裂缝性油藏射孔完井产能的有限元分析

负压射孔已成为一种工业标准,成熟的砂岩油藏射孔优化设计理论只适用于无裂缝油藏的情形。裂缝的存在使得射孔完井油井的产能评价变得十分复杂,本文通过裂缝孔隙性油藏特征的三维物理模型描述及流体渗流的连续性方程建立,推导出了描述该问题的有限元数学模型。通过网格剖分、有限元数值求解和二次回归正交设计分析,首次获得了不同的射孔参数和地层参数与裂缝孔隙性油藏油井产能的定量关系,并进行了单因素及多因素结果分析,获得了一些重要结论。它可用于指导裂缝性及裂缝孔隙性油藏的射孔参数优化,提高一次完井效率。     

射孔完井渗流场的有限元分析

为优选元坝地区海相碳酸盐岩气藏射孔完井参数,在充分考虑真实天然气的偏差因子、密度及黏度随压力变化的基础上,建立了渗流数学模型,并利用COMSOL Multiphysics软件进行求解计算,得到射孔完井方式下近井壁的渗流场分布.文中从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;然后改变射孔完井的各个参数,建立有限元模型,计算出不同参数下射孔完井的产能比.计算结果表明,射孔完井渗流场中,从供给边界到井底压力为明显的“压降漏斗”趋势,与常规解析解趋势一致.在影响射孔完井产能的参数中,主要是孔深、孔密、孔径和相位角,其中孔深对产能的影响最大,其次是相位角.     

射孔完井的产能预测及射孔参数优化设计

本文根据射孔完井电模拟及有限元数学模型研究的结果,分析了射孔参数、射孔损害、钻井损害及地层非均质性等因素对射孔井产能的影响;分析了诸因素对油井产能影响的相对重要性排列顺序:介绍了表达上述定量关系的回归方程和诺模图.据此可以方便、快速地预测在各种参数下油井的产能和表皮系数;并可以进行油井产能最高的射孔参数优化设计.本文还介绍了射孔参数优化设计的内容、方法和步骤.华北油田现场应用结果表明,优选射孔参数后油井产能平均提高15～25%.     

油水井射孔孔眼对全井渗透率的影响分析

油井射孔完井过程中产生的压实层使射孔井段的实际渗透率大幅度降低 ,制约了地层能量的发挥 ,影响到油井的产能。通过化学、物理手段剥离压实层是提高油井射开井段渗流能力的有效手段 ,有利于实现油藏的目标采收率     

基于有限元数值模拟的裸眼射孔完井产能评价

随着油气勘探开发的不断推进,非常规油气资源被愈发关注。对于测试、开发过程,提产工作是其中关键一环,然而常规的完井方式已经不能满足油田对产能的需求。为提高渤海某油田致密砂砾岩储层测试产能,依据降低地层污染和增大井筒暴露面积的原理,本文提出了裸眼射孔的新完井方式。基于有限元方法建立了产能评价的三维模型,并对特定工况下裸眼射孔、裸眼、套管射孔等完井方式的产量进行分类评价。之后对影响裸眼射孔完井方式产能的参数进行了敏感性分析,最终利用二维平面射孔井模型揭示了射孔井增产机理,利用产能评价的室内实验验证了数值模拟所得规律。研究表明,裸眼射孔完井方式能有效提高测试产能,提产效果受地层条件和射孔参数组合控制,较裸眼完井的提产比例约40%～80%,较套管射孔完井的提产比例约10%～130%。本研究为非常规油气井完井方式的选择提供了新思路,为现场提产方案制定提供了依据和参考。     

斜井和垂直井射孔完井产能比的优化研究

对于垂直井射孔完井的布孔方式和其产能预测均已有成熟的理论和技术,但对于斜井和大斜度的布孔方式还需要深入系统地研究。为此,将斜井划分为小斜度井、中斜度井和大斜度井,根据此划分确定了最优的布孔方式。当井为中斜度井时,射孔方式只采用90°相位角射孔;当井为大斜度井时,可以采用井眼下半部120°布孔和180°布孔方式射孔。根据提出的斜井布孔方式,推导出了中斜度井、大斜度井与垂直井产能比的定量关系式,为斜井射孔完井产能预测提供了准确的数学模型。结果表明,当井斜角小于20°时,直井和斜井的产能比几乎没有变化,随着井斜角的增大,斜井的产能比比直井的产能比有所下降。三种布孔方式中,120°布孔的斜井射孔完井的产能比下降较小,其次180°布孔,下降最严重的是90°布孔方式。因此,对于大斜度井,最好采用120°布孔方式进行射孔完井。     

射孔完井的数值模拟及影响因素分析

本文详细的介绍了在Ansys软件平台下裸眼完井和射孔完井有限元三维模型的建立、网格划分以及求解过程。根据所得结果，以胜利油田实际应用为例，分析了射孔参数、射孔损害、钻井损害及地层非均质性等因素对射孔产能的影响，这对实际射孔工作具有理论和生产指导作用。     

有限元方法在射孔完井中的应用

本文探讨了有限元方法在射孔研究中的应用,较详细的论述了射孔有限元数学模型的建立及数值求解方法。数学模型考虑了孔深、孔径、孔密、相位、格式、污染深度、污染程度、压实带厚度、压实程度、井筒半径、边界半径、地层垂向与径向渗透率比值、井底压力、边界压力、生产压差等十四个参数对射孔井产率比、表皮系数的影响。利用网格敏感度分析方法保证了数值计算的收敛性和精度。举例说明了有限元法所得出的射孔岩心靶流动规律,和分析了射孔参数对PR的影响。     

利用非稳定渗流方程研究射孔参数对产能的影响

根据射孔完井的渗流特点,利用有限元方法建立了三维单相非稳定渗流的数值模型,有限元方程组的求解是在曙光1000大型并行机上利用区域分解法进行的。利用非稳定渗流方程进行油田射孔产能的研究,克服了稳定渗流方程的局限性和外边界的不确定性。通过各种射孔方案的计算,给出了射孔深度、射孔半径、射孔密度、射孔相位、污染程度和厚度、压实程度和厚度等射孔参数对油井产能影响的曲线,这些结果对油田制定射孔方案具有一定的指导意义。     

分段射孔水平井产能计算新方法

在Joshi推导水平井产能公式所用模型的基础上引入三径向流模型,采用等值渗流阻力法,分为射穿污染带与未射穿污染带2种情况推导出分段射孔水平井的产能公式,考虑了孔深、孔密、孔径、相位、污染带的半径与污染程度、压实带的厚度与压实损害程度、水平井长度以及射孔段的分布等因素对产能的影响。利用推导的公式对分段射孔水平井产能进行参数敏感性分析,认为分段射孔水平井产能随着孔深、孔密、孔径、相位、水平井射开长度等参数的增大而增大,随着压实带厚度和压实损害程度的增大而减小,射穿污染带时产能指数对各参数的敏感性小于未射穿污染带时的敏感性;分段射孔水平井产能指数对孔深、孔密、水平井射开长度、压实带的压实损害程度、相位、孔径、压实带厚度的敏感性由高到低依次降低。     

天然气井超完全覆盖射孔效果产能评价方法探讨

用产能天然气井超完全覆盖射孔效果，受到孔段内储层参数和测试生产压差变化的影响。依据气井地面测试采气求取单位储层评价系数所具有的产能，用推导出的数学模型分别计算评价指标η1和η2，能精细描述射孔效果。     

有限元法在油气井井壁稳定计算中的应用

油气井井壁稳定问题是近年钻井工程研究的热门课题,通过大量文献调研表明,世界范围内每年用于处理油气井井壁失稳的费用高达5亿美元,损失钻井时间5％～6％。有限元分析方法能够解决井壁岩石在复杂受力条件下 的最大应力集中带,采用摩尔一库仑强度准则验证岩体失稳强度。根据地应力的3个主应力,建立井眼稳定的三维模型,利用有限单元法划分单元网格,通过计算得到了井壁处的最大应力,为解决油气井井壁稳定问题提供了重要的理论依据。
     

射孔套管抗挤强度综合因素有限元分析

射孔完井是国内外使用最广泛的完井方法,但是大量的现场实践表明,射孔对套管强度有较严重的影响,所以确定套管射孔后的抗挤强度的变化趋势是合理选择套管的重要依据。利用非线性弹塑性有限元法建立了螺旋布孔的射孔套管强度分析的空间有限元力学模型,该模型可以通过任意改变射孔孔径、孔密、相位角、壁厚、套管尺寸以及不同钢级套管的材料力学特性参数等,对射孔套管抗挤强度进行各种综合因素的有限元力学分析。经分析认为:高钢级或高强度套管能有效提高射孔套管抗挤强度;随着孔径、孔密的增加,套管的抗挤强度降低;相位角在180°时,套管的抗挤强度最低。研究结果为合理地选择套管、延长其使用寿命提供了一定的理论依据。     

流道格栅强度和模态的有限元计算分析

针对某些采用喷水推进装置船舶在流道进水口处安装的格栅被损坏的例子,从静力特性和动力特性两个方面进行分析,找出了格栅被损坏的原因,为流道格栅的合理设计和安装提出建议。     

热载荷作用下的结构有限元建模方法研究

以甲板板格为研究对象,利用MSC软件的THERMAL和STRUCTURAL模块进行建模,讨论加强筋的建模方式及单元网格密度对温度场分布、应力场分布和变形的影响。通过分析研究,对热载荷作用下的结构建模方法提出了可行性建议。     

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文章根据射孔完井的渗流特点,利用有限元方法建立了三维单相稳定渗流的数值模型,数值模拟考虑了孔深、孔径、孔密、孔的相位、污染程度和厚度、压实程度和厚度等射孔参数对油气井产能的影响。有限元方程的求解是在曙光１０００ 大型并行机上利用区域分解法进行的,针对计算模型进行了并行算法加速比的研究,给出了不同计算结点的并行加速比,结果表明并行算法的计算速度与串行算法的计算速度明显提高;通过各种射孔方案的计算,给出了各种射孔参数对油气井产能影响的曲线,这些成果对于油气田设计射孔方案具有一定的指导意义。