[发明专利]基于地质力学模型的油气井防砂方法及装置

摘要

本发明提供一种基于地质力学模型的油气井防砂方法及装置。该方法，包括：根据所述油气井的井周围岩应力分析模型以及岩石破裂准则，建立所述油气井的井底流压的计算模型；根据测井资料计算地质力学参数；所述地质力学参数包括：水平最大主应力、水平最小主应力、井壁岩石的抗拉强度和储层孔隙压力；根据所述地质力学参数以及所述井底流压的计算模型，计算所述井底流压；根据所述储层孔隙压力以及所述井底流压确定所述油气井的临界生产压差；根据测井资料确定所述油气井生产过程中储层孔隙压力与临界生产压差的关系，并根据所述关系调整所述油气井的实际生产压差。本发明通过准确预测油气井出砂的临界生产压差，从而进行了有效的防砂。

主权项

1.一种基于地质力学模型的油气井防砂方法，其特征在于，包括：根据所述油气井的井周围岩应力分析模型以及岩石破裂准则，建立所述油气井的井底流压的计算模型；根据测井资料计算地质力学参数；所述地质力学参数包括：水平最大主应力、水平最小主应力、井壁岩石的抗拉强度和储层孔隙压力；根据所述地质力学参数以及所述井底流压的计算模型，计算所述井底流压；根据所述储层孔隙压力以及所述井底流压确定所述油气井的临界生产压差；根据测井资料确定所述油气井生产过程中储层孔隙压力与临界生产压差的关系，并根据所述关系调整所述油气井的实际生产压差；建立所述油气井的井底流压的计算模型，包括：建立如公式(1)所述的油气井的井底流压的计算模型；其中，p_w为井底流压，单位为MPa；σ_H为水平最大主应力，单位为MPa；σ_h为水平最小主应力，单位为MPa；θ为π/2；σ_t为所述油气井的井壁岩石的抗拉强度，单位为MPa；根据测井资料计算地质力学参数，包括：根据组合弹簧模型确定所述水平最大主应力、水平最小主应力，如公式(2)和公式(3)所述：其中，σ_H为水平最大主应力，单位为MPa；σ_h为水平最小主应力，单位为MPa；E为岩石弹性模量，单位为MPa；μ为岩石泊松比；σ_v为垂向应力，单位为MPa；α为Biot系数；ε_H为水平最大主应力的构造应变系数、ε_h为水平最小主应力的构造应变系数；根据测井资料计算地质力学参数，包括：根据公式(4)确定所述井壁岩石的抗拉强度；其中，σ_t为抗拉强度，单位为MPa，E为岩石弹性模量，单位为MPa；SH为泥质含量；根据测井资料计算地质力学参数，包括：根据测井资料，以及等效深度法确定储层孔隙压力，所述储层孔隙压力如公式(5)所述；P_p＝hG₀+h_e(G₀‑G_n)     (5)其中，P_p为储层孔隙压力，单位为MPa；h为所求地层压力点的深度，单位为m；G₀为上覆地层压力梯度，单位为MPa/m；G_n为等效深度处的正常压力梯度，单位为MPa/m；h_e为等效深度，单位为m；根据所述储层孔隙压力以及所述井底流压确定所述油气井的临界生产压差，包括：根据公式(6)确定所述临界生产压差；Δp_w＝P_p‑p_w    (6)其中，Δp_w为临界生产压差，单位为MPa；P_p为储层孔隙压力，单位为MPa；p_w为井底流压；根据测井资料确定所述油气井生产过程中储层孔隙压力与临界生产压差的关系，包括：所述储层孔隙压力与临界生产压差满足公式(7)所述的关系；Δp＝0.444p_p‑27.31    (7)其中，Δp为临界生产压差，单位为MPa；p_p为储层孔隙压力，单位为MPa。