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《西南石油学院》 2004年
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裂缝性油藏射孔完井产能有限元模拟及射孔负压研究

吴远纶  
【摘要】:目前负压射孔已成为一种工业标准,成熟的砂岩油藏射孔优化设计理论只适用于无裂缝油藏的情形。裂缝的存在使得射孔完井油井的产能评价变得十分复杂,本文通过裂缝孔隙性油藏特征的三维物理模型描述及流体渗流的连续性方程建立,推导出了描述该问题的有限元数学模型。通过网格剖分、有限元数值求解和二次回归正交设计分析,在国内首次获得了不同的射孔参数和地层参数与裂缝孔隙性油藏油井产能的定量关系,并进行了单因素及多因素结果分析,获得了一些重要结论。并对射孔负压差的合理设计进行了深入研究,通过有限元分析以及流体力学和岩石力学的耦合模型研究,建立合理负压差确定模型。它可用于指导裂缝性及裂缝孔隙性油藏的射孔参数优化和施工操作,有效提高一次完井效率。 本文的主要工作如下: (1)通过裂缝孔隙油藏物理特征的详细分析,建立了一套合理的地层裂缝网络物理模型; (2)总结分析了储层裂缝形态描述方法,建立了储层裂缝宽度预测模型; (3)建立了裂缝孔隙油藏射孔完井三维渗流数学模型,推导出了有限元求解的变分模型; (4)确立了合理的网格剖分思路及有限元求解方法,编制了大型有限元模拟计算程序; (5)全面分析了射孔参数对裂缝孔隙油藏射孔井产能的影响,裂缝网络模型的类型不同,同一射孔参数对油井产能的贡献不同。具有两组垂直裂缝和三组直交裂缝的油藏优于具有一组水平或垂直裂缝的情形; (6)利用正交实验原理,获得了大量的计算结果,编制了二次非线性回归程序,获得了不同裂缝物理模型下射孔参数对油井产能影响的重要度排序; (7)利用有限元技术研究了负压射孔瞬间非稳定高速回流动态,提出了基于临界雷诺数的压实带清洗机理的最小负压设计方法; (8)建立了确定最大射孔负压的岩石弹塑性力学和孔眼非达西渗流力学耦合模型,根据孔眼力学稳定机理,提出了以临界等效塑应变为基准的最大负压设计方法; (9)提出的最大负压和最小负压设计方法,充分考虑了储层流体性质、岩石力学性质以及射孔弹型号和性能的影响,较以前的经验方法有实质性进步,具有广泛的应用价值;
【学位授予单位】:西南石油学院
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2004
【分类号】:TE328

【引证文献】
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1 戴洪森;射孔方案编制及完井应用系统研究[D];吉林大学;2011年
2 吴晗;古龙南地区射孔完井参数优选[D];东北石油大学;2011年
【参考文献】
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6 李海涛,王永清,李洪建,戈应文;压裂施工井的射孔优化设计方法[J];天然气工业;1998年02期
【共引文献】
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10 陕小平;刘广华;邹连阳;李一心;谢宏峰;张红军;;ANSYS在顶驱减速箱设计中的应用[A];第三届中国CAE工程分析技术年会论文集[C];2007年
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1 张琛;光纤陀螺光路偏振特性及温度性能研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
2 白会娟;导电材料结构电磁热弹性多场行为的理论研究[D];兰州大学;2010年
3 潘健怡;铝合金型材挤压的数值模拟及模具结构优化研究[D];华南理工大学;2010年
4 刘海锋;网格结构精细化有限元分析方法研究[D];浙江大学;2010年
5 曾芳;大型滑履磨机结构分析及焊接工艺研究[D];武汉理工大学;2010年
6 窦建洪;基于犬双心室电力学复合模型的心力衰竭仿真研究[D];浙江大学;2010年
7 李妍;混凝土多孔砖墙体裂缝控制的相关力学性能研究[D];吉林大学;2011年
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9 肖卫国;节理岩体本构模型和其细观力学方法理论研究[D];北京交通大学;2011年
10 李晶;基于广义柔度矩阵的结构损伤识别研究[D];吉林大学;2011年
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1 张学武;基于磁控技术的TIG焊残余应力的研究[D];南昌航空大学;2010年
2 刘帅;大型渠道混凝土振动密实成型数值模拟研究[D];山东科技大学;2010年
3 范子嘉;长脉冲激光与金属相互作用的热分析[D];长春理工大学;2010年
4 辛栋;纤维增强聚合物复合材料力学性能的数值预测[D];郑州大学;2010年
5 周宇龙;基于遗传算法的堤防材料动力特性反演分析[D];郑州大学;2010年
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9 俞顺;基于模型修正及体系可靠度的桥梁结构性能评价[D];郑州大学;2010年
10 聂坤;代数三角混合插值求解均匀化问题[D];郑州大学;2010年
【同被引文献】
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1 郭廷亮,陈锋,袁吉诚,张福祥;Stimgun外套式复合射孔器在塔里木QL-×井的应用[J];测井技术;2005年03期
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5 刘小利,夏宏南,欧阳勇,王小建;出砂预测模型综述[J];断块油气田;2005年04期
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2 蒋官澄;孤东油田出砂状况模拟及治理对策研究[D];中国海洋大学;2005年
3 刘晓旭;三场耦合的数学模型研究及有限元解法[D];西南石油学院;2005年
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5 荆玲;朝阳沟油田地应力与套管损坏研究[D];大庆石油学院;2008年
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2 本报记者 康宏强 本报通讯员 阚德平 田瀚文;欲与世界名牌比高下[N];中国石油报;2001年
3 记者 陈彦龙 通讯员 田翰文;大庆射孔弹厂享誉国内外市场[N];中国石油报;2002年
4 记者 陶文忠 通讯员 阚德平;起步,从减亏开始[N];中国石油报;2003年
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7 记者 张云普 通讯员 闫晓峰;“雷霆”射孔弹成油气开发新利器[N];中国石油报;2013年
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9 记者  陶文忠 通讯员  田瀚文;市场稳步扩大 射孔器材产销两旺[N];中国石油报;2006年
10 刘泓波通讯员 谭华灵;四川测井射孔弹厂3个月拿到80份订单[N];中国石油报;2007年
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3 庄伟;水力喷砂射孔理论与实验研究[D];中国石油大学;2008年
4 刘向京;砂岩力学性质及射孔检测靶评价实验研究[D];东北石油大学;2010年
5 王路超;射孔参数优选技术研究[D];中国石油大学;2007年
6 贲天璐;射孔弹间干扰的数值模拟研究[D];长春工业大学;2012年
7 韩素炜;复合射孔模拟软件设计与实现[D];电子科技大学;2013年
8 罗钟鸣;斜井压裂射孔设计研究[D];西南石油学院;2005年
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