滲流誘發(fā)套損機理及數(shù)值模擬研究.pdf

1、隨著油田開發(fā)時間的增長以及開發(fā)方案的調(diào)整，由于地質(zhì)因素和工程因素的不斷變化，油井套管的生產(chǎn)環(huán)境逐漸變差，尤其是近年來，隨著高壓注采、超高壓壓裂等強化采油措施的實施，油田套損情況日益嚴重。套管損壞問題在國內(nèi)外各大油氣田均有發(fā)生，而且一直沒有得到很好的解決，盡管國內(nèi)外學者從不同的研究角度對套損問題做了大量的工作，但基于滲流流固耦合理論基礎(chǔ)上來研究套損問題相對比較薄弱。為此，在對大量現(xiàn)場資料調(diào)研的基礎(chǔ)上，分析了套損發(fā)生的影響因素，探討了滲流誘

2、發(fā)的套管損壞的作用機理，并根據(jù)以往大量室內(nèi)實驗和理論研究成果基礎(chǔ)上，通過流體力學、固體力學、巖石力學等多學科交叉，建立了在考慮滲流作用下套管的受力模型以及套損的力學準則，通過有限元方法得出了模型的數(shù)值解，模擬了在不同工況下近井地帶滲流場和應(yīng)力場的變化規(guī)律，通過數(shù)值模擬發(fā)現(xiàn)：油藏滲流場變化可導(dǎo)致地應(yīng)力場重新調(diào)整，主要表現(xiàn)在：(1) 隨著孔隙壓力的下降，巖石骨架有效應(yīng)力逐漸增大，從而導(dǎo)致套管承受的擠壓力升高；(2) 隨著注采壓差的增大，地層

3、變形在增大，套管承受的不均勻載荷增加；(3) 泥巖或裂縫浸水后，巖體的抗剪強度降低，泥巖蠕變加速，從而加劇套管的非均勻外載。 根據(jù)數(shù)值模擬結(jié)果，提出了以下防治套損的措施：(1) 通過控制油水井井底壓力的變化范圍，可防止套管承受的徑向擠壓力超過套管所能承受的最大擠壓力，從而達到預(yù)防套損的目的；(2) 對于注水開發(fā)油田，控制注水壓力，防止注采壓差過大而引起地層變形的增大，從而預(yù)防套管承受的擠壓力過大；(3)實施分層注水，控制注水壓力