基于井周应力作用下气井出砂定量预测

作     者：李占东 庞鸿 徐金泽 李中 张海翔 王殿举 LI Zhandong;PANG Hong;XU Jinze;LI Zhong;ZHANG Haixiang;WANG Dianju

作者机构：黑龙江省天然气水合物高效开发重点实验室黑龙江大庆163318 东北石油大学海洋油气工程学院黑龙江大庆163318 东北石油大学石油工程学院黑龙江大庆163318 Department of Chemical and Petroleum EngineeringUniversity of CalgaryCalgaryAB T2N 1N4Canada 中海油有限公司湛江分公司广东湛江524000 

出 版 物：《中国矿业大学学报》 (Journal of China University of Mining & Technology)

年 卷 期：2020年第49卷第3期

页      面：523-529页

核心收录：

学科分类：0709[理学-地质学] 0819[工学-矿业工程] 08[工学] 0820[工学-石油与天然气工程] 082001[工学-油气井工程] 0818[工学-地质资源与地质工程] 0708[理学-地球物理学] 0815[工学-水利工程] 0816[工学-测绘科学与技术] 0813[工学-建筑学] 0802[工学-机械工程] 0814[工学-土木工程] 0801[工学-力学（可授工学、理学学位）] 

基　　金：国家重点研发项目(2018YFC0310200) 黑龙江省教育厅研发项目(TSTAU-R2018018)。 

主　　题：出砂 周向应力 应力分析 出砂率 天然气 

摘      要：基于气井防砂的重要性,本文以松辽盆地徐家围子气田矿场数据为基础,研究了生产时地应力作用下的地层出砂。在4个假设条件的前提下,从地层应力角度出发,建立了基于井周应力作用下气井出砂预测模型,认为生产时出砂不仅在井壁而是延伸至井周一定范围,即满足塑性破坏条件的出砂半径内的出砂,基于井周应力分布依据岩石破坏准则计算气井出砂半径,根据出砂半径内流体渗流规律计算得出气井在一定产量生产时的出砂量.研究结果表明:在应力分布变化方面,径向有效应力、周向有效应力、轴向有效应力分布随圆周角周期性变化,实际大小与该地原始地应力分布有关.X1井周向有效应力随井周角变化较大,极差为24.49 MPa;径向有效应力极差为1.99 MPa;轴向有效应力极差为6.62 MPa.出砂临界半径与井周应力关系密切,随着距井轴距离的增大,地层应力的综合作用逐渐不能满足岩石破坏准则,岩石不在此地应力作用下发生破碎.X1井出砂半径为0.137 m,可认为大于0.137 m范围的井周岩石不在地层应力作用下破碎出砂.该模型在气井投产初期出砂量的预测效果较好,气井出砂量误差控制在2.6%以内,这说明模型对气藏开采初期的出砂具有较好的预测作用.