石油工程中的多场耦合问题

石油工程中的多物理场耦合问题石油工程中的多物理场耦合问题石油工程中的多物理场耦合问题石油工程中的多物理场耦合问题石油工程中的多物理场耦合问题石油工程中的多物理场耦合问题石油工程中的多物理场耦合问题石油工程中的多物理场耦合问题刘建军刘建军刘建军刘建军刘建军刘建军刘建军刘建军西南石油大学西南石油大学西南石油大学西南石油大学汇报提纲�渗流渗流渗流渗流----应力耦合一体化软件开发应力耦合一体化软件开发应力耦合一体化软件开发应力耦合一体化软件开发�考虑耦合效应的低渗透油藏开发模拟考虑耦合效应的低渗透油藏开发模拟考虑耦合效应的低渗透油藏开发模拟考虑耦合效应的低渗透油藏开发模拟�煤层气藏流固耦合数值模拟煤层气藏流固耦合数值模拟煤层气藏流固耦合数值模拟煤层气藏流固耦合数值模拟�流固耦合模拟在地应力及套损防控中的应用流固耦合模拟在地应力及套损防控中的应用流固耦合模拟在地应力及套损防控中的应用流固耦合模拟在地应力及套损防控中的应用一、渗流-应力耦合一体化软件渗流场油田开发温度场应力场地质效应井壁失稳套管损坏地表变形油层出砂试验研究孔渗试验研究孔渗试验研究孔渗试验研究孔渗试验研究孔渗试验研究孔渗试验研究孔渗试验研究孔渗变化特征变化特征变化特征变化特征变化特征变化特征变化特征变化特征等效等效等效等效等效等效等效等效((((((((双重双重双重双重双重双重双重双重))))))))介质介质介质介质介质介质介质介质模型建立模型建立模型建立模型建立模型建立模型建立模型建立模型建立软件编制及软件编制及软件编制及软件编制及软件编制及软件编制及软件编制及软件编制及工工工工工工工工程程程程程程程程应用应用应用应用应用应用应用应用寻求多场耦合寻求多场耦合寻求多场耦合寻求多场耦合寻求多场耦合寻求多场耦合寻求多场耦合寻求多场耦合相互作用关系相互作用关系相互作用关系相互作用关系相互作用关系相互作用关系相互作用关系相互作用关系油藏流固耦合油藏流固耦合油藏流固耦合油藏流固耦合油藏流固耦合油藏流固耦合油藏流固耦合油藏流固耦合数值模拟数值模拟数值模拟数值模拟数值模拟数值模拟数值模拟数值模拟指导开发方案指导开发方案指导开发方案指导开发方案指导开发方案指导开发方案指导开发方案指导开发方案设计与调整设计与调整设计与调整设计与调整设计与调整设计与调整设计与调整设计与调整裂缝和基质性质差异大，裂缝动态扩展？如何与油藏模拟软件结合理论成果如何在工程中应用？一、渗流-应力耦合一体化软件��软件给出了裂缝性油藏渗流和变形参数的等效方法软件给出了裂缝性油藏渗流和变形参数的等效方法一、渗流-应力耦合一体化软件00.511.520102030405060708090100Sw(%)Pc(大气压)裂缝Cd=3Cd=5Cd=10基质00.10.20.30.40.50.60.70.80.910102030405060708090100Sw(%)KrKro-基质Krw-基质Kro-裂缝Krw-裂缝Cd=3时的KroCd=3时的KrwCd=5时的KroCd=5时的KrwCd=10时的KroCd=10时的Krw��可以考虑裂缝开启闭合对孔渗的影响可以考虑裂缝开启闭合对孔渗的影响一、渗流-应力耦合一体化软件借助断裂力学给出理想状态下，裂缝扩展及其对渗透率的影响公式��形成了油藏渗流形成了油藏渗流--应力耦合分析软件应力耦合分析软件一、渗流-应力耦合一体化软件通过ECLIPS、VIP进行油藏模拟对PETREL数据流再处理利用PETREL进行地质建模对油藏数模压力等数据流再处理建立有限元计算力学模型添加应力计算参数添加应力计算边界条件利用泥岩流变和砂岩弹塑性计算模块进行计算输出应力应变结果根据套损判据和危险指标进行分区判断套管是否失效，给出危险分区PillarGridPillarGridPillarGridPillarGridCell(Cell(Cell(Cell(细胞))))Node(Node(Node(Node(节点))))Fault(Fault(Fault(Fault(断层))))Mesh(Mesh(Mesh(Mesh(网格))))Element(Element(Element(Element(单元))))Node(Node(Node(Node(节点))))结构面地质模型有限元网格��形成了油藏渗流形成了油藏渗流--应力耦合分析软件应力耦合分析软件一、渗流-应力耦合一体化软件EclipseEclipseEclipseEclipse格式计算结果在PetrelPetrelPetrelPetrel中的查看将结果连同计算网格导入PetrelPetrelPetrelPetrel。以网格属性的形式对结果进行查看一、渗流-应力耦合一体化软件一、渗流-应力耦合一体化软件��实行了应力、渗流计算结果的实行了应力、渗流计算结果的PetrelPetrel显示显示SZZ(SZZ(SZZ(SZZ(目标层))))SXYSXYSXYSXYUZUZUZUZ二、低渗透油藏流固耦合数值模拟500.001000.001500.002000.002500.003000.003500.00500.001000.001500.002000.002500.003000.003500.00500.001000.001500.002000.002500.003000.003500.00500.001000.001500.002000.002500.003000.003500.00井位分布图(榆树林油田东12区块)初始孔隙度分布初始渗透率分布二、低渗透油藏流固耦合数值模拟50010001500200025003000350050010001500200025003000350050010001500200025003000350050010001500200025003000350010年后的孔隙度分布15年后的孔隙度分布二、低渗透油藏流固耦合数值模拟50010001500200025003000350050010001500200025003000350050010001500200025003000350050010001500200025003000350010年后的渗透率分布15年后的渗透率分布二、低渗透油藏流固耦合数值模拟三、低渗透煤层气藏流固耦合数值模拟日产气量变化曲线三、低渗透煤层气藏流固耦合数值模拟日产水量变化曲线CleatsCompressionCleatsCompressionCleatsCompressionCleatsCompressionMatrixShrinkageMatrixShrinkageMatrixShrinkageMatrixShrinkage三、低渗透煤层气藏流固耦合数值模拟PalmerandPalmerandPalmerandPalmerandMansooriMansooriMansooriMansoori,,,,BaiBaiBaiBaiM,etal.M,etal.M,etal.M,etal.三、低渗透煤层气藏流固耦合数值模拟三、低渗透煤层气藏流固耦合数值模拟三、低渗透煤层气藏流固耦合数值模拟三、低渗透煤层气藏流固耦合数值模拟三、低渗透煤层气藏流固耦合数值模拟根据地层压力资料分析，套损井集中在高压区及压差较大井区。套损平面图压力场分布四、基于流固耦合理论开展套损防控研究异常高压层比例与套损率关系图01020300101010103030303050505050707070709090909111111111313131315151515171717171919191921212121区块名代号比例（%）异常高压层比例套损率四、基于流固耦合理论开展套损防控研究压差为11MPa11MPa11MPa11MPa岩层垂向位移压差为7MPa7MPa7MPa7MPa岩层垂向位移泥泥泥泥岩岩岩岩蠕蠕蠕蠕变变变变和和和和压压压压差差差差对对对对套套套套损损损损的的的的影影影影响响响响压差11MPa时Mises应力压差7MPa时Mises应力注采压差越大，储层地层应力，变形越大四、基于流固耦合理论开展套损防控研究联系人：刘建军联系人：刘建军联系人：刘建军联系人：刘建军联系人：刘建军联系人：刘建军联系人：刘建军联系人：刘建军单单单单单单单单位：西南石油大学土木工程与建筑学院位：西南石油大学土木工程与建筑学院位：西南石油大学土木工程与建筑学院位：西南石油大学土木工程与建筑学院位：西南石油大学土木工程与建筑学院位：西南石油大学土木工程与建筑学院位：西南石油大学土木工程与建筑学院位：西南石油大学土木工程与建筑学院联系地址：四川省成都市新都区西南石油大学土建院联系地址：四川省成都市新都区西南石油大学土建院联系地址：四川省成都市新都区西南石油大学土建院联系地址：四川省成都市新都区西南石油大学土建院联系地址：四川省成都市新都区西南石油大学土建院联系地址：四川省成都市新都区西南石油大学土建院联系地址：四川省成都市新都区西南石油大学土建院联系地址：四川省成都市新都区西南石油大学土建院，，，，，，，，610500610500610500610500610500610500610500610500