春风油田排601及排612区块出砂预测研究

王 东，赵益忠，郭黎明，马 丁，时培正

(1.胜利油田采油工艺研究院，山东 东营 257000;2.中海油股份有限公司，广东 深圳 518000)

1 出砂预测基本理论

目前，常用出砂预测模型主要包括声波时差法、地层孔隙度法、出砂指数法和斯伦贝谢比法.国内外学者对上述方法开展了一系列研究［1-4］，发展了一系列预测模型.

1.1 出砂指数预测模型

出砂指数法是利用测井资料中的声速及密度等有关数据计算岩石力学参数，采用组合模量法计算地层的出砂指数进而进行出砂预测的一种方法.地层的岩石强度与岩石的剪切模量G、体积模量K有良好的相关性，且均为测井资料中声波、密度、井径、泥质含量等参数的函数.出砂指数与岩石组合模量关系如下，也可根据岩石密度和声波时差直接计算:

上式中，B为出砂指数，单位为MPa;K为岩石体积弹性模量，单位为MPa;G为岩石切变弹性模量，单位为MPa;ρr为地层岩石体积密度，单位为g/cm3;Δ tv为岩石纵波时差，单位为μs/m.

出砂指数越小，表明岩石强度越低，地层越容易出砂.其判断标准为:(a)当B≥2×104MPa时，正常生产油气井不出砂;(b)当1.4×104MPa≤B≤2×104MPa时，油层轻微出砂;(c)当B≤1.4×104MPa时，油层严重出砂.

1.2 斯伦贝谢比预测模型

斯伦贝谢比法是通过计算岩石斯伦贝谢比来判断地层出砂可能性的预测方法.斯伦贝谢比等于岩石剪切弹性模量与体积弹性模量的乘积，或直接根据测井资料计算得到:

式中，R为斯伦贝谢比，单位为MPa2;μ为岩石泊松比，无因次.

R值越大，岩石强度越大，稳定性越好，不易出砂.石油勘探开发研究院研究认为:当R＜5.9×107MPa2时，油气层出砂，否则不出砂.斯伦贝谢公司对墨西哥湾进行大量试验研究后提出:R值大于3.8×107MPa2时油气井不出砂，而小于3.3×107MPa2时有可能出砂.

2 胜利油田新春排601-20区块出砂预测

2.1 区块油藏特征

春风油田构造位置位于车排子凸起的东北部，区域构造上属于准噶尔盆地西部隆起的次一级构造单元，排601-20块位于春风油田东部，西邻排601块.

排601-20块K1tg1与K1tg2砂体隔层厚度一般在4～8 m，平均6.6 m.该块K1tg储层岩性主要为褐黑色富含油粉、细砂岩，灰色灰质细砂岩，棕灰色砂泥质充填砾岩，如图1所示.石英含量69.2﹪，长石含量19.5﹪，成岩作用弱，胶结疏松.

K1tg1储层孔隙度平均为36.7﹪，渗透率平均为3 717×10-3μm2;K1tg2储层孔隙度平均为34.0﹪，渗透率平均为3 109×10-3μm2，属高孔、高渗储层.其中，K1tg1储层粒度中值0.231 mm，K1tg2储层粒度中值0.375 mm，分选中等.

图1 排601-20区块储层岩心

通过该区块K1tg储层物性可看出，该层段储层高孔高渗，胶结疏松，存在出砂可能性，因此采用本研究出砂预测模型对其进行开发初期出砂预测研究.

2.2 典型井例出砂预测

以排601-斜449井为例.该井储层段测井曲线如图2所示，可知:该井3号层位纵波时差介于160～180 μs/ft，计算其出砂指数介于0.57 ～0.73×104MPa，4号层位纵波时差介于130～160 μs/ft，计算出砂指数介于0.72 ～1.10 ×104MPa，上下两个层位的出砂指数均小于1.4×104MPa，开发初期油层严重出砂，应采取防砂完井.另外，4号储层出砂指数比3号储层更大，反映了其胶结程度更强，出砂严重程度要小于3号储层.

图2 排601-斜449井测井曲线

2.3 区块出砂预测总结

将排601-20区块的20口油井的出砂预测情况进行总结，表1中列举了其中10口，分析可知:对于该区块油井来说，预测储层段开发初期即严重出砂，因此，开发初期即应该采取防砂措施，该区块油井实际开发过程中也均采用了防砂措施，说明预测与实际吻合良好.

图3 排601-20区块油井出砂指数

将该区块油井上部及下部储层出砂指数进行对比，如图3所示，可明显看出:(1)油井上部及下部储层段出砂指数均低于严重出砂线，说明开发初期油井即严重出砂;(2)与上部储层相比，下部储层胶结强度相对更高，使得其出砂指数值更高.

表1 排601-20区块出砂预测总结表

3 胜利新春排612区块出砂预测

3.1 区块油藏特征

排612块位于春风油田东北部，排612块K1tg1与K1tg2砂体隔层厚度一般在1～6 m，平均3.9 m.该块K1tg1储层岩性主要为灰色灰质细砂岩、褐黑色富含油细-中砂岩和棕灰色砂泥质充填砾岩，如图4所示.石英含量平均61.3﹪，长石平均18.8﹪，成岩作用弱，胶结疏松，属高孔、高渗储层，其中，K1tg1粒度中值0.47 mm，K1tg2粒度中值0.51 mm.

图4 排612区块储层岩心

该区块K1tg储层高孔高渗，存在出砂可能，因此，对其进行开发初期出砂预测.

3.2 典型井例出砂预测

以排612-10井为例，其测井曲线如图5所示，纵波时差为150～200 μs/ft，计算出砂指数为0.46×104～0.83×104MPa，小于1.40×104MPa.开发初期即严重出砂，应采取防砂措施.

图5 排612-10井测井曲线

3.3 区块出砂预测总结

将排612区块5口油井出砂预测情况进行总结，如表2所示，可知:对于该区块油井来说，预测储层段开发初期就处于严重出砂状态，因此，开发初期即应该采取防砂措施.该区块油井实际开发过程中也均采用了防砂措施，说明预测与实际吻合良好.

将排612区块油井储层段出砂指数进行对比，如图6所示，可明显看出:油井储层段出砂指数低于严重出砂线，说明开发初期油井即严重出砂，实际开发过程中上述油井在投产初期存在较严重出砂现象，均采取了防砂措施.

图6 排612区块油井出砂指数

表2 排612区块出砂预测总结表

4 结论

(1)采用出砂指数模型及斯伦贝谢模型进行出砂预测分析，研究发现两区块25口油井在开发初期即严重出砂.两区块油井实际开发过程中也均采用了防砂措施，说明预测与实际吻合良好，有助于生产过程中准确判断出砂程度并采取有效的防砂措施.

(2)新春排601区块油井上部及下部储层段出砂指数均低于严重出砂线，与上部储层相比，下部储层胶结强度相对更高，使得其出砂指数值更高.新春排612区块油井储层段出砂指数也低于严重出砂线.

［1］周林然，卢渊，伊向艺.中国油井出砂预测技术现状［J］. 油气地质与采收率，2006，13(2):100-102.

［2］张锦宏.利用声波测井资料预测油井出砂的问题研究［J］.江汉石油学院学报，2003，25(3):122-123.

［3］吕广忠，陆先亮，栾志安，等.油井出砂预测方法研究进展［J］.油气地质与采收率，2002，9(6):55-57.

［4］左星，申军武，李薇，等.油气井出砂预测方法综述［J］.西部探矿工程，2006，21(12):93-96.