【摘 要】
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南海天然气水合物（简称“水合物”）储层具有埋藏浅、固结弱、渗流难等特点,水合物开采工程面临着较大的地质风险考验,相应的试采方案对地质与工程一体化调控的依赖程度远高于常规油气。特别是储层大规模出砂已导致全球数次水合物试采被迫终止,成为制约海域水合物安全高效开采的关键工程地质风险之一。厘清水合物开采井控砂介质工况并制定合理的控砂参数对实现科学合理的出砂调控、保证开采井长期安全高效运行至关重要。据此,本
【基金项目】
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海域天然气水合物试采体系更新与新技术应用,国家天然气水合物调查专项127专项二级项目,项目编号:DD20190231； 天然气水合物开采井周储层动态响应行为与控制,国家重点研发计划政府间国际科技创新合作重点专项,项目编号:2018YFE0126400； 国家重点研发计划2017YFC0307600；
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南海天然气水合物（简称“水合物”）储层具有埋藏浅、固结弱、渗流难等特点,水合物开采工程面临着较大的地质风险考验,相应的试采方案对地质与工程一体化调控的依赖程度远高于常规油气。特别是储层大规模出砂已导致全球数次水合物试采被迫终止,成为制约海域水合物安全高效开采的关键工程地质风险之一。厘清水合物开采井控砂介质工况并制定合理的控砂参数对实现科学合理的出砂调控、保证开采井长期安全高效运行至关重要。据此,本文聚焦海域天然气水合物试采过程中的控砂完井方案与完井参数优选评价问题,重点针对水合物二次生成堵塞对控砂完井的影响,开展了以下四个方面的研究:（1）机械筛管类控砂介质二次水合物堵塞规律与主控因素分析;（2）砾石填充类控砂介质二次水合物堵塞规律与主控因素分析;（3）水合物试采机械筛管类控砂介质挡砂精度优选方法;（4）水合物试采水平井砾石充填工艺参数优化设计与分析。研究表明:水合物二次生成导致的控砂介质堵塞是现场试采不可回避的工程问题之一,控砂介质中水合物二次富集堆积可导致控砂介质渗透率降低到初始渗透率的1%～2%;泥质在控砂介质表面的堆积导致二次水合物堵塞时间提前,加剧二次水合物堵塞程度;综合控砂介质的挡砂需求和防堵塞要求,推荐南海水合物试采井控砂介质挡砂精度设计采用“防粗疏细”的方法;为满足水合物长水平段水平井开采需求,须保证砾石充填作业的充填延伸极限不小于水平井建井延伸极限。水合物储层中充填延伸极限受地层平均水合物饱和度、滤失速率、充填砾石颗粒密度、砂比、携砂液粘度、携砂液密度等因素的影响,采用“轻质砂+低砂比+降粘剂”组合工艺,是延长充填延伸极限、拓宽砾石充填工艺在水合物水平井中应用范围的必然要求。本文以控砂介质二次水合物堵塞实验评价为基础,提出了机械筛管类控砂介质挡砂精度优选方法,优化了水平井砾石充填工艺参数,可为后续水合物开采井完井防砂方案设计和合理的生产制度确定提供理论和技术支撑,对推进水合物产业化发展具有重要意义。
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