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考虑生产影响的气井出砂预测方法研究

作　者: 赵栋
导　师: 李爱芬
学　校: 中国石油大学
专　业: 油气田开发工程
关键词: 出砂预测模型非达西流动解析求解地层稳定性指数出砂预测软件
分类号: TE358.1
类　型: 硕士论文
年　份: 2010年
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内容摘要

在气藏开发开采过程中,往往会面临严重的出砂问题,需要投入大量的人力物力来研究和防治,出砂会使砂埋井眼、磨蚀地面和井下设备、造成减产或停产、套管损坏等,严重时会导致气井报废。通过理论研究,对气井出砂进行预测可以有效减轻或避免出砂对生产的危害。由于地下气体运动及其性质的复杂性,导致了气井出砂预测的与众不同,除了必须考虑储层地质条件外,还须结合气井生产条件、气体流动形态等进行出砂预测的理论研究。在调研国内外气井出砂影响因素和出砂机理的基础上,认清影响气井出砂的不同因素和气井的出砂机理。首先,通过分析裸眼气井井眼围岩应力分布状况,分别考虑地层流体孔隙压力、气体达西流动和非达西流动形态,考虑气体流动产生的摩擦拖拽力的影响,结合Mohr-Coulomb岩石强度破坏准则建立裸眼气井出砂预测模型,引入地层稳定性指数S简化预测结果,研究了岩石抗压强度、地应力、岩石泊松比、? m常数对出砂预测的影响规律。然后,建立了射孔完井球形孔穴模型,给出临界井底流压、临界产气量的求解公式;分析圆柱形孔眼模型中孔眼围岩应力分布情况,结合Drucker-Prager岩石强度破坏准则建立了射孔气井出砂预测模型,给出出砂判别指数S的求解公式。综述气井出砂预测方法,结合可视化编程语言Microsoft Visual Basic 6.0与SQL2000数据库系统,编制了气井出砂预测系统软件,为气井出砂预测工作带来便利,实现了气井出砂预测结果的数字化,数据管理的科学化,生产管理的自动化。

全文目录

摘要  4-5
Abstract  5-9
第一章绪言  9-18
  1.1 研究的目的及意义  9-10
  1.2 国内外研究现状  10-15
    1.2.1 出砂机理研究现状  10-12
    1.2.2 出砂预测方法研究现状  12-15
  1.3 目前存在的主要问题  15
  1.4 主要研究内容  15-17
  1.5 技术路线图  17-18
第二章气井出砂机理研究  18-26
  2.1 出砂影响因素分析  18-20
    2.1.1 地层岩石物性  18
    2.1.2 地层流体性质  18-19
    2.1.3 气井生产因素  19
    2.1.4 作业措施不当  19-20
    2.1.5 射孔参数设定  20
  2.2 岩石强度破坏准则研究  20-22
    2.2.1 拉伸破坏准则(Tensile Failure Criterion)  20
    2.2.2 摩尔-库仑准则(Mohr-Coulomb Criterion)  20-21
    2.2.3 格里菲斯准则(Griffith Criterion)  21
    2.2.4 德鲁克-普拉格准则(Drucker-Prager Criterion)  21-22
  2.3 经验预测法研究  22-25
    2.3.1 声波时差法  22
    2.3.2 地层孔隙度法  22-23
    2.3.3 组合模量法  23
    2.3.4 斯伦贝谢法  23
    2.3.5 出砂指数法  23-24
    2.3.6 产层岩石坚固程度判别指数“C”公式法  24-25
  2.4 小结  25-26
第三章裸眼气井出砂预测理论模型  26-51
  3.1 气体达西流动出砂预测模型  26-40
    3.1.1 井眼围岩应力分布分析  26-32
    3.1.2 气体流动的摩擦拖拽力  32-34
    3.1.3 出砂预测模型的建立  34-36
    3.1.4 储层及生产参数的影响  36-40
  3.2 气体非达西流动出砂预测模型  40-49
    3.2.1 井眼围岩应力分布分析  40-45
    3.2.2 出砂预测模型的建立  45-46
    3.2.3 储层及生产参数的影响  46-49
  3.3 小结  49-51
第四章射孔完井气井出砂预测理论模型  51-61
  4.1 球形孔穴模型  51-55
    4.1.1 模型的建立  51-52
    4.1.2 临界值的确定  52-54
    4.1.3 参数影响分析  54-55
  4.2 圆柱形孔眼模型  55-60
    4.2.1 孔眼围岩应力分布分析  55-56
    4.2.2 气体流动的摩擦拖拽力  56-57
    4.2.3 出砂预测模型的建立  57-58
    4.2.4 射孔及生产参数的影响分析  58-60
  4.3 小结  60-61
第五章气井出砂预测软件的编制  61-70
  5.1 软件开发  61-64
    5.1.1 软件的需求分析  61
    5.1.2 软件的功能设计  61-63
    5.1.3 软件的实现  63-64
  5.2 软件应用  64-69
    5.2.1 软件的安装  64
    5.2.2 软件的应用  64-69
  5.3 小结  69-70
结论  70-71
参考文献  71-74
攻读硕士学位期间取得的学术成果  74-75
致谢  75

考虑生产影响的气井出砂预测方法研究

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