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多体柔性筛管水平井眼下入阻力分析

中国海上油气 2023年第4期35卷 148-155页

作者：刘鑫阳胡中志王成林朱军四川轻化工大学机械工程学院四川宜宾644000 中国石油天然气管道工程有限公司河北廊坊065000 大庆钻探钻井四公司定向井分公司吉林松原138000

柔性筛管是超短半径水平井防砂的重要防砂工具,对于柔性筛管下入阻力的研究,有利于提高超短半径水平井技术的完井作业能力,提高采油效率。基于多体动力学理论,建立了柔性筛管井下运动时的数学模型,推导了筛管通过弯曲段的临界参数以及... 详细信息

柔性筛管是超短半径水平井防砂的重要防砂工具,对于柔性筛管下入阻力的研究,有利于提高超短半径水平井技术的完井作业能力,提高采油效率。基于多体动力学理论,建立了柔性筛管井下运动时的数学模型,推导了筛管通过弯曲段的临界参数以及井下摩擦力的计算方法。采用ADAMS软件对柔性筛管进行仿真模拟,并基于柔性筛管的结构参数进行了动力学分析,确定了影响柔性筛管延伸能力的主要因素,揭示了在有限推力下,筛管单元长度以及井下作业环境对多体柔性筛管延伸长度的关系曲线,并给出了提高延伸能力的推荐方法。结果表明:较低的摩擦系数有利于提高井下柔性筛管的作业长度;在许用单元长度范围内,存在一个下入阻力最小的筛管单元长度的区间范围,能使多体柔性筛管的延伸能力达到最大;考虑井下柔性筛管摩擦力的累积速度,对柔性筛管进行局部减质量能达到提高延伸长度,同时降低作业成本的效果。研究成果可为提高水平井眼中运动柔性筛管的极限长度提供借鉴。

关键词：柔性筛管超短半径水平井防砂多体动力学

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控水防砂一体化工艺技术研究与应用

中国海上油气 2022年第3期34卷 133-138页

作者：单彦魁王丙刚魏裕森邢洪宪张自印季菊香中海石油(中国)有限公司深圳分公司广东深圳518067 中海油能源发展股份有限公司工程技术分公司天津300452

海上油田疏松砂岩油藏水平井开发过程中,由于底水锥进、跟趾效应等原因,含水率的快速上升加剧了水平井的出砂,迫切需要在完井阶段实施控水与防砂综合性防治技术。本文以海上油田A1井为目标井,针对疏松砂岩油藏出砂和高含水问题,介绍控... 详细信息

海上油田疏松砂岩油藏水平井开发过程中,由于底水锥进、跟趾效应等原因,含水率的快速上升加剧了水平井的出砂,迫切需要在完井阶段实施控水与防砂综合性防治技术。本文以海上油田A1井为目标井,针对疏松砂岩油藏出砂和高含水问题,介绍控流装置与防砂颗粒相结合的控水防砂一体化工艺技术,分析自适应控流装置与颗粒型材料阻流原理并开展了现场应用。A1井在采用控水防砂一体化工艺技术后,累积增产4万m^(3)以上,从2018年投产至2021年12月无出砂现象,表明该工艺技术可有效提高疏松砂岩油藏的防砂有效性及控水工艺效果,对海上油田水平井控水防砂具有一定的推广应用价值。

关键词：防砂控水自适应控流装置颗粒充填

静电强化成膜控砂剂分子设计、性能与作用机理

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油田化学 2023年第2期40卷 291-296页

作者：宋金波张川庭贾培峰梁伟魏庆彩胜利油田分公司石油工程技术研究院山东东营257000

针对传统的化学固砂剂对地层渗透率伤害大以及聚合物类控砂剂吸附力弱、有效期短等问题,通过分子模拟研究确定了控砂剂聚合物与二氧化硅之间的相互作用能。利用改性单体2,3-环氧丙基三甲基氯化铵制备了季铵化改性聚酰胺控砂剂,在此基础... 详细信息

针对传统的化学固砂剂对地层渗透率伤害大以及聚合物类控砂剂吸附力弱、有效期短等问题,通过分子模拟研究确定了控砂剂聚合物与二氧化硅之间的相互作用能。利用改性单体2,3-环氧丙基三甲基氯化铵制备了季铵化改性聚酰胺控砂剂,在此基础上进行结构表征和性能测试。通过研究粒间结合力、砂粒表面的Zeta电位和覆膜砂粒的扫描电子显微镜图分析强化成膜控砂剂的作用机理。结果表明,季铵基团的引入增强了控砂剂聚合物与二氧化硅之间的相互作用能。通过模拟井下控砂实验,确定季铵化的最佳反应接枝率为4%。冲刷流量为7 L/h时,砂柱出砂量仅为32 mg/L。静电强化成膜控砂剂现场应用效果显著,控砂施工后的产油量和产液量大幅增加,原位稳定储层作用明显。

关键词：防砂成膜控砂剂分子模拟功能化改性 Zeta电位

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渤海特高孔渗储层控水防砂一体化完井技术

石油钻探技术 2024年第1期52卷 107-113页

作者：张辉谭绍栩霍通达赵成龙周战凯裴柏林中海石油(中国)有限公司天津分公司天津300450 中海油能源发展股份有限公司工程技术分公司天津300456 安东柏林石油科技(北京)有限公司北京102200

渤海BN油田的特高孔渗疏松砂岩油藏储层非均质性强,生产井出水、出砂问题严重,而现有各自独立设计实施的控水和防砂工艺存在设计实施繁琐、控水防砂效果差等问题。为此,在连续封隔体控水完井技术的基础上,根据地质工程一体化的思路,给... 详细信息

渤海BN油田的特高孔渗疏松砂岩油藏储层非均质性强,生产井出水、出砂问题严重,而现有各自独立设计实施的控水和防砂工艺存在设计实施繁琐、控水防砂效果差等问题。为此,在连续封隔体控水完井技术的基础上,根据地质工程一体化的思路,给出了优选连续封隔体颗粒粒径、设计ICD筛管控流强度及优化配置ICD筛管的方法,形成了适用于渤海特高孔渗储层的防砂控水一体化完井技术。BN油田3口井进行了控水防砂一体化完井技术试验,与邻井相比,单井无水采油期平均延长187 d,初期含水率远低于预期含水率,井口无砂时间明显增长,其中BN-D4H1井井口无砂时间长达889 d。现场试验结果表明,防砂控水一体化完井技术可以满足BN油田控水、防砂的双重需求。

关键词：海上油田特高孔渗储层控水防砂连续封隔体完井 ICD筛管

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机械筛管挡砂精度优化实验及设计模型

石油勘探与开发 2016年第6期43卷 991-996页

作者：董长银张清华高凯歌杨康敏冯兴武周崇中国石油大学(华东)石油工程学院中国石化河南油田分公司石油工程技术研究院

针对现有机械筛管挡砂精度设计方法考虑因素不全面或通用性较差的问题,进行了机械筛管挡砂精度优化实验,并通过实验结果的拟合建立了挡砂精度设计经验模型。利用机械筛管综合性能测试实验装置,使用35个地层砂样本和9类筛管进行了实验,... 详细信息

针对现有机械筛管挡砂精度设计方法考虑因素不全面或通用性较差的问题,进行了机械筛管挡砂精度优化实验,并通过实验结果的拟合建立了挡砂精度设计经验模型。利用机械筛管综合性能测试实验装置,使用35个地层砂样本和9类筛管进行了实验,通过测量不同挡砂精度下的相对过砂量、计算流通性能指标,优化得到不同粒径特征地层砂的合理挡砂精度。对实验结果进行拟合,考虑了综合中值粒径、细质组分粒径的地层砂粒径特征及其均匀性,以及实际生产条件的影响,建立了机械筛管挡砂精度优化设计经验模型。该模型在多个油田实际应用20余井次,防砂效果良好。该模型应用简便,考虑的因素更全面,普遍适用性较强,且通过应用该模型可以省去大量的实验时间。

关键词：机械筛管挡砂精度优化设计挡砂实验防砂

砾石充填介质复合堵塞对天然气水合物储层产能的影响规律研究

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石油钻探技术 2022年第5期50卷 94-101页

作者：赛福拉·地力木拉提董长银李彦龙陈强刘晨枫王浩宇非常规油气开发教育部重点试验室(中国石油大学(华东)) 山东青岛266580 中国地质调查局青岛海洋地质研究所山东青岛266073

砾石充填层堵塞是影响天然气水合物储层砾石充填防砂井产能优化的关键因素。在考虑泥质粉砂与二次生成水合物对砾石充填层复合堵塞情形的基础上,针对人造陶粒与石英砂充填介质,分别开展了泥质粉砂和水合物二次生成堵塞充填层的模拟试验... 详细信息

砾石充填层堵塞是影响天然气水合物储层砾石充填防砂井产能优化的关键因素。在考虑泥质粉砂与二次生成水合物对砾石充填层复合堵塞情形的基础上,针对人造陶粒与石英砂充填介质,分别开展了泥质粉砂和水合物二次生成堵塞充填层的模拟试验,系统分析了堵塞过程。基于复合堵塞充填层机理及渗透率变化规律,构建了天然气水合物砾石充填防砂井砾石充填层堵塞后的产能预测模型并进行了案例分析。研究结果表明,在泥质粉砂和二次生成水合物堵塞条件下,充填层渗透率的降幅分别达93%与98%;复合堵塞造成充填层渗透率降低对产能的影响显著,堵塞后防砂井产能比的降幅达97%。大粒径砾石充填虽然能缓解产能受损,但效果不明显。研究认为,预防复合堵塞的关键是优化生产制度,避免水合物二次生成。

关键词：天然气水合物砾石充填防砂挡砂介质堵塞水合物二次生成产能预测

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形状记忆膨胀颗粒防砂材料性能评价

石油钻探技术 2022年第5期50卷 88-93页

作者：匡韶华吕民杨洪王磊佟姗姗中国石油辽河油田分公司钻采工艺研究院辽宁盘锦124010 中国石油新疆油田分公司重油开发公司新疆克拉玛依834000

针对油气井开采过程中的出砂问题,提出采用温敏性形状记忆聚合物材料填充射孔孔道的新型防砂方法,以达到简化施工程序、降低防砂成本和延长防砂有效期的目的。优选形状记忆聚氨脂泡沫作为原料,加工成粒径3~6 mm的不规则颗粒,并在颗粒外... 详细信息

针对油气井开采过程中的出砂问题,提出采用温敏性形状记忆聚合物材料填充射孔孔道的新型防砂方法,以达到简化施工程序、降低防砂成本和延长防砂有效期的目的。优选形状记忆聚氨脂泡沫作为原料,加工成粒径3~6 mm的不规则颗粒,并在颗粒外表面涂覆环氧树脂和固化剂,制备成膨胀颗粒防砂材料,试验评价了该防砂材料的膨胀性能、耐温性能、抗压强度、过流性能、挡砂性能和耐介质性能。试验结果表明:该防砂材料在温度60~70℃下开始膨胀,最高适应温度90℃;膨胀系数200%,在约束空间中膨胀胶结后可形成整体硬质挡砂屏障,抗压强度4.5 MPa,渗透率90 D,可阻挡粒径大于0.15 mm的地层砂;其过流性能和抗堵塞能力明显高于树脂涂覆砂防砂材料。该防砂材料防砂形成的挡砂屏障具有高渗透、高强度和抗堵塞的特点,利用该材料防砂具有成本低、施工简单和不留管柱等优点,具有很好的推广应用价值。

关键词：形状记忆聚合物膨胀颗粒防砂过流性能挡砂性能

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稠油油藏蒸汽吞吐防砂完井产能评价新方法

石油学报 2020年第1期41卷 80-87页

作者：王杰祥刘晓牛成成吴建平白祥维中国石油大学(华东)石油工程学院山东青岛266580 中国石油化工股份有限公司石油工程技术研究院北京100101 中国石油化工股份有限公司胜利油田分公司石油工程技术研究院山东东营257000

在优选防砂完井方式时,当量产能比为目前主要的产能评价指标。但对于稠油蒸汽吞吐而言,产能预测模型缺乏考虑防砂的影响,加上蒸汽的降黏增产作用,使得传统评价方法对吞吐井防砂、注汽的适应性较差。通过提出复合产能比和最终产能比两个... 详细信息

在优选防砂完井方式时,当量产能比为目前主要的产能评价指标。但对于稠油蒸汽吞吐而言,产能预测模型缺乏考虑防砂的影响,加上蒸汽的降黏增产作用,使得传统评价方法对吞吐井防砂、注汽的适应性较差。通过提出复合产能比和最终产能比两个新概念,表征了防砂前后蒸汽吞吐井产能的变化,使用最终产能比作为新评价指标的计算结果更直观、更便于应用。为计算最终产能比,建立了防砂完井产能新模型,该模型针对防砂和蒸汽吞吐的特点,根据非等温分布加热半径计算公式和达西定律,考虑了高温蒸汽对原油黏度的影响,引入防砂表皮系数,从而实现了防砂和蒸汽吞吐的耦合。应用结果表明,防砂措施对蒸汽吞吐井产能的影响更加明显,表现为各防砂方式的最终产能比均低于当量产能比。其中,压裂充填防砂具有增产作用,但相较于常规开采井,该方式对蒸汽吞吐井的增产效果有所降低。从油井流入动态的角度进行验证的结果表明,新指标对稠油蒸汽吞吐井的产能评价更具意义,且预测误差在允许范围内。

关键词：蒸汽吞吐防砂产能评价指标产能比非等温模型防砂表皮系数

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深水气田疏松砂岩储层出砂机理研究

石油机械 2023年第4期51卷 80-89页

作者：邓福成徐志会谭章龙桂福林张海雄龚宁长江大学机械工程学院中联煤层气有限责任公司晋城分公司中石化新星(北京)新能源研究院有限公司中海石油(中国)有限公司天津分公司

在深水油气开采过程中,储层出砂已成为影响油气井正常生产的重要问题,特别是深水气田高产气井中过高的生产速率提高了砂粒的运移能力。利用现场取心完成出砂临界流速试验,并基于流固耦合理论建立了考虑渗流-应力全耦合和气田砂粒侵蚀准... 详细信息

在深水油气开采过程中,储层出砂已成为影响油气井正常生产的重要问题,特别是深水气田高产气井中过高的生产速率提高了砂粒的运移能力。利用现场取心完成出砂临界流速试验,并基于流固耦合理论建立了考虑渗流-应力全耦合和气田砂粒侵蚀准则的高压气井出砂定量预测模型,结合自适应网格技术分析不同岩石强度参数和生产参数下深水气井开采过程中的出砂情况。分析结果表明:储层破坏首发点在最小主应力方向,且在地应力和拖曳力的协同作用下不断向井口内部突进;地层黏聚力和生产压差对储层出砂影响较大,其主要影响近井筒地带储层的塑性变形及塑性区内流体的流动特性,进而影响储层的出砂量;对于目标开采储层需采取有效的防砂工艺,并精确控制生产压差来降低出砂风险,或将出砂率控制在可控水平进行开采作业。所得结论可为高产气井的防砂增产提供参考。

关键词：深水气田疏松砂岩储层出砂侵蚀流固耦合孔隙度储层破坏防砂