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端部脱砂压裂防砂优化设计 张鑫(油气井工程) 指导教师：程远方教授 摘要 通过数值分析和室内实验，对端部脱砂压裂防砂进行了分析与研 究。首先，对端部脱砂机理和压裂防砂机理进行了总结与分析。然后， 力学模型，对端部脱砂造缝阶段进行了数值模拟，即恒定缝长和缝高， 改变施加在裂缝上的压力，考察缝宽、近井眼地带应力和应变的变化。 通过分析可知，缝宽和塑性应变随施加在裂缝上压力的增大而增大；缝 宽随缝长的增大逐渐减小；最大塑性应变产生在最小水平主应力方向附 近而最大水平主应力方向产生的塑性应变最小。进一步深化了对端部脱 砂机理的认识。为了考察在脱砂压裂过程中疏松砂岩的孔隙度和岩石力 学参数的变化规律，进行了疏松砂岩致密性实验。实验表明，随着砂岩 压缩比的增大，砂岩的孔隙度降低，弹性模量增大。根据体积守恒原理， 建立了压缩比与缝宽的关系，进而得到缝宽对孔隙度、弹性模量影响的 经验关系式。在ANSYS数值分析与室内实验研究所取得的结论基础上， 利用v136．0编制了脱砂压裂井增产防砂优化设计软件，可以计算脱砂压 裂的脱砂时间和最优化的缝宽、优化生产压差并且进行产能分析。 关键词：端部脱砂，塑性应变，弹性模量，孔隙度，数值模拟 II The ofsandcontrolTSO design by fracturing optimum ZHANG Well Xin(OilGasEngineering) DirectedProfessorCHENG by Yuan-fang Abstract ThesandcontrolTSO was and by fracturing analyzedinvestigatedby thenumericaland analySislaboratoryexperimental themechanismofTSOandsandcontrolthe were analyzed by fracturing to and finiteelementmechanicsmodelthefracture summarized．Secondly,a Outwas the of Semen founded criterion．The Tip by Drucker-Prager fracturewassimulatedthismechanicsmodel．Inthis creating phase by fractuw the and the of phase lengthheightl。eepconstant．Investigatechange the