疏松砂岩储层临界生产压差确定方法-论文.pdf

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1、第16卷第5期重庆科技学院学报(自然科学版)2014年l0月疏松砂岩储层临界生产压差确定方法武海燕(中海油能源发展股份有限公司工程技术分公司，天津300452)摘要：出砂问题是疏松砂岩油藏开采无法回避的问题，岩石骨架出砂具有连续性和破坏性大的特点，合理井底流压管理是生产过程中避免地层大量出砂的一项重要手段。针对岩石力学参数获取难度大的问题，利用测井资料结合经验公式，获得油田储层力学参数，根据剪切破坏机理计算临界出砂井底流压，计算结果与实际出砂井流压数据吻合较好。关键词：储层力学参数；临界井底流压；

2、疏松砂岩油藏；测井资料中图分类号：TE271文献标识码：A文章编号：1673—1980(2014)05—0027～03疏松砂岩稠油油藏开采过程中，地层孔隙压力下降，地层有效应力增加，岩石产生弹性形变或塑性形变，岩石形变到一定程度将会引起剪切破坏。生产过程中要提防岩石骨架出砂，否则可能导致地层C坍塌、油井报废，造成不可挽回的损失。U确定油井合理井底流压，严格执行油井生产制度是确保油井正常生产，实现油田高效开发的关键。图1岩石Mohr．Coulomb破坏准则示意图针对岩石力学参数获取难度大的问题，利用

3、测井资该准则关系式为：料结合经验公式，获得渤海湾某油田储层力学参数，r=C+o-tgO(1)根据剪切破坏机理计算临界出砂井底流压。根据Mohr—Coulomb破坏准则，油井不出砂的最小井底压力，即临界井底流压P为：1疏松砂岩合理生产压差的数学模型2O'zdXd+(1-2／xa),SP．—1—sin+2Cc。s岩石在外荷载作用下，首先产生变形，随着荷载一／xdP=的不断增加，变形也不断增加，当荷载达到或超过某一一限度时，将导致岩石发生某种形式的破坏。当油20"z~Jd,d气储层岩石在地应力及流体流动

4、力的作用下产生剪1+1广P一e切破坏或拉伸破坏时就会造成出砂J。岩石破坏准则的建立与选用反映了岩石的破坏一机制，基于对岩石破坏机制的认识不同，提出了各种式中：C一地层内聚力，MPa；／x一动态泊松l~；or：。一不同的破坏准则，目前最常用的是Mohr—Coulomb破上覆岩层压力，MPa；0一地层内摩擦角，(。)；Pe～油坏准则lL2J：当岩石破裂面上的剪切应力r等于岩石藏外边界处压力，MPa；一孔隙弹f生介质Biot常数。材料本身的抗剪强度C(亦称为内聚力或黏聚力)与作用于该破裂面上的正应力or

5、引起的内摩擦阻2岩石力学参数求解方法力o-tgO(0为地层内摩擦角)之和时，发生剪切破坏，2．1动态泊松比d造成岩石骨架出砂(图1)。根据岩石弹性力学理论，岩石泊松比是纵横波收稿日期：2014一O1—30基金项目：国家油气资源战略选区项目“华北前第三系油气资源战略调查与评价”(XQ2004—03—10)作者简介：武海燕(1978一)，女，硕士，研究方向为地质勘探。·27·武海燕：疏松砂岩储层临界生产压差确定方法时差的函数：2．3岩石抗拉强度S7_利用测井资料计算岩石的抗拉强度ST[3]：一(3)S

6、T=10SCKh(9)式中：一岩石的横波时差，1．Lslm；At。一岩石的纵SC=0．0045Ed(1一1)+0．008Edl(10)波时差，s／m。式中：ST一岩石抗拉强度，MPa；SC一岩石单轴抗压强度，MPa；一黏土含量，％。对M油田探井2井进行了偶极横波测井，可利2．4岩石抗剪强度SST用测井资料准确计算储层段动态泊松比。岩石抗剪强度计算模型为：2．2三个模量SST=3．626×10～SCKb(11)利用测井资料计算出岩石的剪切模量G、弹性式中：SST一岩石抗剪强度，MPa。模量和体积模量

7、K。2．5砂泥岩内聚力C剪切模量G的计算公式为：砂泥岩内聚力C与声波传播速度的关系]：G=109pb／△t=10～Pb(4)SST=3．626X10SCKb(12)弹性模量E的计算公式为：2．6地层内摩擦角0Ed=2G(1+d)(5)岩石的内摩擦角0与内聚力C的关系]：=10～P(3一4)／(一)(6)0=2．5641g[M+(1+M2)]+20(13)体积模量的计算公式为：M=58．93—1．785C(14)=10～P(一42)(7)3计算结果_l09Pb(忐一壶)(8)3．1力学参数计算结果根

8、据上述公式利用测井资料计算获得该油田各式中：一砂岩密度，g／cm；一岩石的横波速度，项岩石力学参数。该油田主要生产层段为5～10油m／s；一岩石的纵波速度，m／s。组，分油组岩石力学参数求解结果见表1。表1分油组力学参数计算结果计算结果显示，该油田泊松比为0．36—0．39，表2分油组出砂临界井底流压岩石抗拉强度为1．0—2．0MPa，岩石抗剪强度为3．7～7．1MPa，内聚力为6．5～14．6MPa，内摩擦角油组篇为24．5。一25．0。。51O6O7．33．33．2临界井底流压