由于弱固結(jié)砂巖與疏松砂巖之間力學(xué)性質(zhì)的差異,弱固結(jié)砂巖儲層與疏松砂巖儲層的出砂特征有很大區(qū)別,目前對弱固結(jié)砂巖儲層的出砂特征的研究還很少,不能對現(xiàn)場生產(chǎn)提供指導(dǎo)。影響弱固結(jié)砂巖儲層出砂特征的關(guān)鍵因素就是弱固結(jié)砂巖儲層中剪切帶的形態(tài)。本文就弱固結(jié)砂巖儲層的剪切帶形成問題,開展了相關(guān)的室內(nèi)試驗研究,獲取了變形參數(shù)和強度參數(shù),選擇了適合弱固結(jié)砂巖的力學(xué)本構(gòu)關(guān)系;以此基礎(chǔ)上結(jié)合應(yīng)變局部化理論和滲流力學(xué)建立了模擬弱固結(jié)砂巖儲層剪切帶形成模型,并利用ABAQUS二次開發(fā)接口編寫了相關(guān)的流固耦合單元,用以進(jìn)行弱固結(jié)砂巖儲層剪切帶的數(shù)值模擬計算。在上述基礎(chǔ)上,本文建立了 H油田的弱固結(jié)砂巖儲層裸眼垂直井井眼周圍剪切帶形成的有限元模型,開展了地層巖石的殘余強度、軟化模量、水平地應(yīng)力差值和生產(chǎn)壓差對剪切帶的影響分析。分析結(jié)果表明,隨著巖石殘余強度的升高、軟化模量的降低、水平地應(yīng)力之間差值降低、生產(chǎn)壓差的減小,在水平最小地應(yīng)力方位剪切帶的數(shù)量上升,剪切帶控制的深度增大,更有可能發(fā)生塊狀出砂;反之則易于發(fā)生顆粒狀的出砂。本文的分析結(jié)果能為弱固結(jié)砂巖儲層的完井防砂設(shè)計提供一定的參考。 

【文章來源】：中國石油大學(xué)(北京)北京市 211工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：90 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

_2井筒周圍所呈現(xiàn)的分帶性llqFig.IJ20111鰭扣，儀.ndth〔wellll眠lln

．３?Ａ?ｓｃｈｅｍａｔｉｃ?ｄｉａｇｒａｍ?ｏｆ?ｓａｎｄ?ｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎ?ｐｒｏｃｅｓｓ．?Ｔｈｅ?ｙｉｅｌｄ?ｓａｎｄ?ｉｓ?ｅｘｐｂｌａｃｋ［２６１??ｅｎｋｏ和Ｇａｔｅｓ等人［２７＿２９］利用了數(shù)值模擬手段研究了稠油冷采砂規(guī)律，他們假定一復(fù)某一單元內(nèi)的應(yīng)力狀態(tài)達(dá)到臨界値時就發(fā)生破壞并移除該單元，由此建立了稠油冷采過程中的蚯并碁于這－模型計算了稠油冷采過程中的出砂瀵變化規(guī)律及ｉａｎ?Ｗａｎｇ和Ｍｕｋｕｌ?Ｍ．?Ｓｈａｒｍａ［３Ｑ＿３２］將儲層地質(zhì)力學(xué)模型與多相弱固結(jié)砂巖儲層出砂預(yù)測，并以摩爾－庫倫軟化／硬化準(zhǔn)則為則作為出砂判斷準(zhǔn)則。＾旦滿足出砂準(zhǔn)則，就判斷儲層進(jìn)入不混合微可壓縮流體與Ｉ地質(zhì)力學(xué)模型結(jié)合，由此計算相對滲，這兩者的大小影響著砂審粘聚力和殘余裁度。??ｅｒｓｔｅｉｎＡ，Ｔｒｏｎｖｏｌｌ?Ｊ等人［３３］在進(jìn)行纖隊Ｉ吉砂．巖的出：砂規(guī)律時發(fā)出現(xiàn)的并非面狀的破壞區(qū)（或者說塑性區(qū)）而是出現(xiàn)了類似些剪切帶原有的顆粒被最先沖刷至孔道中，這與疏松砂巖的

?：ｃ?：ｃ??圖１．３出砂過程示意圖，屈服砂粒用黑色表示［２６］??Ｆｉｇ．１．３?Ａ?ｓｃｈｅｍａｔｉｃ?ｄｉａｇｒａｍ?ｏｆ?ｓａｎｄ?ｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎ?ｐｒｏｃｅｓｓ．?Ｔｈｅ?ｙｉｅｌｄ?ｓａｎｄ?ｉｓ?ｅｘｐｒｅｓｓｅｄ?ｉｎ??ｂｌａｃｋ［２６１??Ｉｓｔｃｈｅｎｋｏ和Ｇａｔｅｓ等人［２７＿２９］利用了數(shù)值模擬手段研究了稠油冷采（ＣＨＯＰＳ）??過程的出砂規(guī)律，他們假定一復(fù)某一單元內(nèi)的應(yīng)力狀態(tài)達(dá)到臨界値時整個單元代??表的巖石就發(fā)生破壞并移除該單元，由此建立了稠油冷采過程中的蚯蚓洞擴展延??伸模型，并碁于這－模型計算了稠油冷采過程中的出砂瀵變化規(guī)律及出砂速率。??Ｈａｏｔｉａｎ?Ｗａｎｇ和Ｍｕｋｕｌ?Ｍ．?Ｓｈａｒｍａ［３Ｑ＿３２］將儲層地質(zhì)力學(xué)模型與多相流親合相結(jié)??合建立了弱固結(jié)砂巖儲層出砂預(yù)測，并以摩爾－庫倫軟化／硬化準(zhǔn)則為基礎(chǔ)的拉伸剪??切破壞準(zhǔn)則作為出砂判斷準(zhǔn)則。＾旦滿足出砂準(zhǔn)則，就判斷儲層進(jìn)入沖蝕階段。??假設(shè)兩種不混合微可壓縮流體與Ｉ地質(zhì)力學(xué)模型結(jié)合，由此計算相對滲透率以及毛??管力大小，這兩者的大小影響著砂審粘聚力和殘余裁度。??ＳｋｊａｅｒｓｔｅｉｎＡ

【參考文獻(xiàn)】：
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碩士論文
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本文編號：2898117