[发明专利]一种超高压致密裂缝性砂岩气藏出砂预测方法

说明书

本发明属于油气开采技术领域，公开了一种超高压致密裂缝性砂岩气藏出砂预测方法，该方法主要考虑了此类出砂气藏储层强构造应力、射孔孔眼堵塞、附加压差、储层裂缝等因素的影响，步骤主要包括：①通过测井曲线或实验进行岩石力学参数的获取；②通过测井数据确定垂直主应力、水平最大主应力、水平最小主应力的大小和方向，建立地应力模型；③确定大概有效孔眼数和附加压差；④考略裂缝及附加压差等特征因素，计算出砂临界生产压差。本发明能为此类气藏开发中的防砂工作提供参考和指导，有助于恢复气井正常平稳生产，提高经济效益。

技术领域

本发明属于油气开采技术领域，尤其涉及一种超高压致密裂缝性砂岩气藏的出砂预测方法。

技术背景

随着石油天然气工业的不断发展和国内天然气需求量的日益攀升，超高压裂缝性致密砂岩气藏因其储量巨大、产能高，已经成为非常规天然气勘探开发的重要领域之一。随着此类气藏的大规模开采，部分气井出现了致密砂岩气藏罕见的大量出砂的情况。

出砂是油气井生产过程中面临的重要问题之一。出砂多发生于岩石孔隙度大、胶结程度低、岩石强小的疏松砂岩油气藏，致密砂岩油气藏通常不易出砂。然而随着致密气开发规模的不断扩张，部分超高压致密裂缝性砂岩气藏出现了大量出砂的情况。

此类出砂气藏有以下特征：①原始构造应力强，岩石承受极大的水平应力差；②在开发过程中，由于岩石致密，常常需要进行酸化、压裂改造，并且储层存在天然裂缝，这些地质和工程因素都会降低岩石强度；③气藏压力大，单井产量高，开采时生产压差大，井壁岩石承受巨大的剪切应力；④由于此类气藏在钻井时钻井液密度窗口窄，(钻井液密度过大超出此范围容易发生漏失，密度低于此范围则井壁容易发生垮塌)，为保证井壁不发生垮塌通常选择密度较大的钻井液，导致其漏失入地层中，污染地层，堵塞气体流出通道；⑤随着开采时间的增加，储层内的自由砂粒(被压裂破坏脱落的岩石、裂缝未闭合好的压裂砂和支撑剂、酸解后的泥浆重晶石等)被运移至井筒部分炮眼被堵埋时，大量无效射孔孔眼产生，储层气体不能均匀从各个孔眼产出，气体集中从有效孔眼高速流出，导致周围孔壁所受附加压差急剧增加。

综上所述，在巨大应力的作用下，储层岩石极易破碎引发大量出砂，导致井筒积砂、积液、管柱损坏等严重影响了油田的正常生产和经济效益。

由于此类气藏埋藏深度大、储层温度高、地层压力高、含砂流体冲蚀性强可能含有腐蚀性气体，防砂难度和成本极高。目前少有一套考虑此类气藏构造应力强、射孔孔眼堵塞、附加压差大、储层含裂缝等特殊因素的临界生产压差预测方法，对于气井前期的出砂预防和后期的出砂治理难以制定有效的方案及采取相应的防砂措施。

因此，建立一套超高压致密裂缝性砂岩气藏出砂预测方法对于出砂治理及恢复气井的正常生产显得尤为必要。

发明内容

1.针对超高压裂缝性致密砂岩气藏尚无针对性出砂预测方法的问题，本发明提供一种超高压致密裂缝性砂岩气藏出砂预测的方法，如附图1所示，内容包括：

(A)通过出砂井的测井数据分析或对岩心进行力学实验可以获得储层岩石力学参数。包括：抗压强度、弹性模量、泊松比、内聚力、内摩擦角。若目标井进行了酸化改造，则需实验模拟酸化后的岩石强度。

(B)通过测井数据确定垂直主应力、水平最大主应力、水平最小主应力的大小和方向，建立地应力模型。

(C)根据不同数量产气炮眼下的气层井底流压，计算出了储层产气孔数与气井油压、产量的关系，即通过油压和产量可计算出储层的产气炮眼的数量。在有确定大概效生产孔眼个数的情况下，计算附加压差。

(D)根据之前计算的岩石力学参数、地应力、地层压力等数据并考虑孔眼处的附加压差及储层裂缝因素，计算储层气井临界生产压差。