气井支撑剂回流预防及治理技术的探讨.ppt

中国石油 气井支撑剂回流预防及治理技术探讨 解亚鹏 采气工艺研究所 二O一五年三月  中国石油 汇报提纲 N第一部分概述 第二部分气井出砂机理及防砂理论分析 第三部分气井防砂工艺及应用效果评价 第四部分纬论及建议  概述 中国石油 研究思路 气井支撑剂回流预防及治理技术探讨 气井出砂机理分析 气井防砂理论分析及 工艺运行 地层出砂机理 裂缝出砂机理 临界携砂防砂工艺 合理配产)效果评价 经验法出砂类型确定+现场取样 支撑剂回流 因素分析  中国石油 汇报提纲 第一部分概述 第二部分气井出砂机理及防砂理论分析 第三部分气井防砂工艺及应用效果评价 第四部分结论及建议  气井出砂机理及防砂理论分析 中国石油 、地层出砂机理 1、拉伸破坏机理 当岩石承受拉伸力超过岩石抗拉伸强度时,岩石 就会遭受拉伸破坏 气体流向 2、剪切破坏 当施加在岩石骨架上的压力超过岩石的抗剪切应 井筒压力 力,岩石就会被剪切破坏 3、精细颗粒的影响 地层中存在诸如粘土之类精细颗粒,会随产出液 起运移,造成井壁周围渗透率降低增加了流体的拖曳力 工骨 ,导致出砂 力  气井出砂机理及防砂理论分析 中国石油 二、裂缝出砂机理 ◆压裂工艺 (1)液体粘度及返排速度的影响:返排速度越大,液体粘度越高,流体流动阻力会增大 这相当于使支撢剂回流的动力增加,从而引起支撑剂回流。 (2)气液两相流动的影响:由于支撑剂具有亲水性,接触角θ90度时,毛细管力就成为流 体阻力,但对支撑剂而言,毛细管力却表现为动力。 (3)裂缝闭合程度的影响:在裂缝未闭合的情况下开井排液,容易导致未胶结的支撑剂随 液体流出裂缝而产生回流 ◆生产制度 (1)突然的开关井作业:突然开井会在井底形成过大的压差,它们都可能破坏砂拱的稳定性 导致大量支撑剂回流。 (2)气井生产压差过大:气井生产压差越大,渗流速度越高,裂缝中压力梯度越大,流体对 压裂砂的冲刷力就越大,压裂砂受力易脱落,造成气井出砂  气井出砂机理及防砂理论分析 中国石油 、上古气田出砂类型 岩石种类 E(10的4次方 9.94×1O3 D.102l~1.75E5 細較花岗岩 斜长花岗岩 6.107~7.394 理论上经过组合模量法经验计算:E≥2.0×10MPa 斑状花岗岩 气井不出砂;15×10MPaE2.0×10MPa:气井轻微出 花岗闪长岩 5,50~5,8302 石美砂岩 5.3105~5,8385 砂;E15×10MPa:气井严重出砂。通过声波在地层中的 片麻花岗岩 5.09D-5.416 传播时差进行出砂预测。研究表明,当△te≥312usm时地 4.8387=5.3101 层易出砂。 1.3298-7.0129 玄武岩 4.1356-9.6206 交山岩 绢云母页岩 3.3677 29829-6.1087 计算所得上古岩石弹性组合模量为569×10MPa。气 田声波时差为199-226us/m。地面分离器取样全为气层压 中砂岩 5782-4.0308 裂改造过程中所加的陶粒,未发现石英砂。 中灰岩 16400 支撑剂回流  气井出砂机理及防砂理论分析 中国石油 四、裂缝临界携砂气量 57793×10°w,h√p。lg/yg 考虑所有压裂砂都加入到裂缝中,即压裂施工理想 裂缝半长压裂砂用量压裂砂平均压裂砂密度裂缝宽度临界产量无阻流量 粒径 10.5 19.40 73919 0.675 3.35 58.2 75.57 0.792 0.21 53.64 27.054 正常生产时,气井裂缝不会破坏而出砂,证明压裂工艺存在完善空间