页岩气长水平井筒流动冲蚀及沉砂规律研究
本文选题:页岩气 切入点:长水平井筒 出处:《西南石油大学》2017年硕士论文 论文类型:学位论文
【摘要】:目前,水平井开采已经成为国内外页岩气开发的最主要方式,尤其是针对产层薄、渗透率极低同时孔隙度小的页岩气储层。在现有的页岩气开发技术条件下,尽管常规防砂技术工艺的精度日益提高,且能够阻挡大部分来自地层的砂粒,但仍会有一定粒径的地层砂粒随页岩气进入井筒,当采出页岩气气量足够大时,高速含砂气流将会对井筒以及井口地面设备造成强烈的冲蚀和磨损;当采出气量不够大时,则会有一部分砂粒不能被携带出井口,造成砂粒在井底堆积,引起砂堵井筒等严重事故,在页岩气长水平井筒中则尤为严重。因此,为探究页岩气长水平井筒冲蚀失效和沉砂原理,本文开展了对页岩气长水平井筒冲蚀及砂沉积模拟计算,研究了各参数对它的影响,为实际生产中页岩气长水平井筒冲蚀失效和沉砂提供依据和方向。主要包括以下内容:(1)本文对现有的一套可循环的冲蚀装置进行了升级和改造,使实验装置能够模拟出更加贴切真实管道内环冲蚀情况,并开展了相关冲蚀实验。(2)自主设计了一套可视化水平管沉砂实验装置,砂粒沿着“L”型导管从水平管中部并在来流的作用下运移和沉积到水平管底部,对于砂粒的运移轨迹,实验将利用高速摄像机进行捕捉。(3)开展与实验同尺寸的管内环冲蚀和水平管砂沉积数值模拟,处理并分析模拟结果,与实验结果对比,分别验证冲蚀和砂沉积模型。(4)在对实际生产中的页岩气长水平井筒的调研基础上,对井筒的关键部位开展符合实际生产工况的多组次冲蚀与砂沉积数值模拟计算,结果分析表明,长水平井筒中接箍和封隔器部位极易受到冲蚀,且随着气体进口质量流量、砂粒直径以及砂粒含量增加冲蚀量也越来越大。而在其他工况不变的条件下随着砂粒浓度的增加,相同的运移距离下,砂粒浓度明显增加并最终达到稳定。(5)对整体井筒进行实尺寸冲蚀和砂沉积数值模拟,开展不同工况下整体井筒的冲蚀和砂沉积模拟,结果显示,在相同工况下,沿着气流方向井筒受到的最大冲蚀速率逐渐减小,而在相同位置上,冲蚀量随着进口质量流量、砂粒直径和含砂量的增加而增大,砂粒运移的距离逐渐减小。
[Abstract]:At present, horizontal well production has become the most important way of shale gas development at home and abroad, especially for shale gas reservoirs with thin layers, very low permeability and small porosity. Although the accuracy of conventional sand control technology is improving day by day and can block most of the sand grains from the formation, there will still be sand particles of certain diameter entering the wellbore with shale gas, when the shale gas production is large enough, The high speed sand bearing air flow will cause strong erosion and wear to the wellbore and the surface equipment of the wellhead. When the gas production rate is not large enough, some sand particles will not be carried out from the wellhead, resulting in sand particles accumulating at the bottom of the well. Serious accidents such as sand plugging are especially serious in shale gas long horizontal wellbore. Therefore, in order to explore the failure of shale gas long horizontal wellbore erosion and sand sinking principle, the simulation calculation of shale gas long horizontal shaft erosion and sand deposition is carried out in this paper. The influence of various parameters on it is studied, which provides the basis and direction for the erosion failure and sand sinking of shale gas horizontal horizontal wellbore in actual production. The main contents include the following contents: 1) this paper has upgraded and reformed a set of circulating erosion devices in this paper. So that the experimental device can simulate the erosion of the inner ring of the pipe more accurately, and carry out the related erosion experiment. (2) A set of visualized horizontal pipe sand sinking experimental device is designed independently. Sand particles are transported and deposited along the "L" tube from the middle of the horizontal tube to the bottom of the horizontal pipe under the action of the incoming flow. The experiment will use high-speed camera to capture. 3) numerical simulation of inner ring erosion and horizontal tube sand deposition of the same size as the experiment will be carried out. The simulation results will be processed and analyzed, and the results will be compared with the experimental results. Based on the investigation of shale gas long horizontal wellbore in actual production, numerical simulation of erosion and sand deposition of key parts of wellbore in accordance with actual production conditions is carried out. The results show that the coupling and Packer parts in the long horizontal wellbore are vulnerable to erosion, and with the mass flow rate of the gas inlet, The diameter of sand and the amount of erosion increased with the increase of sand content, and under the same moving distance with the increase of sand concentration in other conditions, Sand concentration increased obviously and finally reached stability. 5) numerical simulation of solid size erosion and sand deposition was carried out on the whole wellbore. The results showed that under the same working conditions, the erosion and sand deposition of the whole wellbore were simulated under different working conditions. The maximum erosion rate along the air flow direction decreases gradually, while at the same position, the erosion rate increases with the increase of inlet mass flow rate, sand diameter and sand content, and the distance of sand grain migration decreases gradually.
【学位授予单位】:西南石油大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2017
【分类号】:TE37
【相似文献】
相关期刊论文 前10条
1 ;页岩气开发:唤醒沉睡“宝藏”[J];经济视角(上);2008年10期
2 胡文瑞;;迎接页岩气发展的春天[J];中国石油石化;2009年11期
3 谭蓉蓉;;美国页岩气工业始于1821年[J];天然气工业;2009年05期
4 谭蓉蓉;;中国页岩气技术国际研讨会在长江大学召开[J];天然气工业;2009年05期
5 董立;;我国需要尽快开展页岩气的勘探开发[J];石油与天然气地质;2009年02期
6 ;綦江页岩气开发项目启动[J];精细化工原料及中间体;2009年09期
7 本刊编辑部;;我国研究人员发现页岩气的直接存在[J];天然气工业;2009年09期
8 李立;;中国正式实施新型能源页岩气开发[J];石油钻采工艺;2009年05期
9 ;我国首个页岩气开发项目在綦江启动[J];吐哈油气;2009年03期
10 王立彬;;中国启动页岩气资源勘查[J];国外测井技术;2009年05期
相关会议论文 前10条
1 陈明;;世界页岩气勘探开发现状及面临的环境问题[A];第二届全国特殊气藏开发技术研讨会优秀论文集[C];2013年
2 叶舒阳;;页岩气开发对环境的影响及对策[A];浙江省经济欠发达地区低碳发展综合研讨会论文集[C];2013年
3 王玉芳;包书景;张宏达;葛明娜;王劲铸;孟凡洋;任收麦;;国外页岩气勘查开发进展[A];中国地质学会2013年学术年会论文摘要汇编——S13石油天然气、非常规能源勘探开发理论与技术分会场[C];2013年
4 吴西顺;;世界各国页岩气政策综述[A];中国地质学会2013年学术年会论文摘要汇编——S01地质科技与国土资源管理科学研讨分会场[C];2013年
5 ;中国页岩气勘探开发现状及前景展望[A];“宝塔油气”杯第四届天然气净化、液化、储运与综合利用技术交流会暨LNG国产化新技术新设备展示会论文集[C];2014年
6 林斌;郭巍;赵肖冰;曹瀚升;王少华;;页岩气资源评价方法:概率体积法在三江盆地古生代页岩气中的应用[A];中国矿物岩石地球化学学会第14届学术年会论文摘要专辑[C];2013年
7 印兴耀;吴国忱;;页岩气储层地震评价[A];中国地球物理2013——第二十三专题论文集[C];2013年
8 蔡启宏;傅子云;;地震频率信息在页岩气勘探开发中应用的可能性分析[A];中国地球物理2013——第二十三专题论文集[C];2013年
9 刘禹;王常斌;文建军;宋付权;;页岩气渗流中的力学模型分析[A];第二十五届全国水动力学研讨会暨第十二届全国水动力学学术会议文集(上册)[C];2013年
10 滕吉文;刘有山;;中国页岩气成藏和潜在产能与对环境的污染分析[A];中国科学院地质与地球物理研究所2013年度(第13届)学术论文汇编——特提斯研究中心[C];2014年
相关重要报纸文章 前10条
1 王巧然;中国石油储备页岩气开发技术[N];中国石油报;2008年
2 中国地质大学(北京)能源学院教授 张金川;中国应大力开发页岩气[N];中国能源报;2009年
3 林刚;我国首个页岩气合作开发项目已实施[N];中国企业报;2009年
4 李冰 李婧婧;页岩气藏:尚待开发的处女地[N];中国石化报;2009年
5 本报记者 胡学萃;页岩气:有望改变我国能源格局[N];中国能源报;2009年
6 胡文瑞;页岩气:“鸡肋”变“牛排”[N];中国经济导报;2010年
7 本报记者 高慧丽;唤醒沉睡的页岩气[N];地质勘查导报;2010年
8 李慧;页岩气并非亚洲首选[N];中国能源报;2010年
9 本报记者 王海霞;页岩气勘探热潮席卷欧洲[N];中国能源报;2010年
10 特约记者 刘楠;我国页岩气开采将从重庆起步[N];中国化工报;2010年
相关博士学位论文 前10条
1 郭为;页岩储层特征与渗流机理研究[D];中国科学院研究生院(渗流流体力学研究所);2014年
2 金吉能;页岩气地球物理建模分析[D];长江大学;2015年
3 张宏学;页岩储层渗流—应力耦合模型及应用[D];中国矿业大学;2015年
4 梁顺;长壁开采区内垂直页岩气井稳定性研究[D];中国矿业大学;2015年
5 俞杨烽;富有机质页岩多尺度结构描述及失稳机理[D];西南石油大学;2013年
6 郭晶晶;基于多重运移机制的页岩气渗流机理及试井分析理论研究[D];西南石油大学;2013年
7 冯杨伟;伊宁盆地构造—热演化与上古生界页岩气成藏条件研究[D];西北大学;2015年
8 俞益新;鄂尔多斯盆地东南部延长组页岩油气富集机理研究[D];中国地质大学(北京);2012年
9 姜文利;华北及东北地区页岩气资源潜力[D];中国地质大学(北京);2012年
10 潘磊;下扬子地区二叠系页岩储集物性及含气性地质模型[D];中国科学院研究生院(广州地球化学研究所);2016年
相关硕士学位论文 前10条
1 刘龙;页岩气资源开发利用管理研究[D];长安大学;2014年
2 余美;基于科学发展观的我国页岩气开发战略研究[D];西南石油大学;2015年
3 曹俊;金阳—威信地区下古生界牛蹄塘组页岩气资源潜力分析[D];西安石油大学;2015年
4 白生宝;鄂尔多斯盆地南部延长组长7段页岩气储层评价[D];西安石油大学;2015年
5 折文旭;页岩气藏水平井HEGF裂缝网络渗流模型研究[D];西安石油大学;2015年
6 郭文;页岩气水平井分段压裂产能分析研究[D];西安石油大学;2015年
7 朱炳成;我国页岩气开发利用环境保护法律制度研究[D];中国政法大学;2015年
8 韩淑乔;高过成熟阶段页岩生烃及含气量研究[D];西安石油大学;2014年
9 苏俊;页岩气储层双侧向测井有限元正演模拟研究[D];中国地质大学(北京);2015年
10 颜君;页岩气储层感应测井数值模拟研究[D];中国地质大学(北京);2015年
,本文编号:1561085
本文链接:https://www.wllwen.com/kejilunwen/shiyounenyuanlunwen/1561085.html