[发明专利]一种用于海上油气田开发生产的防砂时机确定方法

权利要求书

1.一种用于海上油气田开发生产的防砂时机确定方法，其特征在于，包括：

构建储层的岩石力学参数随地面含水率的关系模型，其中所述岩石力学参数包括内聚力和内摩擦角；

基于骨架出砂破坏模型，计算获得不同地面含水率下的出砂临界生产压差，当所述出砂临界生产压差等于生产压差时，储层开始出砂，此所对应的时刻为防砂时机，所述骨架出砂破坏模型考虑孔隙压力衰竭对地应力的影响并基于Mogi-Coulomb破坏准则和所述岩石力学参数构建。

2.如权利要求1所述的一种用于海上油气田开发生产的防砂时机确定方法，其特征在于，对储层段岩心进行驱替实验，分别测定不同地面含水率的声波速度，建立岩石力学参数与不同地面含水率的关系曲线，获得岩石力学参数随地面含水率的关系模型。

3.如权利要求2所述的一种用于海上油气田开发生产的防砂时机确定方法，其特征在于，所述骨架出砂破坏模型建立过程包括：考虑井壁最大主应力、中间主应力和最小主应力对岩石强度的影响，定义F为井壁骨架岩石失稳指数，则Mogi-Coulomb破坏准则的表达式为：

F＝a+bσ_m,2-τ_otc，

其中，

式中：c为内聚力，φ为内摩擦角；

当井壁骨架岩石失稳指数F≤0时，井壁骨架发生破坏，地层出砂，此时井底流压为临界井底流压，进而获得出砂临界生产压差。

4.如权利要求3所述的一种用于海上油气田开发生产的防砂时机确定方法，其特征在于，所述生产压差为各年的配产压差，地面含水率为各年的含水率，利用骨架破坏出砂模型计算不同含水率的出砂临界生产压差，不同生产年限的出砂临界生产压差，获得以年为节点的防砂确定时机。

5.如权利要求4所述的一种用于海上油气田开发生产的防砂时机确定方法，其特征在于，各年的配产压差获得过程：建立产量和所述生产压差关系曲线，将产量达到峰值时对应的生产压差作为合理配产压差，对比在所述配产压差下的产量模拟计算值与实际值，更新生产动态资料，调整产能方程，最终确定各年的配产压差。

6.如权利要求4所述的一种用于海上油气田开发生产的防砂时机确定方法，其特征在于，利用数值模拟方法拟合区块含水变化规律，动态预测各井所述各年的含水率。

7.如权利要求6所述的一种用于海上油气田开发生产的防砂时机确定方法，其特征在于，根据静态模型、流动模型以及生产动态资料建立油藏开发地质模型，在生产井定产油量的基础上，分析油藏含水上升规律，调整油藏的油水相渗曲线、边底水能量、油井分层采液指数以及水井分层吸水指数，获得所述区块含水变化规律。

8.如权利要求5或7所述的一种用于海上油气田开发生产的防砂时机确定方法，其特征在于，生产动态资料包括含水率、油水相对渗透率、动液面高度、采液指数以及生产液量。

9.如权利要求4所述的一种用于海上油气田开发生产的防砂时机确定方法，其特征在于，当某年的配产压差大于该年的出砂临界生产压差时，则某年的上一年为防砂时机。

10.如权利要求3所述的一种用于海上油气田开发生产的防砂时机确定方法，其特征在于，井壁最大主应力、中间主应力和最小主应力获得过程为：取井壁微元段，经应力分析及坐标转换，获得井眼柱坐标系下井周围岩总应力为：

其中，

式中：P_w为井筒内压力，量纲为MPa；α₁为有效应力系数，无量纲；φ₁为地层孔隙度，无量纲；α为井斜角，量纲为度；β为井斜方位角，量纲为度；θ为井周角，量纲为度；

其中，

式中：σ_H、σ_H1为压力衰竭前、后最大水平主应力，量纲为MPa；σ_h、σ_h1为压力衰竭前、后最小水平主应力，量纲为MPa；Δσ_H为最大水平主应力改变值，量纲为MPa；Δσ_h为最小水平主应力方向改变值，量纲为MPa；ΔP_p为孔隙压力改变值，量纲为Mpa；

通过比较σ_i，σ_j，σ_k来确定井壁最大主应力、中间主应力和最小主应力。