油井割缝增产机理的数值模拟研究.pdfVIP

油井割缝增产机理的数值模拟研究 吴迪，张永利 辽宁工程技术大学力学与工程科学系，辽宁阜新（123000 ） E-mail：w163.com 摘 要：据必威体育精装版报道，目前我国可开采油气资源量仅为24 亿吨，其中大部分是低渗透资源， 所以提高石油采收率具有重大意义。本文研究油井割缝增产机理，并且在给定某些具体参数 的条件下，运用有限元分析软件ANSYS 模拟油井割缝后井周围岩的应力分布，分析油井割 缝周围有效应力和渗透率的变化规律,对井周围岩层割缝对渗透率的影响程度及波及范围进 行分析。 关键词：水力喷砂割缝技术，油井增产，应力分布，渗透率 石油是当今不可替代的资源，在相当长 止。因此割缝不仅为油流入井筒提供了一个 的时间内起到主要能源和资源的作用。而目 通道，而且通过割缝使井周岩石应力松弛， 前在采油技术最先进国家最后采收率也仅 提高了渗透率。 为 40-50% ，也就是说在采完后还有半数原 油残留于井下。如果世界上石油平均采收率 16~24mm 提高 10%就可以延长33 年，所以提高石油 的采收率具有重大意义，是所有产油国家都 [1-2] 必须努力研究解决的首要问题 。 1. 油井割缝增产的机理 220~240 在油井近井地带，随着油田生产的进 1200~1500m 行，油井井筒周围在地应力的作用下形成应 力集中区，在这个区域内的岩层由于受到较 图1 割缝形态示意图 高的应力作用而产生压实效应，即为油井近 Fig.1 Figure of Cutting 井压实带。此处的渗透率远远低于远离井筒 地层的渗透率，因此解决油井近井带是解决 2. 油井割缝前后应力分布对比 油井生产能力低下的关键因素。 水力喷砂割缝增产技术是采用含砂高 压水射流，通过喷枪自行沿井轴线方向移动 一段距离，将套管及井周切开，行成两条互 压实圈 成 180°的沿轴线长缝,从而改善井周围地带 20 16 岩层渗透性，降低油层阻力，达到增产目的 [3-5] 。 压实圈 磨料射流所割出的缝为如图1所示的扁 椭圆纺锤体，相当在井筒侧壁进行开挖，使 得纺锤体周围岩石完全卸载，沿纺锤体边缘 图2 割缝前井周围岩应力分布 形成松弛带，围岩应力下降。根据以上所述 （单位：MPa ） 有效应力必然会降低，导致渗透率提高。而 Fig.2 Curve of stress around the 渗透率提高，使得流经此区域的流体渗透压 well before cutting 力随之提高，使有效应力又继之减小，如此 耦合作用最终达到某一动态平衡状态而停 -1-