割缝衬管完井渗流场的有限元分析.pdfVIP

石油天然气学报 (江汉石油学院学报)2014年i1月 第36卷第 l1期 · 126 · JournalofOilandGasTechnology (J．JPI)Nov．2014Vo1．36No．11 割缝衬管完井渗流场的有限元分析 郭衍茹，魏臣兴 (中国石油渤海钻探工程技术研究院，天津300475) 练章华 (油气藏地质及开发工程国家重点实验室 (西南石油大学)，四JIl成都610500) 丁士东，赵旭 (中国石油化工股份有限公司石油工程技术研究院，北京100003) 摘要]为 了得 出元坝地 区海相碳酸盐岩气藏割缝衬管完井渗流规律 ，在充分考虑真实天然气的偏差因 子 、密度 以及黏度随压力变化 的基础上 ，建立 了渗流数学模 型，并利用 ComsolMultiphysics软件对该模 型进行求解计算 ，得到衬管完井方式下近井壁 的渗流场分布。通过从 X平面提取若干条割线 ，进一步分 析各割线处压力的分布特点；最后对裸眼完井渗流场进行对 比，计算 出衬管完井 的产能比。研究得 出： 在割缝衬管完井渗流场 中从供给边界到井底之间的压力表现为 明显的 “压 降漏斗”趋势，与常规解析解 趋势相一致 。当气体在远离井筒位置 时渗流速度很小并且流速接近稳定 ，在井筒 附近 区域渗流速度分布 呈波浪式，其 中两端 的渗流速度最大 ，为速度敏感性分析 的重点 。定量分析 了割缝衬管完井 的产 能比， 结果表 明割缝衬管完井 的产 能比裸 眼完井的产 能下降了2／3。 [关键词]割缝衬管完井；有限元 ；渗流场 ；产能比 [中图分类号]TE257．9 [文献标志码]A [文章编号]1000—9752(2014)11—0126—04 1 割缝衬管完井的基本理论 对于碳酸盐岩地层来说 ，有时也会用到割缝衬管完井 ，它对于地层流体渗流既起到近似裸眼完井的 效果 ，又起到支撑裸眼井壁 、防止井壁坍塌的作用 ，同时又有一定程度的防砂作用 ，但其防砂机理和精 度又与筛管防砂有所不同。通常情况下，使用绕丝筛管不够经济时则采用割缝衬管完井 ，虽割缝衬管 比 绕丝筛管成本低，但其流通面积较筛管小 ，在高产气井 中并不适用 ]。割缝衬 管缝 眼最小可为 0．016in，也可以大至充填砾石一样大 ，同时缝眼的数量决定着地层流体进入井筒 的流通面积，其确定 原则为 ：在保证割缝衬管强度 的前提下 ，尽量增加流通面积 。国外通常做法是 ：取缝 眼总面积为衬管外 表面积的2 ～3 。]。 确定缝眼数量的公式为 ： 一 ”一 (1) 式中： 为缝眼数量 ，条 ／m；a为缝眼总面积 占衬管总外表面积的比例， (取 2 ～396／)；F为每米衬 管外总表面积 ，mm ／m；P为缝 口宽度 ，mm；z为缝眼长度 mm。 2 衬管完井的有限元分析 2．1 衬管完并有限元模型的建立 ’ 当在 8 in (216mm)井眼中采用 7％in (194mm)的割缝衬管时，缝 口宽度 e—lmm，缝眼长 [收稿日期]2014 04—25 [基金项目]国家科技重大专项 (2Ol1ZX05005006008HZ)。 [作者简介]郭衍茹 (I989一)，女，2013年西南石油大学毕业 ，硕士，助理工程师，从事钻井工程 ，cAD／cAE／cFD，管柱力学等 方面的研究 。 第 36卷第 11期 郭衍茹 等 ：割缝衬管完井渗流场的有限元分析 度 l一200ram，则 F一60916()mm：／rn．根据 』℃ (1)可知 ： 0× F 0．0：× 6()9】6() … ，， 一 ___ 一一 T ≈9 系／m 根据衬管割缝在纵向上间距为缝长的 1．3倍 (或优选其他适当倍数)来计算 】。可知沿衬管 周疗 。 闪两割缝 问夹角 为： 一 一