① 塔里木盆地英买力潜山油藏储层出砂预测研究

秦小仑，辜富洋，薛艳鹏

(中国石油大学石油工程学院，北京昌平102249)



①塔里木盆地英买力潜山油藏储层出砂预测研究

秦小仑，辜富洋，薛艳鹏

(中国石油大学石油工程学院，北京昌平102249)

摘要：塔里木英买力潜山油藏包括寒武、奥陶、志留、石炭系油藏.志留系砂岩储层主要是灰色、灰白色细～中粒岩屑石英砂岩，砂岩中石英的含量高，岩石压实作用好.开发过程中，出砂情况和预期结果相差较大，为准确预测该地区的出砂情况，利用国内常用的组合模量法和祁大晟等(2007)修正的组合模量公式对该地区的出砂情况进行详细的分析和预测.修正后的组合模量公式与生产中的出砂情况吻合较好，能够有效地指导生产实践.

关键词：潜山油藏；出砂；预测研究

英买力潜山油藏群西临英买力气田群(古近系-白垩系凝析气田)，从北向南主要包括英买34、35、41区块志留系潜山油藏；英买32区块寒武-奥陶系潜山油藏；英买7区块下奥陶统潜山油藏；英买1、2区块下奥陶统内幕油藏英买34、英买35井区志留系柯坪塔格组砂岩储层在成分上仍有一定的差异性.相比之下，英买34井区成岩作用为中强的特征，胶结物以硅质、方解石为主；其次为高岭石为辅.英买35井区为成岩作用较强特征，胶结物为硅质胶结，针对英买34、英买35井区志留系储层特征，有必要进行相关的储层出砂预测，从而指导油田的开发生产.

1出砂原因分析

油井出砂是一个范围很广的自然现象，是多种因素综合作用的结果，[1]包括不稳定出砂、连续性出砂和突发性大量出砂.[2]一方面由于油层孔隙压力压力降低，岩石骨架被压碎会造成出砂，[3]另一方面，水动力冲刷、流体摩擦携带、胶结程度、渗透率等也是造成出砂的主要原因，[4]其中，水动力冲刷影响比较大，出砂量分析表明，低流量下不出砂，当含水达到60%—80%时，出砂量随着流量增加而增加.[5]塔里木英买力油田储层压实程度高，加之原油粘度低，在正常条件下是不会大量出砂的，运用传统组合模量法[6]预测也不会出砂，随着开发的过程开始出砂，下面对出砂原因进行预测和分析.

2出砂预测

油气井中储层岩石内在的强度(即地层岩石颗粒之间的内聚力和颗粒间的摩擦力)是造成地层出砂的主要因素.[7]国内外对于出砂预测方面的研究较多，目前常用的是组合模量法，[8]考虑到东河油田开发初期预测不出砂，后期由于地层压力亏空和水侵[9]因素的影响，后期开采过程中油井出砂的情况.这里借鉴祁大晟教授等(2007年)采用动态组合模量法对东河油田储层进行出砂预测的成功经验，对英买34、英买35井区志留系储层特性采取上述两种方法进行出砂预测研究.

2.1传统组合模量法预测出砂

该方法为Mobil公司提出，采用声波时差及岩石体积密度测井资料，用下式计算岩石的弹性组合模量ec：

其中：Ec为岩石弹性组合模量，MPa；ρr为地层岩石体积密度，g/cm3；Δtc为纵波声波时差，us/m；

根据现场应用与实际分析，一般Ec值越小，出砂可能性越大.当Ec值大于2.0685×104MPa时，油气井出砂可能性小.

结合英买34和英买35井区测井资料，采用组合模量法计算了YM34、YM35、YM35-1三口井志留系的组合模量值(见表2-1-1、表2-1-2、表2-1-3).由表可知，YM34井志留系8个井段中，组合模量最小值为38087MPa，最大值为49372MPa，平均为45062MPa；YM35井志留系10个井段中，组合模量最小值为36361MPa，最大值为67382MPa，平均为56766MPa；YM35-1井志留系11个井段中，组合模量最小值为49728MPa，最大值为83821MPa，平均值为64557MPa.

从计算结果组合模量数据表和曲线图(见图2-1-1、表2-1-2、表2-1-3)可知，志留系储层岩石的组合模量均高于出砂临界值，所以油井在正常生产情况下，储层不会出砂.

表2-1-1　YM34井组合模量计算

表2-1-2　YM35井组合模量计算

表2-1-3　YM35-1井组合模量计算

图2-1-1YM34井志留系深度与组合模量关系曲线

图2-1-2YM35井志留系深度与组合模量关系曲线

图2-1-3YM35-1 井志留系深度与组合模量关系曲线

2.2动态组合模量法预测出砂

油田投入开发后，根据不断变化的储层及流体特性，动态地进行出砂预测是非常必要的.研究与油田实践表明，油层压力亏空与含水率上升是油田投入开发后引起出砂的两个主要因素，[10]动态组合模量法是在组合模量法的基础上，引入了两个修正因子：地层压力亏空因子和含水率因子；对储层是否出砂进行预测，因此，能较客观地反映油田投入开发后的出砂影响因素.其公式如下：

式中：Ec：岩石弹性组合模量，MPa；Pi：原始地层压力，MPa；P：当前地层压力，MPa；fw：当前含水率；

根据德莱赛公司的经验，Ec值大于3×104MPa时储层不出砂；Ec值小于2×104MPa时储层出砂；值得一提的是，胜利油田用此方法对部分油井进行了验证，符合率达80%以上.因此，在此采用了动态组合模量法对上述3个井储层进行出砂预测分析，表2-2-1给出了计算所需的相关数据，计算结果见表2-2-2、表2-2-3、表2-2-4及图2-2-1、图2-2-2、图2-2-3所示.

表2-2-1　YM34、 YM35、YM35-1井地层压力、含水率表

表2-2-2　YM34井动态组合模量计算结果

表2-2-3　YM35井动态组合模量计算结果

表2-2-4　YM35-1井动态组合模量计算结果

图2-2-1　YM34井动态组合模量预测结果

图2-2-2YM35井动态组合模量预测结果

图2-2-3YM35-1井动态组合模量预测结果

由计算结果可知，随着开采年限的延伸，这三口井生产后期的动态组合模量值大多大于2×104MPa值.

综上所述，对于英买34、英买35井区，通过组合模量法和动态组合模量法的对比研究发现，两种方法的预测结果存在一些差异，动态组合模量法考虑了地层压力和含水的影响，预测结果表明地层在后期生产过程中可能出砂.

3结论

3.1组合模量法计算得出的储层岩石的组合模量均高于出砂临界值，表明油井在正常生产情况下，储层不会出砂，该方法忽略了地层压力亏空因子和含水率因子对出砂的影响，具有一定的失真性.修正的组合模量公式计算得出地层在后期生产过程中可能出砂，实践证明，YM35井在2014年6月份发现出砂，与计算结果较符合，修正公式具有广泛实用性.

3.2造成储层出砂的最主要的原因是井筒附近岩石本身胶结强度低于地层应力；此外，对于注水井来说，注入水返泻入井筒形成的压力降则是造成储层出砂的主要原因，针对这一原因，应该考虑多种防砂措施确保地层少出砂.

参考文献：

[1]徐守余，王宁.油层出砂机理研究综述[J].新疆地质,2007(3):283-286.

[2]王艳辉,刘圣熄,王鸿勋.油井出砂预测技术的发展与应用综述[J].石油钻采工艺,1994(5):79-85.

[3]王德新，吕从容.油井中后期出砂预测及防砂对策[J].石油钻采工艺,1997(3):83-84.

[4]吕广忠,等.疏松砂岩油藏出砂机理室内研究[J].石油钻采工艺,2005(5):38-39.

[5]邱亚玲，景步宏,等.M油田出砂因素及防砂措施[J].钻采工艺,2006(5):46-46.

[6]祁大成，项琳娜，裴柏林.塔里木东河油田出砂动态预测研究[J].新疆石油地质,2008(3):341-343.

[7]刘加元，刘峰,等.英买力气田群部分井出砂原因分析[J].天然气工业,2008(10):18-19.

[8]周建良,李敏,王平双.油田出砂预测方法[J].中国海上油气工程,1997(4):28-29.

[9]张建国.水侵对油井出砂的影响[J].石油钻探技术,2001(1):45-47.

[10]李志军.疏松砂岩油层出砂影响因素分析[J].油气田地面工程,2008(12):72-73.

[责任编辑范藻]

Prediction of Sand Production in the Qianshan Reservoir Rock,Yingmali,Tarim Basin

QIN Xiaolun,GU Fuyang,XUE Yanpeng

(? China Petroleum University,Beijing 102249,China)

Abstract:Qianshan Reservoir Rock in Yingmaili,Tarim Basin is characteristics with Cambrian,Ordovician,Silurian,and Carboniferous system.The sandstone of Silurian system is mainly composed of hoary or gray small or middle quartzite,in which the quartzite is high content and the compaction is good.In the mining,the actual sand production and the prediction have a larger difference.For the accurate prediction,the combined modulus monograph,which is habitual to be used in China,and the composite modulus formula (2007),which was amended by Qi Dasheng,are adopted to analyze and predict the sand production in detail.The amended formula is identical to the actuality of the sand production,so it can direct the production effectively.

Key words:Qianshan Reservoir Rock; sand production; prediction research

收稿日期：①2015-11-10

作者简介：秦小仑(1988—)，女，河南漯河人.硕士研究生，主要从事储层保护研究.

中图分类号：TE33

文献标志码：A

文章编号：1674-5248(2016)02-0028-05