【摘 要】
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对于稠油热采井,油藏埋深普遍较浅,弱胶结储层普遍发育,且热采过程中井下存在高温高压以及流体交替流动等复杂工况,油井存在较高的出砂风险,由此导致的井下挡砂介质堵塞与渗透率损失,是造成稠油井产能降低、含水率上升等问题的关键原因。目前关于稠油热采井挡砂介质渗透率损失的研究主要集中在实验室内清水或增粘水条件下介质挡砂堵塞模拟实验,无法考虑稠油或流体交替流动对渗透率损失的影响,且缺乏对于介质渗透率损失的系统
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对于稠油热采井,油藏埋深普遍较浅,弱胶结储层普遍发育,且热采过程中井下存在高温高压以及流体交替流动等复杂工况,油井存在较高的出砂风险,由此导致的井下挡砂介质堵塞与渗透率损失,是造成稠油井产能降低、含水率上升等问题的关键原因。目前关于稠油热采井挡砂介质渗透率损失的研究主要集中在实验室内清水或增粘水条件下介质挡砂堵塞模拟实验,无法考虑稠油或流体交替流动对渗透率损失的影响,且缺乏对于介质渗透率损失的系统评价方法。基于上述问题,利用割缝筛管等挡砂介质在稠油、清水携砂流动条件开展挡砂堵塞模拟实验,提出一套利用渗透率比、渗透率损失速度等参数进行挡砂介质渗透率损失定量评价的方法,对比不同机理下渗透率损失规律,分析改变驱替流速等条件以及交替驱替过程中渗透率损失变化规律;对比不同类型挡砂介质渗透率损失,完成介质类型优选与参数优化。研究结果表明,稠油与地层砂复合堵塞是造成挡砂介质渗透率损失的首要原因,实验条件下渗透率损失超过95%,分阶段探究渗透率损失规律,稠油堵塞阶段提高驱替流速,或降低稠油比例和粘度会导致挡砂介质渗透率损失幅度减小;复合堵塞阶段,提高驱替流速或提高稠油比例与粘度,均会导致渗透率损失幅度增大,渗透率损失速度加快;交替驱替过程中,随驱替轮次增加,筛管渗透率损失速度和损失率先增加后降低,渗透率发生不可恢复损失逐渐降低,至第3轮次后逐渐达到稳定,割缝筛管挡砂性能逐渐增强;利用绕丝筛管、割缝筛管、复合滤网筛管等三种筛管进行挡砂介质类型优选,稠油堵塞阶段三种筛管终了渗透率均降低至2μm~2左右,复合滤网流通性能最好,但抗堵塞性能最差,三种筛管综合防砂性能无明显差别;复合堵塞阶段,绕丝筛管和割缝筛管综合防砂性能均优于复合滤网筛管,对稠油堵塞阶段和复合堵塞阶段防砂性能指标加权计算得到全过程防砂性能指标计算,绕丝筛管和割缝筛管综合性能明显优于复合滤网筛管,鉴于割缝筛管机械强度更高,推荐介质类型为割缝筛管;针对割缝筛管开展流通面积比、割缝宽度以及割缝锥角优化,对于中值粒径0.15mm和0.25mm地层砂,分别推荐割缝宽度0.25mm和0.30mm,在保证筛管整体机械强度前提下提高流通面积比,对于割缝锥角,推荐8°左右。本论文基于稠油热采井挡砂介质渗透率损害机理及规律分析,进行挡砂介质类型及参数优化,可为稠油热采井防砂与控砂管理提供一定的理论依据。
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