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油气流固控制与开采完井实验室2025年度研究与技术进展

发布者:Admin  发布时间:2026-1-4 21:29:45

创新研究1-天然气水合物等弱胶结储层裂缝-环空充填系统冲蚀失稳与完整性评价
针对天然气水合物弱胶结泥质细粉砂岩、弱胶结疏松砂岩储层的筛管压裂充填、挤压充填防砂完井系统,研究构建复杂工况下裂缝充填子系统、环空充填子系统、筛管管柱系统的完整性评价内容、评价指标及其模拟与评价方法。通过物理模拟实验模拟裂缝充填层、环空充填层冲蚀失稳,以及筛管管柱系统的冲蚀、腐蚀耦合损坏过程。研究构建了裂缝充填层、环空砾石层冲蚀孔洞体积预测与结构失稳评价方法,旨在解决疏松砂岩油气藏采用压裂充填、砾石充填防砂完井投产后的综合工况模拟、完整性评价以及服务期限预测难题。

研究支持:国家重点研发计划子课题、广东省重大基础与应用研究计划、广州海洋地质调查局、中国石油青海油田等。

创新研究2-深层裂缝性致密砂岩储层复杂改造与生产工况出砂机理与出砂预测
针对典型超深层裂缝性致密砂岩储层经过压裂或酸化改造后失稳出砂机理不明确、缺乏治理依据等问题,模拟裂缝性致密岩心改造过程,以及接替多轮次复杂生产条件,开展致密岩心物性变化和出砂模拟实验。测试不同改造方式和生产条件下的出砂形态、出砂量和出砂粒径,开展数值模拟和出砂预测研究,明晰超深层裂缝性储层揭示多种复杂改造和生产工况下的诱发出砂主要机理和主控因素,为出砂气井的出砂控制和安全生产调控提供直接依据。

研究支持:中国石油塔里木油田公司、国家自然科学基金项目。

创新研究3-水合物与超浅层气细粉砂储层出砂机理模拟及防砂完井方式初步评价
针对天然气水合物和超深水超浅层储层埋藏浅、胶结弱、易失稳出砂等问题,通过不同生产模拟条件,开展了弱胶结储层岩心出砂机理模拟实验。基于岩石强度参数和近井地应力状态,应用弱胶结岩石和岩土本构模型,建立超浅埋藏条件静态出砂临界压差预测模型和计算方法。开展未-弱成岩储层生产出砂数值模拟及颗粒运移规律研究。模拟高产条件,开展不同类型介质挡砂模拟实验,探索超浅埋深储层的未来可能防砂和完井方式。

研究支持:中海油研究总院有限公司、广州海洋地质调查局、国家自然科学基金项目。

创新研究4-疏松砂岩储层水驱和聚合物驱近井储层与防砂系统堵塞机理与防砂工艺优化
针对疏松砂岩易出砂储层的聚合物驱中后期堵塞问题,开展聚驱条件井下的储层和近井出砂亏空形态预测、出砂和水/聚驱条件下防砂层堵塞模拟实验,分析聚合物驱近井储层和防砂层聚合物原液和衍生物(老化物)堵塞机理。堵塞程度的主要控制因素及其影响规律。特别是基于有效挡砂和避免过度堵塞,提出了以压裂充填为核心的降低防砂层堵塞技术对策,推荐了充填防砂工艺优化及防砂后油井生产制度及投产优化方法。

研究支持:中国石油华北油田分公司、中国石油大港油田分公司。

创新研究5-弱胶结非均质疏松砂岩储层压裂充填裂缝扩展与充填过程模拟实验及规律
针对弱胶结强非均质疏松砂岩储层压裂充填,开展了系统的不同胶结强度和地应力条件下真三轴压裂充填物理模拟实验,获得给定泵注流量条件下施工压力与时间的动态变化关系,观测到最终裂缝形态和几何尺寸。总结分析不同岩心条件和施工参数下的复杂裂缝开裂、优势通道塑性充填延伸、亏空部位充填等多种压裂充填模式及其影响关系,特别分析了复杂裂缝形态条件下支撑剂波及位置和充填形态,及其受储层条件、排量砂比、材料参数等影响关系。构建全新的压裂充填选井选层与层位组合优化、挤压/压裂充填工艺优选、能评价及规模优化、泵注施工参数优化设计方法、挤压/压裂充填形态预测方法、施工后产能效果预测方法,以及施工全过程压力温度预测及智能预警。

研究支持:中国石油青海油田公司、中国石油辽河油田分公司、中海油田服务股份有限公司、中国石油川庆钻探公司。

创新研究6-中高渗疏松砂岩储层压裂充填变粒径支撑剂充填模式评价与参数优化
针对疏松砂岩压裂充填单粒径支撑充填难以匹配不同地质和改造条件下储层向裂缝系统复杂入流模式问题,开展系统的实验模拟和数值模拟评价研究。针对不同入流模式和堵塞机理,提出多种压裂充填变粒径组合方案,判断压裂充填井储层-裂缝系统地层砂对裂缝重点侵入堵塞部位,提出压裂充填地层砂对裂缝侵入部位判别特征系数(Fracture Sand Invasion,FSI指数)及其计算方法,根据FSI指数判断流体和地层砂流向裂缝的轻微侵入区域和重点侵入区域相对位置及其分界位置,实现疏松砂岩储层压裂充填双粒径支撑剂组合方式的选择。并通过实验模拟确定组合粒径、充填量等工艺参数优化。

研究支持:中海油研究总院有限公司、中海油田服务股份有限公司。

创新研究7-非均质疏松砂岩储层水平井分级分段防砂控水评价与优化模拟
针对非均质疏松砂岩储层的长井段水平井分级分段(分仓)砾石充填防砂控水存在的分仓依据和分仓优化机制不明等问题,开展数值模拟和实验模拟,明确非均质疏松砂岩出砂出水储层影响控水效果的主控因素和影响机制。研究构建了一种考虑储层内油水运移串流、分段产液贡献度差异以及分仓防砂控水效果均衡等因素的分仓方法,兼顾地质导向和工程导向分仓原则。该方法实现最少分仓实现控水控砂效果最大化,解决现有分仓方法设计依据单一、优化机制缺乏等难题,为裸眼水平井分仓充填控砂控水工艺的科学设计与高效实施提供理论依据和技术支持。

研究支持:中海油天津分公司。

创新研究8-长周期生产疏松砂岩亏空地层挤压充填砂砾界面交混形态与工艺优化
针对我国东部老油田长周期生产出砂亏空疏松砂岩储层油井,砾石充填施工亏空地带充填砾石和地层砂界面形态不明,投产之后界面形态演化和渗流规律不明确等问题,系统开展不同主控因素控制的砾石充填过程与投产后携砂生产模拟实验。研究结果揭示了出砂亏空形态—充填施工参数—界面交混—渗流能力耦合影响充填效果机理,阐明了砾石充填过程与充填模式及投产后砂砾界面交混形态,并分析了不同主控因素对生产效果的影响,形成亏空储层挤压充填参数优化设计方法,明晰了高强度挤压充填、微饱和充填、井筒环空循环充填的评价选择技术界限,为疏松砂岩储层防砂参数优化及投产后性能预测提供了实验依据与理论支撑。

研究支持:中国石油华北油田公司、中国石化胜利油田分公司。

实验进展9-不同类型储层出砂出水预测和流固控制新型实验技术与装备
本年度,PSCCL实验室创新设计建设了CCUS/多元热流体/蒸汽吞吐等苛刻条件下的岩心物性演化和出砂模拟实验系统、大尺度非均质疏松砂岩储层水平井分仓控水模拟和注采系统出砂模拟系统、长周期生产出砂亏空井多层挤压充填模拟实验系统、井底高温高压防砂筛管冲蚀-腐蚀耦合模拟实验系统、多阵列防砂筛管和生产管柱冲蚀模拟实验系统、裂缝性储层人工辅助充填防砂控水模拟与评价实验系统等6套全新实验装备,能够完成更广泛和苛刻条件下的出砂模拟和控砂控水模拟评价,拓展实验室的实验条件和能力。
建设支持:中国石油大学(华东)、中海油天津分公司、中国石油华北油田公司、国家重点研发计划课题、江苏拓创科研仪器有限公司、江苏华安科研仪器有限公司、青岛石大华通科技有限公司等。

创新研究10-油气流固控制与开采完井综合决策系统软件2026版发布并提供更新服务
2025年12月20日,Sandcontrol Office 2026(20.0)版正式发布。新版软件主要修正了旧版本众多已发现的错误;全新更新UI界面,提升可识别度和易用性;大幅提升操作便利性和智能数据加载;解决了测井数据量较大时的存取速度慢的问题;优化了数据库系统结构和数据维护操作;优化了出砂预测模块功能,并增补新功能;优化了工艺设计模块操作细节,并增补新功能;优化了其他模块功能和操作。未来的SandcontrolOffice将继续在智能化、AI应用、网络服务、易用性、国际化方面持续完善。

致谢与展望
中国石油大学(华东)油气流固控制与开采完井实验室衷心感谢长期支持帮助实验室发展的各单位领导和技术专家,也感谢实验室全体成员的辛苦努力。未来,实验室将持续聚焦不同类型地质能源储层的固体控制(防砂)、控水、增产和开采完井技术,守正创新,砥砺前行,为我国地质能源技术进步和高效开发贡献力量。


维护:流固控制与开采完井实验室 | 电话:0532-86981910 | 邮箱:dongcy@upc.edu.cn

中国石油大学(华东)油气流固控制与开采完井实验室·山东省青岛市黄岛区长江西路66号

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