基于有限元模拟的压裂后脉冲冲砂结构优化
发布时间：2021-01-23 17:26
目前,压裂是油气田开发最有效的增产措施之一,而在压裂之后,井筒内残留大量的支撑剂使得后续的生产管柱无法下入,造成井筒内支撑剂的砂埋或者砂堵,严重影响了油气藏的正常生产。压裂后地层砂埋之后,目前只能下入压裂管柱或者生产油管进行冲砂,砂粒在冲砂液的携带作用下从砂埋段经过环形空间流出,常规的冲砂管柱冲砂效率低下,且一旦停泵容易引起砂卡等问题,严重影响压裂施工进度,增加压裂成本。本文分析了冲砂过程中砂粒、流体和管柱之间的相互作用,建立了井筒内流体-砂粒耦合模型和流体-管壁耦合模型,并根据冲砂作业常用的冲砂管柱,建立了油管、常规冲砂管柱和脉冲冲砂管柱的几何模型;开展了不同类型冲砂管柱内流体流动特征模拟,分析管柱内砂粒运移规律;并通过有限元方法分析冲砂效果的影响因素,研究结果表明:从初始时刻到砂粒向出口运移存在一个启动时间,井筒内流场受井筒内流体以及管柱结构影响,不同注入参数对冲砂效果的影响均呈波动性变化,相比于常规注入以脉冲注入的方式注入冲砂液,在相同的最高注入速度下部分波形能够大幅度降低冲砂结束时间,因此脉冲法冲砂具有一定的可行性。脉冲法冲砂的冲砂结束时间与脉冲频率、波形之间存在匹配关系,在较...
【文章来源】：东北石油大学黑龙江省
【文章页数】：77 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
油管内冲砂几何模型
图 2.2 常用冲砂管柱内冲砂几何模型l 软件做多物理场耦合模拟最主要的问题就是模其受井筒内流体的作用会严重影响模型的收敛型的收敛性，另一方面复杂的模型会大幅度增管内砂粒的运移规律以及脉冲法冲砂的可行性开展有限元模拟。冲砂管柱内流体流动特征模拟管柱内流体流动特征的模型开展井筒内流体流动特征的模拟，设定Pa，注入流体为水（粘度 1mPa·s）模拟得到不布如图 2.3~图 2.10 所示：
图 2.2 常用冲砂管柱内冲砂几何模型利用 Comsol 软件做多物理场耦合模拟最主要的问题就是模型的收敛问题，而砂粒的运移及其受井筒内流体的作用会严重影响模型的收敛，考虑到三维模型一方面会影响模型的收敛性，另一方面复杂的模型会大幅度增加模拟时间。而本文重点分析冲砂管内砂粒的运移规律以及脉冲法冲砂的可行性，因此本节使用轴对称的二维模型开展有限元模拟。2.4 不同类型冲砂管柱内流体流动特征模拟2.4.1 油管冲砂管柱内流体流动特征根据所建立的模型开展井筒内流体流动特征的模拟，设定入口流量 10m3/h，出口压力为 10MPa，注入流体为水（粘度 1mPa·s）模拟得到不同时刻井筒内流体流速、压力分布如图 2.3~图 2.10 所示：
本文编号：2995615
【文章来源】：东北石油大学黑龙江省
【文章页数】：77 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
油管内冲砂几何模型
图 2.2 常用冲砂管柱内冲砂几何模型l 软件做多物理场耦合模拟最主要的问题就是模其受井筒内流体的作用会严重影响模型的收敛型的收敛性，另一方面复杂的模型会大幅度增管内砂粒的运移规律以及脉冲法冲砂的可行性开展有限元模拟。冲砂管柱内流体流动特征模拟管柱内流体流动特征的模型开展井筒内流体流动特征的模拟，设定Pa，注入流体为水（粘度 1mPa·s）模拟得到不布如图 2.3~图 2.10 所示：
图 2.2 常用冲砂管柱内冲砂几何模型利用 Comsol 软件做多物理场耦合模拟最主要的问题就是模型的收敛问题，而砂粒的运移及其受井筒内流体的作用会严重影响模型的收敛，考虑到三维模型一方面会影响模型的收敛性，另一方面复杂的模型会大幅度增加模拟时间。而本文重点分析冲砂管内砂粒的运移规律以及脉冲法冲砂的可行性，因此本节使用轴对称的二维模型开展有限元模拟。2.4 不同类型冲砂管柱内流体流动特征模拟2.4.1 油管冲砂管柱内流体流动特征根据所建立的模型开展井筒内流体流动特征的模拟，设定入口流量 10m3/h，出口压力为 10MPa，注入流体为水（粘度 1mPa·s）模拟得到不同时刻井筒内流体流速、压力分布如图 2.3~图 2.10 所示：
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