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针对疏松砂岩稠油油藏储层特性,在常规防砂和出砂冷采的基础上提出的适度出砂开采技术能够有效的改善地层渗透率、提高油藏单井产量。该技术通过优化完井参数设计,从而达到优化地层出砂粒径与油井产量之间关系的目的,使得地层砂粒进入井筒后能够被稠油携带至井口,避免砂粒堆积造成砂埋、砂堵等危害。
本文针对适度出砂开采稠油携砂能力预测和井筒流动压降预测难题,利用自主研制的全尺寸井简固液两相流动模拟实验系统,分别开展了井筒稠油携砂能力模拟实验、星孔筛管油砂两相和油水砂三相变质量流动压降规律模拟实验,建立了稠油条件下携砂能力预测模型和星孔筛管变质量流动压降预测模型,主要完成以下三方面工作:
(1)开展了稠油条件下井筒携砂能力实验研究,分析了井筒流量、砂粒粒径、出砂量、井斜角等参数对井筒携砂能力和井筒压降的影响规律,测量了砂床含砂体积浓度,得到了稠油携砂砂床沉积及运移规律;
(2)开展了稠油条件下星孔筛管完井油砂和油水砂井筒变质量流动压降实验研究,分析了累积出砂量、含水率、注入比、井筒流量等参数对变质量流动压降的影响规律,给出了油砂两相流动条件下星孔筛管壁面摩擦系数计算模型;
(3)首次建立了稠油条件下星孔筛管完井稠油携砂变质量流动规律预测模型和油水砂三相变质量流动规律预测模型,模型平均相对误差分别为17.94%和24.68%,丰富发展了固-液两相流动理论;基于星孔筛管完井稠油携砂变质量流动规律预测模型,以渤海NB35-2-1和NB35-2-6为例,实现了水平井稠油携砂能力预测,给出了防砂参数设计方法;
通过实验与模型研究,实现了疏松砂岩稠油油藏水平井适度出砂开采井简携砂能力预测和井筒压降预测,丰富和发展了适度出砂开采设计理论,同时得到了大量规律性的认识,对指导现场实际生产具有重要意义。