块
• 5.5.3 文件模块
• 5.5.4 软件特点
• 结论
• 参考文献
• 攻读硕士学位期间取得的学术成果
• 致谢