機(jī)械式防砂管原汕滲流試驗(yàn)及數(shù)值模擬.pdf

1、機(jī)械式防砂是目前針對(duì)稠油疏松砂巖油藏采油工藝中廣泛運(yùn)用的防砂采油技術(shù)，但稠油疏松砂巖油藏的高粘性，低流動(dòng)性，易吸附性等特點(diǎn)使防砂管極易發(fā)生堵塞，不能維持較長(zhǎng)時(shí)間的防砂工作，給油藏的開發(fā)帶來極大的困難。因此對(duì)機(jī)械式防砂管性能的改進(jìn)是機(jī)械式防砂管采油要解決的重要問題，本文將地層多孔介質(zhì)滲流理論和機(jī)械式防砂管采油技術(shù)聯(lián)合進(jìn)行研究，以設(shè)計(jì)新型適合稠油疏松砂巖油藏的防砂管和檢測(cè)新型防砂管性能為重點(diǎn)，開展了以下幾方面的工作：
　　 1．以滲

2、流力學(xué)、兩相流體力學(xué)為基礎(chǔ)，研究稠油疏松砂巖油藏地層原油滲流運(yùn)動(dòng)，從而推導(dǎo)含泥砂稠油流體在地層滲流運(yùn)動(dòng)的數(shù)學(xué)模型方程。
　　 2．以油氣井出砂理論和防砂方法為基礎(chǔ)，對(duì)現(xiàn)行防砂管在采油作業(yè)中的實(shí)際情況進(jìn)行分析，歸納總結(jié)現(xiàn)行防砂管在防砂滲流作業(yè)中存在的問題。
　　 3．從改進(jìn)防砂管結(jié)構(gòu)和過濾材料兩個(gè)方面擬定出新型防砂管的設(shè)計(jì)方案，并加工制作新型防砂管樣品，進(jìn)行防砂滲流試驗(yàn)研究。
　　 4．以還原油藏中真實(shí)情況為目標(biāo)設(shè)

3、計(jì)和搭建機(jī)械式防砂管原油滲流試驗(yàn)臺(tái)，使?jié)B流試驗(yàn)滿足高溫高壓及地層出砂等地層中的原油滲流環(huán)境，并以此為基礎(chǔ)進(jìn)行原油滲流試驗(yàn)。
　　 5．通過防砂管基本性能試驗(yàn)、新型防砂管性能對(duì)比試驗(yàn)和壓力極限狀態(tài)下的堵塞試驗(yàn)得到：防砂管的滲透率受壓差影響明顯；含粘土等固體顆粒的原油在滲流過程中更容易使防砂管發(fā)生堵塞；在相同的滲流環(huán)境下經(jīng)濾材改進(jìn)設(shè)計(jì)的新型防砂管滲透率最高，阻力系數(shù)最小，滲流流量最大，并且滲透率隨時(shí)間降幅最小，滲透性能最好；同時(shí)在極

4、限壓力狀態(tài)下，相同的實(shí)驗(yàn)時(shí)間內(nèi)，原防砂管已經(jīng)堵塞，而經(jīng)結(jié)構(gòu)改進(jìn)設(shè)計(jì)的新型防砂管滲流流量最大，能夠維持長(zhǎng)時(shí)間穩(wěn)定滲流狀態(tài)，試驗(yàn)結(jié)束后，繞絲完好，沒有大量泥沙淤積吸附現(xiàn)象。
　　 6．采用CFD相關(guān)軟件進(jìn)行幾種有代表性的數(shù)值模擬，即在防砂管未堵塞和堵塞兩種情況下，對(duì)原油單相流體和含粘土顆粒的液固兩相混合流體的滲流運(yùn)動(dòng)進(jìn)行模擬計(jì)算，計(jì)算結(jié)果表明在地層原油滲流經(jīng)過防砂管周圍的多孔介質(zhì)時(shí)，壓力變化明顯，流體流速緩慢，在原油中含粘土滲流的情