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实验室天然气水合物介质微观堵塞与挡砂机理研究进展

发布者:Admin  发布时间:2021-1-2 10:28:27

2020年度,高效开采(防砂)完井实验室在天然气水合物介质堵塞与挡砂机理及规律领域发表系列论文,重点阐述不同类型控砂介质针对泥质粉砂型水合物微粒的堵塞与挡砂机理。相关论文发表在《Journal of Natural Gas Science and Engineering》、《石油学报》、《中国石油大学学报(自然科学版)》上。该项研究针对高泥质细粉砂挡砂机制问题,使用粒度中值为10.13 μm的泥质细粉砂样品,模拟单向气液携砂流动条件,使用绕丝筛板、金属烧结网、金属纤维、预充填陶粒4类挡砂介质在20~80 μm精度下进行挡砂模拟实验,使用显微成像系统观察挡砂介质内部及表面砂粒沉积与堵塞动态,分析介质流通性能和挡砂性能变化,总结堵塞规律、微观挡砂机制与形态及其控制因素。结果表明,不同类型和精度的挡砂介质对泥质细粉砂的堵塞总体呈现堵塞开始、堵塞加剧和堵塞平衡3个阶段。随着驱替进行,挡砂介质渗透率逐渐降低,幅度会高达90%以上;同时过砂速度减缓,最终过砂率约为5%~10%。根据堵塞规律和微观图像分析,提出了粗组分分选桥架、局部砂团适度挡砂、整体砂桥阻挡等挡砂介质对泥质细粉砂的3种微观挡砂机制。以粗组分分选桥架挡砂机制为主的挡砂工况下,挡砂介质堵塞渗透率较高,但过砂率超过15%,挡砂效果较差;以整体砂桥挡砂机制为主时,过砂率在10%以下,挡砂性能较好,但各类挡砂介质的堵塞渗透率不足1 μm2,流通性能较差。局部砂团适度挡砂机制为主时介质挡砂性能及流通性能介于两者之间。挡砂介质对天然气水合物储层泥质细粉砂的微观挡砂机制和形态受挡砂介质类型、精度、地层砂特征以及流动条件等因素控制,其规律对于水合物泥质细粉砂防控砂优化有指导意义。


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