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流体黏性对油井砂岩力学响应的影响
  • ISSN号:1000-7598
  • 期刊名称:岩土力学
  • 时间:2013.10.25
  • 页码:2984-2990
  • 分类:O35[理学—流体力学;理学—力学]
  • 作者机构:[1]重庆大学 土木工程学院,重庆 400045, [2]重庆大学 山地城镇建设与新技术教育部重点实验室,重庆 400045, [3]中南电力设计院,武汉 430071
  • 相关基金:国家自然科学基金(No. 51109231);重庆市自然科学基金(No. cstc2012jjA90005);武汉大学水资源与水电工程科学国家重点实验室开放基金(No. 2012B100);中央高校基本科研业务费(No. CDJZR1120003)
  • 相关项目:“结构-应力-渗流”协同控制的砂岩储层出砂细观机理及三维数值模拟研究
作者: 刘先珊|陈治|
中文摘要:

随着黏度较大的油藏陆续投入开发,油藏黏性对储层砂岩力学特性的影响研究意义重大。基于柱坐标系建立射孔试验的三维颗粒流数值模型,考虑不同黏性的流体运动对砂岩力学响应的影响,反映油井的出砂过程。砂岩的宏观应力曲线说明流速相同时,随着黏滞系数的增大,切向应力和偏应力均增大,使得砂岩剪切破坏的几率增大,砂岩更容易屈服破坏而出砂。另外,砂岩黏结应力图说明油井附近的应力较大,且随着黏滞系数增大,黏结张拉应力的增大是局部的,而剪应力的增大是全局的,且变化趋势更明显;颗粒的旋转也说明随着流体黏性的增大,颗粒旋转增大,砂岩形成离散颗粒而出砂的几率增大。上述结果与实际开采中的砂岩力学响应吻合,说明了在相同的外界条件下,黏性越大的流体运动对砂岩受力的影响越大,出砂越明显,该成果对不同黏性的油藏开采采用有效的防砂方法提供了重要的科学依据。

英文摘要:

Oil viscosity affecting the mechanical characteristics of sandstone around the oil wellbore plays a significant role on oil extraction with the more viscous oil reservoir development. Based on cylindrical coordinate system, a numerical model using 3-dimensional particle flow code (PFC3D) of the perforation test is forward to simulate the oil extraction. For the numerical model, different viscous fluids are considered to simulate the mechanical response to practically reflect the process of the sand production. The macro stress curves indicate that under the same fluid flowing, the increasing fluid viscosity increases the tangential stress and deviatoric stress of the sand, and it also increases the shear failure probability so as to make the sand yielded more easily and have more sand production. And also, bond stress indicates that the largest stress is close to the inner oil, and the increasing fluid viscosity increases the tensile stress as localization and also increases the shear stress as globalization with obvious variation trend; the particle rotation also indicates that the increasing viscosity makes the particle rotated more strongly, and increases the probability of the dislodged particles from the sand to become the sand production. The above results agree with the practical response of the sand during oil extracting, and indicate that under the same conditions, more viscous fluid has greater influence on the mechanical response of the sand and has more obvious sand production. Therefore, the achievement will provide an important base for using effective sand control methods for different viscous oils.

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期刊信息
  • 《岩土力学》
  • 中国科技核心期刊
  • 主管单位:中国科学院
  • 主办单位:中国科学院武汉岩土力学研究所
  • 主编:孔令伟
  • 地址:武汉市武昌小洪山中国科学院武汉岩土力学研究所
  • 邮编:430071
  • 邮箱:ytlx@whrsm.ac.cn
  • 电话:027-87198484 87199252
  • 国际标准刊号:ISSN:1000-7598
  • 国内统一刊号:ISSN:42-1199/O3
  • 邮发代号:38-383
  • 获奖情况:
  • 全国中文核心期刊,美国《工程索引》EI收录期刊
  • 国内外数据库收录:
  • 美国化学文摘(网络版),荷兰文摘与引文数据库,美国工程索引,日本日本科学技术振兴机构数据库,中国中国科技核心期刊,中国北大核心期刊(2004版),中国北大核心期刊(2008版),中国北大核心期刊(2011版),中国北大核心期刊(2014版),中国北大核心期刊(2000版)
  • 被引量:56873