出砂问题是制约海洋天然气水合物安全开发的主要工程地质风险之一，地层出砂引起油井周围地层大规模的塑性变形，并直接影响地层流体渗流场、温度场，并造成井筒失稳，对天然气水合物的安全生产造成巨大挑战。
针对上述技术问题，研究人员基于南海泥质粉砂地层特征，利用微观可视化实验模型研究砾石充填工况下天然气水合物藏分解后井筒附近地层出砂形态，泥质粉砂入侵及产出特征，提出了裂缝垮塌式、蚯蚓洞式、高速渗流通道及有孔虫周围孔隙液化式四种出砂形态。
研究结果表明，裂缝及蚯蚓洞发育大大提高了泥质粉砂地层绝对渗透率，南海泥质粉砂实际水合物藏开采裂缝及蚯蚓洞将作为主要的渗流通道，储层改造可以通过诱导井底附近小规模裂缝形成进而达到增产目的。室内微观可视化出砂实验为南海神狐海域和类似地区天然气水合物矿藏实施增产工程技术手段提供理论指导，为试采控砂砾石尺寸的选择提供了理论依据。
上述研究成果以“Characterization of Sand Production for Clayey-Silt Sediments Conditioned to Openhole Gravel-Packing: Experimental Observations（砾石充填工况下泥质粉砂地层的出砂行为）”为题在国际石油天然气领域TOP期刊SPE Journal（美国石油工程师学会会刊）发表，海洋矿产资源评价与探测技术功能实验室（以下简称“功能实验室”）联合培养博士生靳玉蓉为论文第一作者，功能实验室青年科学家李彦龙为第一通讯作者，功能实验室为第一作者单位，相关成果的共同完成人还包括功能实验室主任吴能友研究员、加拿大里贾纳大学Tony Yang教授。相关研究依托功能实验室建设的天然气水合物微观出砂模拟实验装置完成。据悉，该实验系统已经运行满两年，依托该系统产出的相关研究成果先后在国际能源领域顶级学术期刊Fuel等发表。目前团队正在进一步挖潜和完善实验系统功能，努力对接工程实际需求，为多类型天然气水合物开发过程中的泥砂产出行为调控提供更多的数据和理论支撑。
泥质粉砂地层出砂形态、泥质粉砂入侵及产出特征
论文链接：
http://228869.rm.cglhub.com/SJ/article-abstract/doi/10.2118/206708-PA/465144/Characterization-of-Sand-Production-for-Clayey?redirectedFrom=fulltext