流體黏速物性對礫石層堵塞影響機制及充填防砂井工作制度優(yōu)化實驗

董長銀，周玉剛，陳強，朱春明，李彥龍，李效波，劉亞賓

（1.非常規(guī)油氣開發(fā)教育部重點實驗室（中國石油大學(xué)（華東）），山東青島 266580；2.青島海洋地質(zhì)研究所，山東青島 266073；3.中海油服油田生產(chǎn)事業(yè)部，天津 300459）

0 引言

礫石充填防砂井投產(chǎn)后地層砂侵入礫石層造成滲透率下降，進而導(dǎo)致油井大幅降產(chǎn)及防砂有效期縮短[1-2]。研究表明，擋砂介質(zhì)擋砂過程實質(zhì)是被流體攜帶的地層砂逐步堵塞的過程，堵塞過程中擋砂介質(zhì)滲透率逐漸降低最終達到平衡狀態(tài)，擋砂介質(zhì)滲透率下降直接影響防砂后油井產(chǎn)量[3-7]。礫石層多孔介質(zhì)堵塞機制除了與礫石-地層砂粒度中值比（GSR）等參數(shù)有關(guān)外，還與流體流速和黏度等流動參數(shù)直接相關(guān)[8-11]。目前針對礫石層堵塞機制的研究主要集中在GSR對擋砂效果的影響以及礫石尺寸優(yōu)化[8-19]。早期 Saucier[12]通過實驗考慮GSR的影響提出了經(jīng)典的礫石尺寸設(shè)計方法；眾多研究者通過數(shù)值和實驗?zāi)M探究了GSR、地層砂均勻系數(shù)、泥質(zhì)含量、流速、黏度以及礫石充實程度等對礫石層堵塞的影響規(guī)律[8-16]，但基本是單因素的定性分析。董長銀[18]擬合得到了預(yù)測礫石層堵塞程度隨生產(chǎn)時間變化的定量模型，但未重點考察流體流速與黏度的共同影響。有研究者基于地層砂-礫石尺寸的配比優(yōu)化進行了礫石尺寸的優(yōu)化研究[19-23]，但依然對流體流動因素考慮較少。綜上所述，現(xiàn)有相關(guān)研究對不同油井的生產(chǎn)條件如原油黏度、采液強度及流速等因素考慮不足，或者僅定性分析了各單因素的影響規(guī)律。

由于流體物性和油井產(chǎn)量對地層砂侵入礫石層的影響機制和定量規(guī)律尚不明確，礫石充填防砂井投產(chǎn)后的工作制度優(yōu)化尚無直接依據(jù)和具體方法。本文針對上述問題開展不同地層砂、流體黏度和流速條件下的礫石層擋砂堵塞過程模擬實驗?；趯嶒炓?guī)律分析，提出采用黏速指數(shù)表征流體物性和流動條件對礫石層堵塞的影響機制和規(guī)律，同時也提出一種油井防砂后最優(yōu)配產(chǎn)量測算和階梯式提高產(chǎn)量的礫石充填防砂井投產(chǎn)工作制度優(yōu)化方法。

1 實驗原理與實驗條件

1.1 實驗原理與方法

礫石充填防砂井施工完成后形成如圖1a所示的篩管-礫石層-地層砂橋架結(jié)構(gòu)。投產(chǎn)后地層流體攜帶地層砂侵入礫石層，形成如圖1b所示的侵入交混帶，造成礫石層滲透率和油井產(chǎn)量嚴重降低，其降低幅度取決于侵入交混帶的深度以及滲透率的降低幅度[2,9-10]。

根據(jù)圖1b，地層砂侵入礫石層的過程，實質(zhì)是流體攜帶地層砂粒在礫石層孔喉空間中的運移和堵塞；地層砂侵入的深度和數(shù)量首先與GSR密切相關(guān)，其次是流體密度、黏度以及流速。

圖1 礫石充填防砂原理及地層砂侵入礫石層示意圖

為了模擬地層流體攜帶地層砂侵入礫石層的擋砂和堵塞過程，構(gòu)建了礫石充填擋砂模擬實驗裝置（見圖2）。該裝置由儲液罐、泵、加砂器、集砂器、徑向和單向主體驅(qū)替裝置、數(shù)據(jù)采集傳感器與控制系統(tǒng)等組成。本次實驗主要使用的單向主體驅(qū)替裝置由一組不同直徑的透明圓柱短節(jié)組合而成，短節(jié)中可以靈活預(yù)充填礫石層。

圖2 礫石充填擋砂模擬實驗裝置圖

實驗時，通過加砂器向流體中摻入一定比例的地層砂，流體攜帶地層砂沖擊礫石層，模擬地層砂對礫石層的侵入和堵塞過程。由于本次實驗的要點是礫石充填層的擋砂堵塞規(guī)律，主要模擬儲集層產(chǎn)出砂對礫石層的沖擊、侵入和堵塞作用，所以采用來流攜砂方式模擬地層砂的產(chǎn)出。流體黏度、流量、地層砂粒徑、含砂率等參數(shù)均可人為控制。實驗過程中，通過集砂器測量通過礫石層的地層砂量以及粒徑；通過測量流量、礫石充填層兩端壓差以及充填幾何參數(shù)可以計算礫石層滲透率隨時間的變化，并可實時觀測地層砂侵入礫石層的深度。單向流條件下的礫石層滲透率可由實驗測試數(shù)據(jù)用下式計算：

1.2 實驗材料與實驗條件

實驗流體使用清水（黏度約1 mPa·s）和胍膠溶液（黏度1～20 mPa·s）配制；實驗使用模擬地層砂根據(jù)勝利油田 2種典型地層砂篩析曲線由不同粒徑石英砂配制而成，其粒度中值為0.10 mm和0.16 mm，泥質(zhì)含量分別為 15%和 25%，泥質(zhì)使用高嶺石、伊利石、蒙脫粉按 1∶3∶1比例配制而成；固相充填材料為普通石英砂和陶粒，粒徑范圍為0.6～1.2 mm，與地層砂匹配得到的GSR范圍約為5.4～8.6，基本代表了油田現(xiàn)場常用的GSR范圍。模擬地層砂和固相充填材料粒徑及其編號如表1、表2所示。需要指出的是，2種固相充填材料的粒度中值差異是分選加工工藝不同造成的；另外本實驗忽略了 2種固相材料物性參數(shù)不同導(dǎo)致的擋砂堵塞效果差異，重點研究其隨流體參數(shù)的變化規(guī)律。

表1 實驗使用地層砂基礎(chǔ)參數(shù)

表2 實驗使用固相充填材料基礎(chǔ)參數(shù)

2 侵入堵塞規(guī)律及黏速指數(shù)敏感性

2.1 地層砂侵入礫石層交混帶

使用 S1號地層砂和 T1號陶粒以及黏度約 1.0 mPa·s的清水進行擋砂實驗。主體裝置使用圖2中的2號單向驅(qū)替裝置，內(nèi)徑50 mm，礫石充填段長度150 mm；驅(qū)替流量設(shè)置為0.7 m3/h和1.2 m3/h，驅(qū)替時間約46 min。實驗過程中測量礫石層兩端流動壓差和流量隨時間的變化，可計算得到如圖3所示的兩次實驗的滲透率變化曲線。

由圖3可見，實驗測試礫石層滲透率從初始值逐步下降并達到平穩(wěn)狀態(tài)，體現(xiàn)了文獻[23]提到的堵塞開始、堵塞加劇和堵塞平衡 3個階段。礫石層堵塞平衡后，侵入交混帶的深度和滲透率基本不再變化。實驗中T1號陶粒初始滲透率約為335 μm2，流量1.2 m3/h和0.7 m3/h條件下達到的最終堵塞滲透率分別約為45 μm2和275 μm2，滲透率比分別為13.4%和82.1%，兩者相差較大；驅(qū)替流量（流速）對地層砂侵入礫石層的堵塞動態(tài)有明顯影響，相同條件下，流體流速越大，地層砂對礫石層的侵入堵塞越嚴重。

圖3 實驗過程中礫石層總體滲透率變化曲線

圖4 不同驅(qū)替流量下地層砂侵入形成交混帶區(qū)域照片

圖5 地層砂侵入礫石層形成交混帶微觀照片（驅(qū)替流量為1.2 m3/h）

實驗完畢后，從主體裝置中取出局部樣品觀察地層砂侵入礫石層形成的交混帶形態(tài)。圖4為2種不同流量實驗條件下地層砂侵入形成交混帶的對比照片，圖5為地層砂侵入礫石層形成的交混帶微觀照片。由于地層砂粒徑的分布規(guī)律以及礫石顆粒形成孔喉尺寸的非均質(zhì)性，即使在合理的GSR下，地層砂侵入礫石層的現(xiàn)象也是不可避免的。礫石充填層內(nèi)部形成具有一定隨機尺度分布的孔喉[21]，地層砂顆粒中較小粒徑部分在流體攜帶作用下會侵入礫石層，形成一定長度的地層砂與礫石層侵入交混帶。

礫石層堵塞程度由最終堵塞滲透率（整個礫石層的表觀滲透率）和滲透率比（最終堵塞滲透率與干凈礫石層初始滲透率的比值）表示。礫石層堵塞程度取決于地層砂侵入交混帶的深度和礫石層滲透率。流量為1.2 m3/h時目測可見侵入交混帶長度約為1.2 cm（見圖4a）；根據(jù)充填層長度、初始滲透率和最終堵塞滲透率，可計算得到交混帶實際滲透率約為4.2 μm2。流量為0.7 m3/h時目測可見交混帶長度約為4.2 cm（見圖4b），計算得到交混帶實際滲透率約為192.1 μm2。

一個值得注意的現(xiàn)象是，雖然較高流量（1.2 m3/h）導(dǎo)致較低的最終堵塞滲透率，但其目測可見交混帶深度（1.2 cm）卻明顯低于較低流量（0.7 m3/h）下的值（4.2 cm）。探析其原因，在相同的含砂率條件下，高流量意味著較快的來砂速度，由于礫石層的復(fù)雜孔喉結(jié)構(gòu)，地層砂在礫石孔喉中的運移速度往往較慢，這導(dǎo)致地層砂來不及被攜帶到礫石層深部，而是堆積在礫石層的表層或淺層內(nèi)部形成沉積堵塞，占據(jù)地層砂侵入的空間和通道，最終形成深度（長度）較小但滲透率較低的交混帶，且與干凈礫石層的界面清晰（見圖5b）。

為了探究地層砂粒在礫石層內(nèi)部的運移情況，將礫石充填段按來流方向分為 3段（前段 A、中段 B、末段 C），根據(jù)不同流量的實驗結(jié)果，分析得到如圖6所示的各段礫石和地層砂混合物的砂粒粒度中值分布。

前段A是最容易受流體和地層砂沖擊造成侵入堵塞的位置。隨著驅(qū)替流量的增加，前段A的混合砂粒度中值明顯降低（這是由于礫石中混入了較細的地層砂所致），表明礫石層中混入的地層砂量明顯增加；中段B混合砂粒度中值略有降低，但變化不大，這表明從入口侵入到礫石層中段的地層砂量不多。相類似，在末段C處，混合砂粒度中值基本保持不變，說明地層砂侵入基本未到達或穿透整個礫石層，到達末段的地層砂量非常少，礫石層起到很好的擋砂效果。

圖6 不同流量實驗結(jié)束各段混合砂粒度中值測試結(jié)果

2.2 流體流速和黏度對堵塞程度的影響規(guī)律

為了研究流體流動條件參數(shù)對礫石層堵塞程度的影響規(guī)律，選擇泥質(zhì)含量 25%的 S2號地層砂、T1號陶粒材料和黏度為1.0 mPa·s的驅(qū)替流體，采用不同流量進行實驗，得到堵塞平衡后的最終堵塞滲透率（或滲透率比）、交混帶滲透率、交混帶深度的變化情況（見圖7）。

圖7 驅(qū)替流量對礫石層堵塞程度參數(shù)的影響

圖7表明了不同流量（流速）對礫石層堵塞程度的影響規(guī)律。相同條件下，流體流速越高，由地層砂侵入礫石層形成的交混帶滲透率越低，堵塞平衡后礫石層最終堵塞滲透率及滲透率比也越低；驅(qū)替流量從0.7 m3/h上升到1.0 m3/h后，礫石層滲透率比從0.818下降至0.154，降幅高達81.2%。需要注意的是，隨著驅(qū)替流量增加，最終交混帶深度（長度）卻變小，主要原因如前所述。

使用泥質(zhì)含量25%的S2號地層砂和T1號陶粒，設(shè)置流量0.8 m3/h、5種流體黏度（1，5，10，15，20 mPa·s）進行擋砂模擬實驗，以考察流體黏度對礫石層堵塞程度的影響，得到如圖8所示的結(jié)果。

相同條件下，攜砂流體黏度越高，地層砂侵入后交混帶滲透率降低越明顯，堵塞平衡后礫石層最終堵塞滲透率及滲透率比越低。同時，隨著黏度增加，堵塞平衡后的最終交混帶深度越來越淺，這一點與驅(qū)替流量（流速）對礫石層堵塞程度的影響規(guī)律基本相似。

圖8 流體黏度對礫石層堵塞程度參數(shù)的影響

為進一步探究流速及黏度對礫石層堵塞的影響，使用S1號地層砂和G1號石英砂，采用不同黏度的流體進行多種驅(qū)替流量的擋砂模擬實驗，結(jié)果如圖9所示?？梢园l(fā)現(xiàn)，驅(qū)替流量（流速）和黏度均對礫石層堵塞程度有直接影響，流體流速越高、黏度越大，則流體對地層砂粒的攜帶能力越強，會導(dǎo)致更多的地層砂侵入礫石層內(nèi)部，最終滲透率越低。

圖9 驅(qū)替流量和流體黏度對礫石層堵塞程度的影響

對比圖7—圖9的實驗結(jié)果，可以看到不同實驗條件下驅(qū)替流量和流體黏度兩種參數(shù)對堵塞程度的影響規(guī)律基本一致。

2.3 堵塞程度與流體黏速指數(shù)的關(guān)系

研究表明，對于液固兩相攜砂流動，流體對固相顆粒的攜帶能力與流體和固相顆粒的相對運動速度、流體黏度均近似呈線性正相關(guān)[24-25]。由于實際油井產(chǎn)出流體的黏度存在差異，為了更加全面地表征流體黏度、流量（速）對擋砂介質(zhì)堵塞的影響規(guī)律，避免流量或黏度單因素分析給結(jié)果帶來的不確定性，提出使用“黏速指數(shù)”來表征流體的黏度與流速條件，定義為流體流速與黏度的乘積：

為證明驅(qū)替液流速和黏度對礫石層堵塞的綜合影響，并考察黏速指數(shù)表征流體流動條件的合理性，使用 S1號地層砂和G1號石英砂，設(shè)定黏速指數(shù) 3.33×10-4N/m和10.00×10-4N/m為目標，組合不同的流體黏度和流速，使其乘積等于目標黏速指數(shù)，形成多套實驗方案（見表3）進行模擬實驗，考察礫石層堵塞程度在不同的黏度和流速組合且保持黏速指數(shù)相同（相近）條件下的變化規(guī)律。

按照表3的參數(shù)組合進行擋砂模擬實驗，并計算礫石層最終堵塞滲透率，記錄目測交混帶深度并繪制曲線（見圖10）。分析圖10a發(fā)現(xiàn)，無論是A組實驗還是B組實驗，黏速指數(shù)相同條件下，盡管黏度和流速的組合不同，但礫石層最終堵塞滲透率基本接近，波動范圍小于15%。同樣觀察圖10b，相同黏速指數(shù)下，交混帶深度的變化也不大，波動范圍小于 18%。該現(xiàn)象表明，流體攜帶地層砂侵入礫石層，最終礫石層的侵入和堵塞程度與流體黏度和驅(qū)替流速有關(guān)，且與黏速指數(shù)具有更好的相關(guān)性。在不同黏度和流速組合下，如果其乘積即黏速指數(shù)不變，則其堵塞程度也其本一致。這表明黏速指數(shù)可以很好地表征流體的流動特征，且是影響礫石層堵塞程度的關(guān)鍵參數(shù)。

表3 相同（近）黏速指數(shù)下的流速和黏度配比實驗方案

圖10 恒定黏速指數(shù)條件下不同參數(shù)組合實驗結(jié)果對比

為進一步探究黏速指數(shù)對礫石層堵塞的影響規(guī)律，通過調(diào)節(jié)驅(qū)替液流速和黏度，設(shè)定黏速指數(shù)為（1.0～17.0）×10-4N/m進行實驗，對比礫石層的擋砂性能與堵塞后的滲流能力。實驗中流量調(diào)節(jié)范圍為0.7～1.2 m3/h，相應(yīng)流體流速為0.099～0.170 m/s，流體黏度為1～10 mPa·s。使用S1號地層砂和T1號陶粒，共進行了60組驅(qū)替模擬實驗，得到礫石層最終堵塞滲透和滲透率比隨黏速指數(shù)的變化規(guī)律（見圖11）。

圖11 黏速指數(shù)對礫石層堵塞程度的影響

總體而言，流體黏速指數(shù)越大，礫石層最終堵塞滲透率越低，隨著黏速指數(shù)增大，最終堵塞滲透率表現(xiàn)出不同的變化規(guī)律：①階段Ⅰ（黏速指數(shù)低于1.7×10-4N/m），隨著黏速指數(shù)增加，礫石層最終堵塞滲透率從初始值約400 μm2下降到70 μm2左右，滲透率比從0.8下降到0.5左右，下降速度非?？欤虎陔A段Ⅱ（黏速指數(shù)（1.7～4.5）×10-4N/m），隨著黏速指數(shù)增加，礫石層最終堵塞滲透率和滲透率比下降趨勢減緩，滲透率由70 μm2下降到40 μm2，滲透率比由0.5下降到 0.3左右；③階段Ⅲ（黏速指數(shù)超過 4.5×10-4N/m），礫石層最終堵塞滲透率和滲透率比隨著黏速指數(shù)增加呈極緩慢降低或水平波動趨勢，平均值分別為約 28 μm2和 0.105。

3 礫石充填防砂井工作制度優(yōu)化

礫石層堵塞程度受地層產(chǎn)出流體黏速指數(shù)的直接影響，油井防砂后的合理產(chǎn)能大小可利用等效原則（實驗與油井實際條件等效）確定，通過流體黏速指數(shù)可確定防砂井投產(chǎn)后的合理工作制度。

3.1 階梯式流量驅(qū)替實驗

根據(jù)圖11，流體黏速指數(shù)越高，礫石層最終堵塞滲透率越低。對于給定的油井，流體黏度基本不變，決定黏速指數(shù)的可控因素就是流速，即油井產(chǎn)液量。產(chǎn)液量的大小是影響礫石充填防砂油井投產(chǎn)后礫石層最終堵塞滲透率的主要因素，適當(dāng)控制產(chǎn)液量可獲得較高的礫石層最終堵塞滲透率，但該方法與單井配產(chǎn)追求高產(chǎn)存在一定矛盾。針對該問題，本文提出一種既可以控制礫石層最終堵塞滲透率降低幅度又可以滿足配產(chǎn)要求的礫石充填防砂井工作制度優(yōu)化方法——階梯式逐步提高產(chǎn)量配產(chǎn)法。

為了驗證其有效性，使用 S1號地層砂、T1號陶粒和黏度1.0 mPa·s的驅(qū)替流體，設(shè)定最高驅(qū)替流量為1.2 m3/h，分別以3種流量組合方式（D、E、F）進行驅(qū)替實驗，得到礫石層滲透率隨時間的變化規(guī)律（見圖12）。

實驗D在整個驅(qū)替中采用最高恒定流量（目標流量1.2 m3/h）直接恒速驅(qū)替。實驗E采用2級階梯流量驅(qū)替：時間從0到t2（約1 360 s）采用流量0.8 m3/h驅(qū)替，t2之后，提高到目標流量。實驗F采用3級階梯流量驅(qū)替：時間從0到t1（約750 s），驅(qū)替流量為0.8 m3/h，t1到t3（約2 080 s）驅(qū)替流量提高到1.0 m3/h，t3之后提高到目標流量。

3個實驗的最終驅(qū)替流量均為目標流量1.2 m3/h，因流量組合方式不同，最終驅(qū)替過程中的滲透率變化規(guī)律以及驅(qū)替結(jié)束時礫石層的最終堵塞滲透率也差異較大：①直接以最高流量進行驅(qū)替（實驗D），礫石層滲透率在驅(qū)替早期迅速下降，驅(qū)替結(jié)束時礫石層最終堵塞滲透率相對最低（33 μm2）；②2級階梯式驅(qū)替，以較低流量開始驅(qū)替一段時間，然后提高到目標流量，不僅在驅(qū)替過程中可以保持較高的滲透率，而且在驅(qū)替結(jié)束時礫石層最終堵塞滲透率也明顯高于恒定流量驅(qū)替方式；③3級階梯式流量驅(qū)替，驅(qū)替過程中礫石層滲透率要高于恒定流量驅(qū)替，驅(qū)替結(jié)束時礫石層的最終堵塞滲透率也明顯高于恒定流量和2級階梯流量驅(qū)替。

圖13為3種流量階梯組合方式驅(qū)替實驗中不同驅(qū)替階段礫石層滲透率值的對比：①階段1，該段前期，驅(qū)替對礫石層滲透率的影響尚未體現(xiàn)，因此礫石層滲透率比較接近，該段后期，隨驅(qū)替時間延長，礫石層滲透率開始下降，流量越大，下降的幅度越大；②階段2，實驗D流量較高，與實驗E（流量為0.8 m3/h）和實驗F（1.0 m3/h）相比，滲透率降低幅度也較大，總體表現(xiàn)為流量越大，滲透率下降幅度越大；③階段3，實驗 F流量最低，滲透率下降幅度最小，滲透率值最高；④階段 4末期，3次實驗的流量均達到目標流量1.2 m3/h，但驅(qū)替結(jié)束時礫石層最終堵塞滲透率差異卻十分明顯，實驗D、E、F的值分別為33、46、60 μm2。與實驗D相比，采用2級階梯流量和3級階梯流量驅(qū)替結(jié)束時，礫石層的最終堵塞滲透率高出39%和82%；3級階梯驅(qū)替比2級階梯驅(qū)替滲透率高出約30%。

圖13 階梯流量驅(qū)替不同階段礫石層滲透率對比

3.2 防砂后最高配產(chǎn)量優(yōu)化方法

礫石層是礫石充填防砂井的油氣入井通道，其滲透率決定了油井防砂投產(chǎn)后的產(chǎn)能。除了產(chǎn)量提升方式對井底防砂介質(zhì)滲透率和產(chǎn)量有明顯影響外，目標配產(chǎn)量也是決定礫石層最終堵塞滲透率和實際產(chǎn)量的重要因素。上述實驗及分析為礫石充填防砂井防砂后投產(chǎn)工作制度優(yōu)化提供了思路?；趯嶒炁c實際油井的黏速指數(shù)等效原則，對于確定了目標配產(chǎn)量的油井，采用階梯式逐步提高產(chǎn)量達到配產(chǎn)量，井底擋砂介質(zhì)最終堵塞滲透率比直接以配產(chǎn)量生產(chǎn)高，最終產(chǎn)量收益更好。具體推薦方法：根據(jù)配產(chǎn)量將產(chǎn)量分為 3個等級（產(chǎn)量逐步設(shè)置為配產(chǎn)量的 40%～50%、70%～80%和100%），按3個階梯逐步提高產(chǎn)量，前2個階段生產(chǎn)時間推薦12～24 h。考慮到現(xiàn)場實施和操作的復(fù)雜性，對超過3個階梯的提產(chǎn)模式不進行深入探討。

根據(jù)圖11中礫石層最終堵塞滲透率和滲透率比與地層產(chǎn)出流體黏速指數(shù)的關(guān)系，結(jié)合防砂井對礫石層的最低滲透率要求，可確定臨界黏速指數(shù)，進而根據(jù)油井流體黏度折算對應(yīng)的油井產(chǎn)量，該值即為避免礫石層過度堵塞的最優(yōu)配產(chǎn)量。

以油層厚度10 m、垂直射孔井為例說明合理配產(chǎn)的具體優(yōu)化方法。假設(shè)射孔密度為 36孔/m，孔徑 14 mm。根據(jù)產(chǎn)量和射孔孔眼流速折算得到不同產(chǎn)出流體黏度條件下黏速指數(shù)與油井產(chǎn)液量的關(guān)系（見圖14）；以礫石層滲透率不低于40 μm2為基本要求，根據(jù)圖11得到對應(yīng)的最高黏速指數(shù)約為5.0×10-4N/m；設(shè)定產(chǎn)出流體黏度30 mPa·s，根據(jù)圖14可得對應(yīng)黏度與黏速指數(shù)條件下的產(chǎn)液量約為 100 m3/d，此產(chǎn)量即為避免投產(chǎn)后礫石層過度堵塞的最優(yōu)配產(chǎn)量。確定出最優(yōu)配產(chǎn)量后，根據(jù)該產(chǎn)量采用階梯提產(chǎn)方法即可得到合理的工作制度。

圖14 產(chǎn)出液黏度、黏速指數(shù)與油井產(chǎn)液量的關(guān)系

4 結(jié)論

地層砂侵入交混帶深度、交混帶滲透率、礫石層最終堵塞滲透率與攜砂流體流速、黏度負相關(guān)，流速越高、黏度越大，地層砂侵入交混帶滲透率、礫石層最終堵塞滲透率越低，交混帶深度越小。

流體流速、黏度是影響礫石層堵塞程度的關(guān)鍵參數(shù)，黏速指數(shù)可以很好地表征流體的流動特征，同時也便于分析礫石層堵塞機理；不同黏度和流速組合，只要最終的黏速指數(shù)相同（近），其對礫石層總體滲透率的影響基本一致；礫石層滲透率隨著黏速指數(shù)增加首先迅速下降，然后降速變緩直至基本穩(wěn)定。

最優(yōu)配產(chǎn)量與階梯提產(chǎn)相結(jié)合的礫石充填防砂井投產(chǎn)工作制度優(yōu)化方法，可以有效降低攜砂流體對礫石層滲透率的損傷，提高油井生產(chǎn)效益。

符號注釋：

A——流通面積，m2；Ks——礫石層堵塞滲透率，m2；Ls——礫石層厚度，m；Q——采集流體流量，m3/s；v——流體流速，m/s；β——黏速指數(shù)，N/m；Δp——礫石層兩側(cè)壓差，Pa；μ——流體黏度，Pa·s。