论文部分内容阅读
元坝区块气藏平均埋深6673米是大型海相气田,具有高温、高压、多压力系统、高产、高含硫等特点,属于典型“高危”气田,开发难度较大,存在不确定的安全问题。因此本文主要从渗流场、应力场角度对垂直井、水平井裸眼完井方法,垂直井、水平井射孔完井方法进行渗流场和应力场研究,同时对边底水气藏进行两相渗流分析研究。对井筒附近渗流场和应力场的研究,通过实验研究不易实现,因此本文借助大型多物理场有限元软件COMSOL进行分析。通过对元坝区块的现场调研、资料收集、阅读,可知该区块主要采用的完井方式为衬管完井、裸眼完井和射孔完井,因此本文建立了裸眼完井和射孔完井有限元渗流场的流固耦合模型,开展了进行有限元仿真分析。通过对不同完井方式的渗流场和应力场的研究,得到了不同完井方式下的产量,同时讨论了井眼稳定性与不同产量的关系。本文的主要研究内容和取得的成果如下：(1)基于本文建立的垂直井裸眼完井的流固耦合渗流场有限元模型,可以对井筒附近地层压力场、渗流场、Von Mises应力场、岩石体积应变分布、流体的密度、黏度分布进行分析和讨论,为不同完井方式优选选择提供理论依据。(2)基于文中建立的水平井裸眼完井的流固耦合渗流场有限元模型,详细地分析和研究了水平井井眼与最大水平地应力的夹角对产量与井眼稳定性的影响,通过对井眼的安全性和经济性的综合考虑和分析,本文建议钻井时,水平井眼与最大水平地应力的夹角控制在20。以内。(3)根据垂直井射孔完井流固耦合的渗流场有限元分析,得出结论：产量随孔径的增加而增加,孔眼附近最大Von Mises应力随井底流压的增加而减小,文中给出了定量的数值。文中建立了岩石塑性失效判据准则的数学模型,通过大量的分析研究可知：随着生产压差的减小孔眼附近岩石发生塑性变形的危险性降低,且孔眼内壁上具有塑性变形危险的岩石层很薄,对孔眼的稳定性影响不大。从气井的安全性和经济性考虑,对于垂直井,建议孔密选择20孔／米,相位角选择60。相位角。(4)基于水平井射孔完井流固耦合的渗流场有限元模型,通过不同参数的渗流场和应力场的分析,综合考虑气井井眼的稳定性和经济性,建议井眼与最大水平地应力的夹角B为45。,孔密选择20孔／米,相位角选择90。相位角。(5)通过对边底水气藏的开发的渗流场有限元模拟分析,可以预测井底见水时间,以及井筒附近不同位置处地层的含水饱和度,为气井的关井压锥时间提供了理论依据；对相互连通的均质地层,非均质地层平衡气水界面是高效开发气藏的有效手段,建议采用ICD完井控制技术完井。