油井出砂的三维数值模型设计制造技术

本发明专利技术的目的是提供一种考虑射孔试验特征，反映射孔试验中砂岩的宏细观力学特性的模型设计方法。为实现本发明专利技术目的而采用的技术方案是这样的，油井出砂的三维数值模型设计，包括以下步骤：1）读入实际油井的几何尺寸，建立柱坐标系下的射孔三维数值模型；2）根据射孔试验过程的实际情况，将所述射孔三维数值模型划分成若干单元；3）根据所述射孔三维数值模型的岩石颗粒分布，计算出每一个单元的孔隙率；4）根据所述孔隙率计算出流体压力梯度力和拖曳力，所述流体压力梯度力和拖曳力引起所述射孔三维数值模型中岩石颗粒的重新分布；5）重复步骤3～4，直到计算结果收敛。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及石油工程领域，特别是油井出砂的三维数值模型设计。
技术介绍
据国家统计局统计，原油进口依存度自2000年的24. 8%飙升到2012年的57. 16%，已赫然超过了 50%的安全警戒线。石油开采可持续发展的瓶颈之一就是油井的出砂问题，出砂不仅给采油工艺带来许多麻烦，还影响储层采油速度及油气采收率，严重时造成井壁坍塌、套管损坏，乃至油井报废。因此，储层出砂问题给石油开采带来了巨大的挑战，出砂预测和防治是石油工程领域的研究热点和难点，需要有一种经济的、高效的和直接的方法来解决这一种重要问题。对于实际油藏开采，射孔过程中的流体运动和岩层受力与流体相互作用复杂，油井出砂过程中的砂岩力学特性也较复杂，常规的室内试验方法和等效连续介质分析方法不能反映砂岩颗粒的细观特性，虽然现在一些学者基于土力学理论开始了细观力学分析，但仅仅基于达西渗流的二维离散元模型，不能准确反映油井出砂的发生和发展。特别是常规注水开采中，考虑射孔过程的流体运动主要以径向为主，如果依然在笛卡尔坐标系下研究流体运动，其数值模拟中的流体边界条件很难确定，不能准确地描述射孔过程中的孔隙率变化和流固耦合效应，也无法准确本文档来自技高网...

【技术保护点】
油井出砂的三维数值模型设计，其特征在于，包括以下步骤：1）读入实际油井的几何尺寸，建立柱坐标系下的射孔三维数值模型；2）根据射孔试验过程的实际情况，将所述射孔三维数值模型划分成若干单元；3）根据所述射孔三维数值模型的砂岩颗粒分布，计算出每一个单元的孔隙率；4）根据射孔中流动的流体参数和所述孔隙率，计算出流体压力梯度力和拖曳力，所述流体压力梯度力和拖曳力引起所述射孔三维数值模型中砂岩颗粒的重新分布；5）重复步骤3～4，直到计算结果收敛。

【技术特征摘要】
1.油井出砂的三维数值模型设计，其特征在于，包括以下步骤: 1)读入实际油井的几何尺寸，建立柱坐标系下的射孔三维数值模型； 2)根据射孔试验过程的实际情况，将所述射孔三维数值模型划分成若干单元； 3)根据所述射孔三维数值模型的砂岩颗粒分布，计算出每一个单元的孔隙率； 4)根据射孔中流动的流体参数和所述孔隙率，计算出流体压力梯度力和拖曳力，所述流体压力梯度力和拖曳力引起所述射孔三维数值模型中砂岩颗粒的重新分布； 5)重复步骤3 4，直到计算结果收敛。2.根据权利要求1所述的油井出砂的三维数值模型设计，其特征在于:所述射孔三维数值模型是根据实际油井的射孔的尺寸参数建立的，所述实际油井的射孔包括贯通的内孔和所述内孔周围的砂岩。3.根据权利要求2所述的油井出砂的三维数值模型设计，其特征在于:所述射孔三维数值模型是以所述内孔的中轴线 为z轴，来建立柱坐标系下的三维数值模型。4.根据权利要求1所述的油井出砂的三维数值模型设计，其特征在于:选定具体的储层砂岩，得到砂岩颗粒的密度、根据级配曲线得到砂岩的最大颗粒与最小颗粒半径比和最小颗粒半径；根据试验得到平行粘结的法向刚度和切向刚度、颗粒的摩擦系数、颗粒的法向刚度和切向刚度、平行粘结的法向强度和切向强度以及粘结程度的胶结半径比；计算得到每个流体单元的孔隙率n、沿着径向方向颗粒的平...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘先珊，许明，
申请(专利权)人：重庆大学，
类型：发明
国别省市：