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考虑流固耦合效应的储层砂岩力学响应分析
  • ISSN号:1673-5005
  • 期刊名称:中国石油大学学报(自然科学版)
  • 时间:2014
  • 页码:147-152
  • 分类:TU45[建筑科学—岩土工程;建筑科学—土工工程]
  • 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
  • 相关基金:国家自然科学基金项目(51109231); 国家重点基础研究发展计划项目(2014CB04690x)
  • 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: 许明|刘先珊|
中文摘要:

用柱坐标系下的三维颗粒流数值方法研究储层砂岩的力学响应。通过实际颗粒级配的数值模拟与室内三轴试验对比,确定砂岩颗粒的细观力学参数,建立基于流固耦合效应的射孔试验模型。结果表明:砂岩的宏观应力反映了油藏流速对砂岩应力的增幅,但均未超过储层砂岩的峰值强度,最大塑性区约为12.9 mm,显示局部化的砂岩破坏过程;胶结应力的变化表明流速大于3 m/s时,增幅明显的剪应力加速了砂岩的剪切破坏,且颗粒平动和转动加剧,说明砂岩的胶结破坏严重,离散颗粒数呈量级增大,塑性区扩大明显。考虑流固耦合效应的三维数值方法能有效反映油井出砂的力学特性,当油藏流动对砂岩起控制作用时,出砂几率显著提高。

英文摘要:

A numerical method based on 3-dimensional particle flow code( PFC3D) in cylindrical coordinate system was proposed to simulate the mechanical response of the reservoir sandstone. By comparing the simulation results with the triaxial test ones,the meso-mechanical parameters were determined,and then a perforation test model was built based on the fluid-solid coupling effect. The results show that macro stress of the sandstone can reflect the effect of oil flow rate on the increase of sandstone stress,and the stress is not greater than the peak strength of reservoir sandstone,the maximum plastic zone is 12. 9 mm. The results can describe the local failure process of sandstone. When flow rate is larger than 3 m / s,obvious increase of the shearing stress will accelerate the shearing failure,the particle movement and rotation. The serious breakage of the bonds will result in the increase of dislodged particles by orders of magnitude and obvious expansion of the plastic zone. The 3-D numerical method considering fluid-solid coupling effect can reflect the mechanical characteristics of the sand production in the oil well better,and the probability of the sand production will be increased obviously when the oil flow rate controls the sandstone.

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期刊信息
  • 《中国石油大学学报:自然科学版》
  • 北大核心期刊(2011版)
  • 主管单位:教育部
  • 主办单位:中国石油大学(华东)
  • 主编:袁静(执行)
  • 地址:山东省东营市北二路271号
  • 邮编:257061
  • 邮箱:journal@upc.edu.cn
  • 电话:0546-83922495 86983262
  • 国际标准刊号:ISSN:1673-5005
  • 国内统一刊号:ISSN:37-1441/TE
  • 邮发代号:24-273
  • 获奖情况:
  • 本刊1996年以来历届山东省优秀期刊奖,曾荣获1999年全国高校学报优秀期刊二等奖,2001年...,2012年获教育部第四届中国高校精品科技期刊
  • 国内外数据库收录:
  • 俄罗斯文摘杂志,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,美国剑桥科学文摘,英国科学文摘数据库,美国石油文摘,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(2008版),中国北大核心期刊(2011版),中国北大核心期刊(2014版)
  • 被引量:9288