刘海龙 张 磊 袁伟伟窦 蓬董平华

(1.中海石油(中国)有限公司天津分公司,天津300452;2.海洋石油高效开发国家重点实验室,天津300452)

0 引言

稠油热采过程中,出砂是油田面临的严重问题,不仅缩短油井寿命,还会磨损油套管,堵塞井眼,严重时甚至造成油井减产或停产。

目前针对稠油热采多采用静态出砂预测法[1-2],主要利用岩石测井资料数据,通过经验公式计算临界生产压差以开展出砂预测,包括声波时差法、地层孔隙度法、组合模量法等[3-4]。这些方法只适用于冷采开发的稠油油藏,对于稠油热采井而言,高温将改变岩石的强度性质以及应力场分布规律,出砂临界压差也随温度变化而发生改变。

基于上述背景,该文首先明确稠油热采过程中温度、含水饱和度对岩石力学参数的影响,继而考虑地层压力变化对地应力的影响以及温度引起的井眼周围应力变化,综合得到了稠油热采条件下近井地带地应力分布规律,利用摩尔-库伦准则求得了动态临界生产压差,建立了稠油热采井储层动态出砂临界条件预测的新方法。

1 热采井出砂临界生产压差预测模型

1.1 温度对岩石强度的影响

温度升高时,岩石内部各矿物颗粒间由于热膨胀系数不同而产生约束,即在岩石内部形成热应力[5]。当热应力超过一定极限时,会导致岩石力学参数变化。基于渤海某稠油疏松砂岩储层进行不同温度下的岩石力学实验,得到不同温度下的岩石弹性模量、内摩擦角、粘聚力和单轴抗压强度,如表1所示。……