固井水泥环第一界面窜流规律数值模拟方法及装置制造方法及图纸

本发明专利技术提供了一种固井水泥环第一界面窜流规律数值模拟方法及装置，所述方法包括：获取待测固井水泥环的固井数据；根据所述固井数据建立固井水泥环第一界面的窜流模型，所述窜流模型包括几何模型和网格模型；根据所述几何模型确定窜流模型的窜流规律理论公式；对所述网格模型进行网格数划分并设置所述窜流模型的窜流条件；根据所述窜流模型得到第一界面窜流高度变化规律的数值模拟结果。本发明专利技术通过构建固井水泥环第一界面的窜流模型，并以几何模型来模拟固井水泥环各结构，网格模型来模型固井水泥环各结构的受力状态，实现对高温高压条件下固井水泥环第一界面窜流规律进行高精度模拟分析。模拟分析。模拟分析。

【技术实现步骤摘要】
固井水泥环第一界面窜流规律数值模拟方法及装置


[0001]本专利技术涉及固井
，具体涉及一种固井水泥环第一界面窜流规律数值模拟方法、装置及电子设备。

技术介绍

[0002]天然气是一种清洁环保优质能源，随着天然气的采集发展，天气热开采朝着非常规、高温高压的复杂地质条件延伸。然而在复杂地质条件下对天然气井进行固井过程中套管与水泥环、水泥环与地层胶结质量难以保证，且后期作业与高温高压条件的影响也容易导致固井密封性发生损害，水泥环密封性失效是目前普遍存在的问题，水泥环界面密封失效后会导致环空带压现象产生。
[0003]高温高压气井出现环空带压的危害极大，如果水泥环第一界面(管套与水泥环的胶结界面)发生损坏，由于高温高压的作用地层的气体易流入水泥环第一界面，并且在短时间内会在该界面向上快速扩散出现窜流现象，可能会造成储层压力不稳定、不同层压力储层之间串层、有毒气体流出等安全问题。为了保证在开采作业中气井安全，需要对第一界面发生损坏时气体窜流规律进行分析研究。
[0004]现有的对高温高压气井的固井水泥环窜流分析分为理论解析法和室内本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种固井水泥环第一界面窜流规律数值模拟方法，其特征在于，包括：获取待测固井水泥环的固井数据；根据所述固井数据建立固井水泥环第一界面的窜流模型，所述窜流模型包括几何模型和网格模型；根据所述几何模型确定窜流模型的窜流规律理论公式；对所述网格模型进行网格数划分并设置所述窜流模型的窜流条件；根据所述窜流模型得到第一界面窜流高度变化规律的数值模拟结果。2.根据权利要求1所述的固井水泥环第一界面窜流规律数值模拟方法，其特征在于，所述获取待测固井水泥环的固井数据，包括：获取待测固井水泥环的材料参数和固井界面参数，所述材料参数包括固井材料的几何尺寸、杨氏模量和泊松比；所述固井界面参数包括剪切强度、水力胶强度、刚度系数和临界断裂能。3.根据权利要求1所述的固井水泥环第一界面窜流规律数值模拟方法，其特征在于，所述根据所述固井数据建立固井水泥环第一界面的窜流模型，包括：根据所述固井数据建立固井水泥环的几何模型；以若干六面体网格将所述几何模型划分为若干基本受力分析单元，构建固井水泥环的网格模型。4.根据权利要求1所述的固井水泥环第一界面窜流规律数值模拟方法，其特征在于，所述根据所述几何模型确定窜流模型的窜流规律理论公式，包括：基于纳维斯托克斯方程和层流假设对待测固井水泥环的窜流状态进行分析，确定固井水泥环中窜流的流动定律；基于环隙的无滑移边界条件并根据所述固井水泥环中窜流的流动定律，确定环隙内的流动速度分布式；对所述环隙内的流动速度分布式积分得到环隙的流量表达式，并根据三次定律得到环隙内的流量近似值表达式；基于福希海默方程得到微观层面气体在环隙内的流动规律表达式；根据所述环隙内的流动速度分布式、流量近似值表达式和流动规律表达式，得到窜流模型的窜流规律理论公式。5.根据权利要求1所述的固井水泥环第一界面窜流规律数值模拟方法，其特征在于，所述对网格模型进行网格数划分，包括：设置误差标准阈值，对所述网格模型进行网格敏感性分析，确定窜流高度规律数值模拟计算过程中误差不超过所述误差标准阈值的最小网格数，并根据最小网格数和预设划分原则...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄鹏，李冠鹏，娄亚非，时鲁克，贾森春，张丹莹，屈讼昭，
申请(专利权)人：河南城建学院，
类型：发明
国别省市：