①　塔里木盆地英買(mǎi)力潛山油藏儲(chǔ)層出砂預(yù)測(cè)研究

秦小侖，辜富洋，薛艷鵬

(中國(guó)石油大學(xué)石油工程學(xué)院，北京昌平102249)

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①塔里木盆地英買(mǎi)力潛山油藏儲(chǔ)層出砂預(yù)測(cè)研究

秦小侖，辜富洋，薛艷鵬

(中國(guó)石油大學(xué)石油工程學(xué)院，北京昌平102249)

摘要：塔里木英買(mǎi)力潛山油藏包括寒武、奧陶、志留、石炭系油藏.志留系砂巖儲(chǔ)層主要是灰色、灰白色細(xì)～中粒巖屑石英砂巖，砂巖中石英的含量高，巖石壓實(shí)作用好.開(kāi)發(fā)過(guò)程中，出砂情況和預(yù)期結(jié)果相差較大，為準(zhǔn)確預(yù)測(cè)該地區(qū)的出砂情況，利用國(guó)內(nèi)常用的組合模量法和祁大晟等(2007)修正的組合模量公式對(duì)該地區(qū)的出砂情況進(jìn)行詳細(xì)的分析和預(yù)測(cè).修正后的組合模量公式與生產(chǎn)中的出砂情況吻合較好，能夠有效地指導(dǎo)生產(chǎn)實(shí)踐.

關(guān)鍵詞：潛山油藏；出砂；預(yù)測(cè)研究

英買(mǎi)力潛山油藏群西臨英買(mǎi)力氣田群(古近系-白堊系凝析氣田)，從北向南主要包括英買(mǎi)34、35、41區(qū)塊志留系潛山油藏；英買(mǎi)32區(qū)塊寒武-奧陶系潛山油藏；英買(mǎi)7區(qū)塊下奧陶統(tǒng)潛山油藏；英買(mǎi)1、2區(qū)塊下奧陶統(tǒng)內(nèi)幕油藏英買(mǎi)34、英買(mǎi)35井區(qū)志留系柯坪塔格組砂巖儲(chǔ)層在成分上仍有一定的差異性.相比之下，英買(mǎi)34井區(qū)成巖作用為中強(qiáng)的特征，膠結(jié)物以硅質(zhì)、方解石為主；其次為高嶺石為輔.英買(mǎi)35井區(qū)為成巖作用較強(qiáng)特征，膠結(jié)物為硅質(zhì)膠結(jié)，針對(duì)英買(mǎi)34、英買(mǎi)35井區(qū)志留系儲(chǔ)層特征，有必要進(jìn)行相關(guān)的儲(chǔ)層出砂預(yù)測(cè)，從而指導(dǎo)油田的開(kāi)發(fā)生產(chǎn).

1出砂原因分析

油井出砂是一個(gè)范圍很廣的自然現(xiàn)象，是多種因素綜合作用的結(jié)果，[1]包括不穩(wěn)定出砂、連續(xù)性出砂和突發(fā)性大量出砂.[2]一方面由于油層孔隙壓力壓力降低，巖石骨架被壓碎會(huì)造成出砂，[3]另一方面，水動(dòng)力沖刷、流體摩擦攜帶、膠結(jié)程度、滲透率等也是造成出砂的主要原因，[4]其中，水動(dòng)力沖刷影響比較大，出砂量分析表明，低流量下不出砂，當(dāng)含水達(dá)到60%—80%時(shí)，出砂量隨著流量增加而增加.[5]塔里木英買(mǎi)力油田儲(chǔ)層壓實(shí)程度高，加之原油粘度低，在正常條件下是不會(huì)大量出砂的，運(yùn)用傳統(tǒng)組合模量法[6]預(yù)測(cè)也不會(huì)出砂，隨著開(kāi)發(fā)的過(guò)程開(kāi)始出砂，下面對(duì)出砂原因進(jìn)行預(yù)測(cè)和分析.

2出砂預(yù)測(cè)

油氣井中儲(chǔ)層巖石內(nèi)在的強(qiáng)度(即地層巖石顆粒之間的內(nèi)聚力和顆粒間的摩擦力)是造成地層出砂的主要因素.[7]國(guó)內(nèi)外對(duì)于出砂預(yù)測(cè)方面的研究較多，目前常用的是組合模量法，[8]考慮到東河油田開(kāi)發(fā)初期預(yù)測(cè)不出砂，后期由于地層壓力虧空和水侵[9]因素的影響，后期開(kāi)采過(guò)程中油井出砂的情況.這里借鑒祁大晟教授等(2007年)采用動(dòng)態(tài)組合模量法對(duì)東河油田儲(chǔ)層進(jìn)行出砂預(yù)測(cè)的成功經(jīng)驗(yàn)，對(duì)英買(mǎi)34、英買(mǎi)35井區(qū)志留系儲(chǔ)層特性采取上述兩種方法進(jìn)行出砂預(yù)測(cè)研究.

2.1傳統(tǒng)組合模量法預(yù)測(cè)出砂

該方法為Mobil公司提出，采用聲波時(shí)差及巖石體積密度測(cè)井資料，用下式計(jì)算巖石的彈性組合模量ec：

其中：Ec為巖石彈性組合模量，MPa；ρr為地層巖石體積密度，g/cm3；Δtc為縱波聲波時(shí)差，us/m；

根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用與實(shí)際分析，一般Ec值越小，出砂可能性越大.當(dāng)Ec值大于2.0685×104MPa時(shí)，油氣井出砂可能性小.

結(jié)合英買(mǎi)34和英買(mǎi)35井區(qū)測(cè)井資料，采用組合模量法計(jì)算了YM34、YM35、YM35-1三口井志留系的組合模量值(見(jiàn)表2-1-1、表2-1-2、表2-1-3).由表可知，YM34井志留系8個(gè)井段中，組合模量最小值為38087MPa，最大值為49372MPa，平均為45062MPa；YM35井志留系10個(gè)井段中，組合模量最小值為36361MPa，最大值為67382MPa，平均為56766MPa；YM35-1井志留系11個(gè)井段中，組合模量最小值為49728MPa，最大值為83821MPa，平均值為64557MPa.

從計(jì)算結(jié)果組合模量數(shù)據(jù)表和曲線(xiàn)圖(見(jiàn)圖2-1-1、表2-1-2、表2-1-3)可知，志留系儲(chǔ)層巖石的組合模量均高于出砂臨界值，所以油井在正常生產(chǎn)情況下，儲(chǔ)層不會(huì)出砂.

表2-1-1　YM34井組合模量計(jì)算

表2-1-2　YM35井組合模量計(jì)算

表2-1-3　YM35-1井組合模量計(jì)算

圖2-1-1YM34井志留系深度與組合模量關(guān)系曲線(xiàn)

圖2-1-2YM35井志留系深度與組合模量關(guān)系曲線(xiàn)

圖2-1-3YM35-1 井志留系深度與組合模量關(guān)系曲線(xiàn)

2.2動(dòng)態(tài)組合模量法預(yù)測(cè)出砂

油田投入開(kāi)發(fā)后，根據(jù)不斷變化的儲(chǔ)層及流體特性，動(dòng)態(tài)地進(jìn)行出砂預(yù)測(cè)是非常必要的.研究與油田實(shí)踐表明，油層壓力虧空與含水率上升是油田投入開(kāi)發(fā)后引起出砂的兩個(gè)主要因素，[10]動(dòng)態(tài)組合模量法是在組合模量法的基礎(chǔ)上，引入了兩個(gè)修正因子：地層壓力虧空因子和含水率因子；對(duì)儲(chǔ)層是否出砂進(jìn)行預(yù)測(cè)，因此，能較客觀地反映油田投入開(kāi)發(fā)后的出砂影響因素.其公式如下：

式中：Ec：巖石彈性組合模量，MPa；Pi：原始地層壓力，MPa；P：當(dāng)前地層壓力，MPa；fw：當(dāng)前含水率；

根據(jù)德萊賽公司的經(jīng)驗(yàn)，Ec值大于3×104MPa時(shí)儲(chǔ)層不出砂；Ec值小于2×104MPa時(shí)儲(chǔ)層出砂；值得一提的是，勝利油田用此方法對(duì)部分油井進(jìn)行了驗(yàn)證，符合率達(dá)80%以上.因此，在此采用了動(dòng)態(tài)組合模量法對(duì)上述3個(gè)井儲(chǔ)層進(jìn)行出砂預(yù)測(cè)分析，表2-2-1給出了計(jì)算所需的相關(guān)數(shù)據(jù)，計(jì)算結(jié)果見(jiàn)表2-2-2、表2-2-3、表2-2-4及圖2-2-1、圖2-2-2、圖2-2-3所示.

表2-2-1　YM34、 YM35、YM35-1井地層壓力、含水率表

表2-2-2　YM34井動(dòng)態(tài)組合模量計(jì)算結(jié)果

表2-2-3　YM35井動(dòng)態(tài)組合模量計(jì)算結(jié)果

表2-2-4　YM35-1井動(dòng)態(tài)組合模量計(jì)算結(jié)果

圖2-2-1　YM34井動(dòng)態(tài)組合模量預(yù)測(cè)結(jié)果

圖2-2-2YM35井動(dòng)態(tài)組合模量預(yù)測(cè)結(jié)果

圖2-2-3YM35-1井動(dòng)態(tài)組合模量預(yù)測(cè)結(jié)果

由計(jì)算結(jié)果可知，隨著開(kāi)采年限的延伸，這三口井生產(chǎn)后期的動(dòng)態(tài)組合模量值大多大于2×104MPa值.

綜上所述，對(duì)于英買(mǎi)34、英買(mǎi)35井區(qū)，通過(guò)組合模量法和動(dòng)態(tài)組合模量法的對(duì)比研究發(fā)現(xiàn)，兩種方法的預(yù)測(cè)結(jié)果存在一些差異，動(dòng)態(tài)組合模量法考慮了地層壓力和含水的影響，預(yù)測(cè)結(jié)果表明地層在后期生產(chǎn)過(guò)程中可能出砂.

3結(jié)論

3.1組合模量法計(jì)算得出的儲(chǔ)層巖石的組合模量均高于出砂臨界值，表明油井在正常生產(chǎn)情況下，儲(chǔ)層不會(huì)出砂，該方法忽略了地層壓力虧空因子和含水率因子對(duì)出砂的影響，具有一定的失真性.修正的組合模量公式計(jì)算得出地層在后期生產(chǎn)過(guò)程中可能出砂，實(shí)踐證明，YM35井在2014年6月份發(fā)現(xiàn)出砂，與計(jì)算結(jié)果較符合，修正公式具有廣泛實(shí)用性.

3.2造成儲(chǔ)層出砂的最主要的原因是井筒附近巖石本身膠結(jié)強(qiáng)度低于地層應(yīng)力；此外，對(duì)于注水井來(lái)說(shuō)，注入水返瀉入井筒形成的壓力降則是造成儲(chǔ)層出砂的主要原因，針對(duì)這一原因，應(yīng)該考慮多種防砂措施確保地層少出砂.

參考文獻(xiàn)：

[1]徐守余，王寧.油層出砂機(jī)理研究綜述[J].新疆地質(zhì),2007(3):283-286.

[2]王艷輝,劉圣熄,王鴻勛.油井出砂預(yù)測(cè)技術(shù)的發(fā)展與應(yīng)用綜述[J].石油鉆采工藝,1994(5):79-85.

[3]王德新，呂從容.油井中后期出砂預(yù)測(cè)及防砂對(duì)策[J].石油鉆采工藝,1997(3):83-84.

[4]呂廣忠,等.疏松砂巖油藏出砂機(jī)理室內(nèi)研究[J].石油鉆采工藝,2005(5):38-39.

[5]邱亞玲，景步宏,等.M油田出砂因素及防砂措施[J].鉆采工藝,2006(5):46-46.

[6]祁大成，項(xiàng)琳娜，裴柏林.塔里木東河油田出砂動(dòng)態(tài)預(yù)測(cè)研究[J].新疆石油地質(zhì),2008(3):341-343.

[7]劉加元，劉峰,等.英買(mǎi)力氣田群部分井出砂原因分析[J].天然氣工業(yè),2008(10):18-19.

[8]周建良,李敏,王平雙.油田出砂預(yù)測(cè)方法[J].中國(guó)海上油氣工程,1997(4):28-29.

[9]張建國(guó).水侵對(duì)油井出砂的影響[J].石油鉆探技術(shù),2001(1):45-47.

[10]李志軍.疏松砂巖油層出砂影響因素分析[J].油氣田地面工程,2008(12):72-73.

[責(zé)任編輯范藻]

Prediction of Sand Production in the Qianshan Reservoir Rock,Yingmali,Tarim Basin

QIN Xiaolun,GU Fuyang,XUE Yanpeng

(? China Petroleum University,Beijing 102249,China)

Abstract:Qianshan Reservoir Rock in Yingmaili,Tarim Basin is characteristics with Cambrian,Ordovician,Silurian,and Carboniferous system.The sandstone of Silurian system is mainly composed of hoary or gray small or middle quartzite,in which the quartzite is high content and the compaction is good.In the mining,the actual sand production and the prediction have a larger difference.For the accurate prediction,the combined modulus monograph,which is habitual to be used in China,and the composite modulus formula (2007),which was amended by Qi Dasheng,are adopted to analyze and predict the sand production in detail.The amended formula is identical to the actuality of the sand production,so it can direct the production effectively.

Key words:Qianshan Reservoir Rock; sand production; prediction research

收稿日期：①2015-11-10

作者簡(jiǎn)介：秦小侖(1988—)，女，河南漯河人.碩士研究生，主要從事儲(chǔ)層保護(hù)研究.

中圖分類(lèi)號(hào)：TE33

文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A

文章編號(hào)：1674-5248(2016)02-0028-05