水平井砾石充填过程实时数值模拟研究

分析了水平井砾石充填过程及其特征,考虑携砂液向地层的滤失以及井筒环空、冲筛环空之间的流体质量交换,分别建立了井筒环空、冲筛环空2个独立流动系统的砾石、携砂液的质量和动量守恒方程以及各系统间的流动耦合方程,得到描述水平井砾石充填过程的时间相关数学模型。开发模拟软件对整个充填过程能进行可视化模拟,预测堵塞的发生及堵塞位置、充填率等。使用软件对完全充填、提前堵塞两种情况进行了算例模拟计算,分析了充填过程中的各动态参数的变化规律,模拟及分析结果符合水平井砾石充填的基本特征。砂浆排量、携砂比、携砂液粘度、冲筛比、滤失强度等因素对充填效果有一定影响。     

水平井砾石充填防砂施工参数模拟研究

水平井砾石充填防砂技术能够有效延缓水锥的形成,延长防砂有效期,最大限度地发挥水平井的产能.其中,施工参数优化设计是保证水平井砾石充填效率的重要技术手段.为此,建立了以平衡堤理论为基础的数学模型,在优化数值模拟的基础上,对水平井砾石充填施工参数进行了模拟优化,形成了水平井砾石充填防砂技术的理论基础.同时借助水平井参数优化物理模拟,对砾石充填排量、砂浆体积比、冲筛比、携砂液粘度和滤失量等影响充填效率的关键因素进行了室内实验研究,为高强度挡砂屏障的建立提供了可靠的技术支撑.     

水平井砾石充填防砂模拟研究

介绍了水平井砾石充填防砂物理模拟和数值模拟的实验研究。利用大型实尺寸模拟试验装置，对水平井砾石充填机理作物理模拟试验，掌握了砾石砂浆在水平井中的流动状态、砾石的沉积规律、充填过程和影响水平井砾石充填效果的相关因素，其中主要相关因素有充填排量、携砂液性能、砂比和防砂管柱结构等。在物模基础上，根据水平井砾石沉积规律和充填过程，建立了水平井砾石充填数学模型，从理论上对水平井砾石充填进行了系统的数值模拟研究。结果表明：充填排量大于４５０Ｌ／ｍｉｎ、砂比（体积比）３％、冲／筛比（冲管外径／筛管外径）大于０．８、携砂液为水或囟水的情况下，水平井砾石充填率达到１００％，物模与数模拟合率达９０％。为水平井砾石充填防砂设计提供了优化设计参数。     

水平井砾石充填数值模拟研究

对于疏松砂岩油藏水平井,较好的防砂方法是绕丝筛管砾石充填防砂,但目前成功率很低.本文在分析水平井砾石充填过程和充填机理的基础上,运用固液两相流理论分析了充填过程中的流动阻力,对Gruesbeck提出的模型进行了改进,建立了考虑流体滤失的水平井砾石充填数学模型.通过计算分析了各种因素对充填效率的影响,表明:(1)在一定范围内,充填效率随充填排量、携砂液粘度、冲管与筛管直径比的增加而增加,但这些数值过大不利于充填成功率的提高.(2)充填效率随携砂液中砾石浓度、滤失量及砾石直径的增加而降低.运用此方法可系统优化水平井砾石充填施工参数,制定科学合理的施工方案,提高防砂成功率.     

文昌油田裸眼水平井砾石充填防砂技术应用及分析

裸眼水平井砾石充填是当今国内外正在试验的新技术。为了提高施工质量和工艺效果，对其充填过程及特征进行了细致剖析，分析认为砂浆排量、携砂比、携砂液性能、滤失强度等是决定水平井砾石充填成败的主要施工因素。据此，在文昌13—2油田A15h、A13h、A14h 3口裸眼水平井砾石充填防砂采取有效的防范措施，达到了预期的防砂目的。     

基于Fluent的径向水平井砾石充填参数数值分析

径向水平井开发过程中砾石充填参数对充填效率的影响不容忽视.为了研究径向水平井砾石充填过程中各因素对充填效率的影响以及如何合理配置参数的问题,基于计算流体动力学对砾石充填工具进行数值模拟分析,并将仿真数值与正交试验结果进行横向对比,评估数值模拟分析结果的准确性.结果表明:砂浆排量越高、携砂液黏度越大的砾石输送的距离远,更...     

高压砾石充填防砂工艺参数优化设计

高压一次充填是目前对严重出砂油气井十分有效的防砂工艺措施。砾石尺寸、携砂比、充填排量、携砂液黏度、筛管参数等是高压砾石充填施工过程中影响施工成败和防砂效果的主要因素。为了优化施工参数,改善施工效果,首先分析和研究了地层砂侵入砾石层的特性和砾石层压降计算方法,评价其挡砂效果和对产能的影响,建立了砾石尺寸综合评价方法,用来优选最佳砾石尺寸。以水平射孔孔眼中砾石颗粒不发生沉积堵塞为目标,建立了给定携砂比、携砂液黏度条件下的最小临界排量计算方法,可用来对施工参数进行组合优化设计。最后研究了绕丝筛管尺寸和管柱结构的设计,提出了一套高压砾石充填施工参数优化设计理论与方法。设计结果满足防砂基本要求并达到优化目的,防砂施工效果良好。     

高速水砾石充填参数优化及应用

高速水砾石充填防砂施工过程中砾石尺寸、携砂比、充填排量、充填压力、环空压力等是影响施工成败和防砂效果的主要因素。根据地层的破裂压力与地层渗透率数据,建立了携砂比、充填压力、环空压力、充填排量以及返出排量控制的方法,用以对施工参数进行组合优化设计;给出了一套高速水砾石充填施工参数优化设计方法,用该方法对渤海某平台9口井进行了高速水砾石充填设计,施工后防砂效果较好。     

乐东气田超浅层长水平井砾石充填技术研究与应用

乐东气田超浅层长水平井具有储层疏松、地层破裂压力低、充填长度长等特点,给砾石充填作业带来极大困难。通过建立水平井砾石充填各阶段流动阻力模型,对砾石充填主控影响因素进行了分析,得出泵排量、冲筛比以及砾石密度等关键参数取值。提出了采用超轻质砾石、钻井液泥饼增强技术、携砂液降摩技术、超长水平井筒α-β波多次降排量充填模拟方法等配套关键技术,并在乐东气田4口超浅层长水平井进行了应用。应用结果表明,采用本文提出的砾石充填技术措施可使砾石充填效率超过100%、漏失量控制在5%～8%。本文研究成果可为我国海上类似气田浅层长水平井砾石充填作业提供参考。     

高压砾石充填工艺在克拉玛依油田车排子作业区的应用

高压一次充填是目前对严重出砂油气井十分有效的防砂工艺措施。砾石尺寸、携砂比、充填排量、携砂液黏度、筛管参数等是高压砾石充填施工过程中影响施工成败和防砂效果的主要因素。针对克拉玛依油田车排子区块沙湾组的地质情况、高压砾石充填工艺的特点进行了描述,为克拉玛依油田的油水井防砂提供了一种新的可以选择的方法。     

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斜井、水平并是石油天然气资源勘探开发的一个根有发展前景的工艺技术，特别是对非均质油、气藏及地理环境复杂的油、气田，更是具有高效率、高效益的技术。斜井进行砾石充填防砂完井作业时存在以下问题：①砾石在尚未填满整个空间时，易沉淀，形成“桥堵”；②携砂液易流入地层造成地层伤害，同时携砂液的滤失又会造成“桥堵”；③在砾石尚未充填满时，井眼易垮塌。为此，根据动量宁恒、质量守恒原理，在充分考虑影响斜并砾石充填的诸因素的基础上，将斜井砾石充填过程抽象成数学模型。给出了模型预测的理论依据和计算公式，并进行了计算机模拟，为充填参数的优选提供了一种简便可行的方法。     

裂缝性地层压裂降滤失方法研究

为控制压裂液向天然裂缝的滤失,通过对裂缝性油藏滤失机理的调研,进行了相关的敏感性分析,确定了采取前置液加粉砂的降滤失方法.通过优化前置液体积、粉砂加量、砂浓度、粉砂粒径、施工排量和压裂液黏度,优选出最佳参数以达到降滤失的效果.以ST70井为例对油藏的施工参数进行了优化计算,对比加砂前后的滤失量和滤失速度.结果表明,加砂...     

一次挤压充填防砂工艺技术研究及应用

在综合分析国内外多种疏松砂岩油藏防砂工艺优缺点的基础上，论述了一次挤压充填防砂技术工艺原理，探讨了防砂工艺设计中砾石直径、管柱结构设计以及施工技术参数的选择及优化，该项工艺的优点及适用条件，实践中的一系列针对性的配套措施。实践表明，该技术具有防砂成功率高、效果好、施工周期短、成本低等优点。     

两相流砂泵的设计

根据固液两相流体在泵内运动速度场和压力场的畸变规律，采用按试验泵级的最佳工况参数确定的无因次系数，进行了两相流砂泵的设计。在假定固体颗粒在断面上的平均速度相同以及固、液两相的进出口液流角均等于叶片进出口安放角的条件下，计算了叶轮进出口直径和宽度，给出了叶片进出口安放角的选取范围。四川石油管理局南充机械厂根据以上方法设计的150NSP型砂泵，经现场试验，各项性能指标均达到了设计要求，使用效果较好。