弱固结砂岩储层开采过程中剪切带的形成规律研究
发布时间：2020-12-04 19:22
由于弱固结砂岩与疏松砂岩之间力学性质的差异,弱固结砂岩储层与疏松砂岩储层的出砂特征有很大区别,目前对弱固结砂岩储层的出砂特征的研究还很少,不能对现场生产提供指导。影响弱固结砂岩储层出砂特征的关键因素就是弱固结砂岩储层中剪切带的形态。本文就弱固结砂岩储层的剪切带形成问题,开展了相关的室内试验研究,获取了变形参数和强度参数,选择了适合弱固结砂岩的力学本构关系;以此基础上结合应变局部化理论和渗流力学建立了模拟弱固结砂岩储层剪切带形成模型,并利用ABAQUS二次开发接口编写了相关的流固耦合单元,用以进行弱固结砂岩储层剪切带的数值模拟计算。在上述基础上,本文建立了 H油田的弱固结砂岩储层裸眼垂直井井眼周围剪切带形成的有限元模型,开展了地层岩石的残余强度、软化模量、水平地应力差值和生产压差对剪切带的影响分析。分析结果表明,随着岩石残余强度的升高、软化模量的降低、水平地应力之间差值降低、生产压差的减小,在水平最小地应力方位剪切带的数量上升,剪切带控制的深度增大,更有可能发生块状出砂;反之则易于发生颗粒状的出砂。本文的分析结果能为弱固结砂岩储层的完井防砂设计提供一定的参考。
【文章来源】：中国石油大学(北京)北京市 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：90 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
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?：ｃ?：ｃ??图１．３出砂过程示意图，屈服砂粒用黑色表示［２６］??Ｆｉｇ．１．３?Ａ?ｓｃｈｅｍａｔｉｃ?ｄｉａｇｒａｍ?ｏｆ?ｓａｎｄ?ｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎ?ｐｒｏｃｅｓｓ．?Ｔｈｅ?ｙｉｅｌｄ?ｓａｎｄ?ｉｓ?ｅｘｐｒｅｓｓｅｄ?ｉｎ??ｂｌａｃｋ［２６１??Ｉｓｔｃｈｅｎｋｏ和Ｇａｔｅｓ等人［２７＿２９］利用了数值模拟手段研究了稠油冷采（ＣＨＯＰＳ）??过程的出砂规律，他们假定一复某一单元内的应力状态达到临界値时整个单元代??表的岩石就发生破坏并移除该单元，由此建立了稠油冷采过程中的蚯蚓洞扩展延??伸模型，并碁于这－模型计算了稠油冷采过程中的出砂瀵变化规律及出砂速率。??Ｈａｏｔｉａｎ?Ｗａｎｇ和Ｍｕｋｕｌ?Ｍ．?Ｓｈａｒｍａ［３Ｑ＿３２］将储层地质力学模型与多相流親合相结??合建立了弱固结砂岩储层出砂预测，并以摩尔－库伦软化／硬化准则为基础的拉伸剪??切破坏准则作为出砂判断准则。＾旦满足出砂准则，就判断储层进入冲蚀阶段。??假设两种不混合微可压缩流体与Ｉ地质力学模型结合，由此计算相对渗透率以及毛??管力大小，这两者的大小影响着砂審粘聚力和残余裁度。??ＳｋｊａｅｒｓｔｅｉｎＡ
【参考文献】：
期刊论文
[1]单轴压缩黏性土剪切带相互作用及损伤试验研究[J]. 王学滨,张楠,潘一山,张博闻,杜亚志. 岩土力学. 2018(04)
[2]基于单轴压缩试验的岩石单裂纹扩展及损伤演化规律研究[J]. 赵程,刘丰铭,田加深,松田浩,森田千寻. 岩石力学与工程学报. 2016(S2)
[3]基于应变局部化的双裂纹岩样贯通模式及强度试验研究[J]. 赵程,鲍冲,田加深,松田浩,森田千寻. 岩石力学与工程学报. 2015(11)
[4]测井资料出砂预测方法在辽河油田中的应用[J]. 庄健. 内江科技. 2015(10)
[5]圆形巷道围岩剪切带形成过程的能量释放模拟[J]. 王学滨,伍小林,潘一山. 地下空间与工程学报. 2014(01)
[6]基于三维流-固耦合模型的油井出砂细观机制研究[J]. 刘先珊,许明. 岩土力学. 2013(08)
[7]孔口应力集中问题的Cosserat连续体有限元分析[J]. 唐洪祥,管毓辉. 东南大学学报(自然科学版). 2013(04)
[8]基于出砂特征半径的水平井出砂临界生产压差预测模型[J]. 尉亚民,王爱萍,董长银,刘春苗. 中国石油大学学报(自然科学版). 2011(02)
[9]平面应变条件下砂土局部化剪切带的有限元模拟[J]. 李福林,彭芳乐,雷亮,KONGKITKUL W. 岩石力学与工程学报. 2010(04)
[10]气井水平井防砂产能预测与评价模型[J]. 董长银,武龙,汪天游,冯胜利,王爱萍. 石油钻探技术. 2009(05)
硕士论文
[1]水平井地应力及出砂预测研究[D]. 王爱萍.中国石油大学 2011
本文编号：2898117
【文章来源】：中国石油大学(北京)北京市 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：90 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
_2井筒周围所呈现的分带性llqFig.IJ20111鳍扣，仪.ndth〔wellll眠lln
．３?Ａ?ｓｃｈｅｍａｔｉｃ?ｄｉａｇｒａｍ?ｏｆ?ｓａｎｄ?ｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎ?ｐｒｏｃｅｓｓ．?Ｔｈｅ?ｙｉｅｌｄ?ｓａｎｄ?ｉｓ?ｅｘｐｂｌａｃｋ［２６１??ｅｎｋｏ和Ｇａｔｅｓ等人［２７＿２９］利用了数值模拟手段研究了稠油冷采砂规律，他们假定一复某一单元内的应力状态达到临界値时就发生破坏并移除该单元，由此建立了稠油冷采过程中的蚯并碁于这－模型计算了稠油冷采过程中的出砂瀵变化规律及ｉａｎ?Ｗａｎｇ和Ｍｕｋｕｌ?Ｍ．?Ｓｈａｒｍａ［３Ｑ＿３２］将储层地质力学模型与多相弱固结砂岩储层出砂预测，并以摩尔－库伦软化／硬化准则为则作为出砂判断准则。＾旦满足出砂准则，就判断储层进入不混合微可压缩流体与Ｉ地质力学模型结合，由此计算相对渗，这两者的大小影响着砂審粘聚力和残余裁度。??ｅｒｓｔｅｉｎＡ，Ｔｒｏｎｖｏｌｌ?Ｊ等人［３３］在进行纖隊Ｉ吉砂．岩的出：砂规律时发出现的并非面状的破坏区（或者说塑性区）而是出现了类似些剪切带原有的颗粒被最先冲刷至孔道中，这与疏松砂岩的
?：ｃ?：ｃ??图１．３出砂过程示意图，屈服砂粒用黑色表示［２６］??Ｆｉｇ．１．３?Ａ?ｓｃｈｅｍａｔｉｃ?ｄｉａｇｒａｍ?ｏｆ?ｓａｎｄ?ｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎ?ｐｒｏｃｅｓｓ．?Ｔｈｅ?ｙｉｅｌｄ?ｓａｎｄ?ｉｓ?ｅｘｐｒｅｓｓｅｄ?ｉｎ??ｂｌａｃｋ［２６１??Ｉｓｔｃｈｅｎｋｏ和Ｇａｔｅｓ等人［２７＿２９］利用了数值模拟手段研究了稠油冷采（ＣＨＯＰＳ）??过程的出砂规律，他们假定一复某一单元内的应力状态达到临界値时整个单元代??表的岩石就发生破坏并移除该单元，由此建立了稠油冷采过程中的蚯蚓洞扩展延??伸模型，并碁于这－模型计算了稠油冷采过程中的出砂瀵变化规律及出砂速率。??Ｈａｏｔｉａｎ?Ｗａｎｇ和Ｍｕｋｕｌ?Ｍ．?Ｓｈａｒｍａ［３Ｑ＿３２］将储层地质力学模型与多相流親合相结??合建立了弱固结砂岩储层出砂预测，并以摩尔－库伦软化／硬化准则为基础的拉伸剪??切破坏准则作为出砂判断准则。＾旦满足出砂准则，就判断储层进入冲蚀阶段。??假设两种不混合微可压缩流体与Ｉ地质力学模型结合，由此计算相对渗透率以及毛??管力大小，这两者的大小影响着砂審粘聚力和残余裁度。??ＳｋｊａｅｒｓｔｅｉｎＡ
【参考文献】：
期刊论文
[1]单轴压缩黏性土剪切带相互作用及损伤试验研究[J]. 王学滨,张楠,潘一山,张博闻,杜亚志. 岩土力学. 2018(04)
[2]基于单轴压缩试验的岩石单裂纹扩展及损伤演化规律研究[J]. 赵程,刘丰铭,田加深,松田浩,森田千寻. 岩石力学与工程学报. 2016(S2)
[3]基于应变局部化的双裂纹岩样贯通模式及强度试验研究[J]. 赵程,鲍冲,田加深,松田浩,森田千寻. 岩石力学与工程学报. 2015(11)
[4]测井资料出砂预测方法在辽河油田中的应用[J]. 庄健. 内江科技. 2015(10)
[5]圆形巷道围岩剪切带形成过程的能量释放模拟[J]. 王学滨,伍小林,潘一山. 地下空间与工程学报. 2014(01)
[6]基于三维流-固耦合模型的油井出砂细观机制研究[J]. 刘先珊,许明. 岩土力学. 2013(08)
[7]孔口应力集中问题的Cosserat连续体有限元分析[J]. 唐洪祥,管毓辉. 东南大学学报(自然科学版). 2013(04)
[8]基于出砂特征半径的水平井出砂临界生产压差预测模型[J]. 尉亚民,王爱萍,董长银,刘春苗. 中国石油大学学报(自然科学版). 2011(02)
[9]平面应变条件下砂土局部化剪切带的有限元模拟[J]. 李福林,彭芳乐,雷亮,KONGKITKUL W. 岩石力学与工程学报. 2010(04)
[10]气井水平井防砂产能预测与评价模型[J]. 董长银,武龙,汪天游,冯胜利,王爱萍. 石油钻探技术. 2009(05)
硕士论文
[1]水平井地应力及出砂预测研究[D]. 王爱萍.中国石油大学 2011
本文编号：2898117
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