疏松砂岩油藏的渗流出砂研究

IMECH-IR > 力学所知识产出(1956-2008)

	疏松砂岩油藏的渗流出砂研究
	王凤清
导师	郑哲敏 ; 吴应湘
	2008
学位授予单位	中国科学院研究生院
学位授予地点	北京
学位类别	博士
学位专业	工程力学
关键词	疏松砂岩出砂非达西渗流实验模拟有限元流固耦合
摘要	本文针对我国典型疏松砂岩油藏的出砂问题，设计室内模型实验，系统研究了疏松砂岩岩芯的孔隙渗流特性及渗流出砂规律；对疏松砂岩油井出砂进行了数值模拟和理论分析。总结分析了孤东油田疏松砂岩油藏的地质特征，包括矿物成分、颗粒接触方式和胶结物分布等，以及疏松砂岩的物理力学特征。通过对孤东油田馆陶组疏松砂岩岩芯的稳态渗流实验，获得渗透率和非达西渗流因子，研究了疏松砂岩的非达西渗流特性。实验分析发现，疏松砂岩渗流通常具有较明显的非达西效应：岩芯渗透率越高，砂岩的非达西渗流效应越显著。疏松砂岩渗流可使岩石颗粒发生侵蚀而导致出砂，即疏松砂岩渗流一般为携砂渗流。利用疏松砂岩岩芯渗流出砂物理模拟系统，研究了孔隙流体粘度、渗流速度、储层渗透率组合型式和砂粒胶结强弱对疏松砂岩出砂的影响，以及疏松砂岩油藏出砂的临界渗流速度。研究发现，疏松砂岩出砂存在临界渗流速度，油相孔隙介质临界渗流速度明显低于水相孔隙介质的临界渗流速度；疏松砂岩的颗粒胶结度和渗透率对渗流出砂影响较大：高粘度的孔隙流体在弱胶结和高渗带疏松砂岩中的渗流更容易引起油藏出砂；传统的达西渗流理论推导的临界出砂流速与实验结果差别较大，需要给出非达西渗流特征下的出砂预测模型。推导了非达西渗流下的疏松砂岩质量守恒方程。采取临界等效塑性应变描述砂岩产砂的临界条件，提出了预测疏松砂岩常规油藏油井出砂的“非达西渗流－塑性变形”耦合的数值分析方法。对疏松砂岩常规油藏油井渗流出砂过程进行了轴对称平面应变有限元分析。而针对稠油疏松砂岩油藏的出砂问题，提出了蚯蚓洞网络的压力分布模式，并导出了蚯蚓洞延伸模型的解析解，进而给出了疏松砂岩稠油油藏出砂冷采的出砂量和采油量预测模型。该模型与现场数据符合较好，具有推广应用价值。
索取号	30491
语种	中文
文献类型	学位论文
条目标识符	http://dspace.imech.ac.cn/handle/311007/23800
专题	力学所知识产出(1956-2008)
推荐引用方式 GB/T 7714	王凤清. 疏松砂岩油藏的渗流出砂研究[D]. 北京. 中国科学院研究生院,2008.

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